Study on optimum operation method when combined with radiant panel and air conditioner by coupling of ES and CFD
| Project/Area Number |
19K23559
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0304:Architecture, building engineering, and related fields
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| Research Institution | Kurume Institute of Technology |
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Principal Investigator |
山本 竜大 久留米工業大学, 工学部, 助教 (30849188)
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| Project Period (FY) |
2019-08-30 – 2022-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | ES / CFD / 対流式空調 / 放射式冷房 / 連成解析 / 対流熱伝達率 / 消費電力 / 快適性 / 建築環境・設備 / 連成シミュレーション / 省エネルギー / 放射パネル / エアコン |
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| Outline of Research at the Start |
近年住宅は開放的かつ連続した空間で構成されており，エアコンのような指向性の強い冷暖房機器の利用では局所的な温度分布が生じるため快適性の観点から方策が必要である。局所的な温度分布が発生しない冷暖房機器として挙げられるのは放射パネルである。放射パネルは室内を均一に冷暖房することが可能であるため，有効な方策である。しかし，空調機と放射パネルを併用することで省エネかつ快適な環境を達成する可能性についての見当は不十分である。そこで，本研究では放射パネルと空調機を併用した際の最適な運用方式について見当する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、「エアコンと放射パネル併用時の熱環境解析手法の開発およびケース検討」に基づくものである。エアコンの利用状況は近年急速に増加している。一方で、放射パネルの利用も増加傾向にある。エアコンはどの戸立て住宅にも設置されていることから放射パネル設置時には併用するか否かの選択を迫られることとなる。同時に、エアコンと放射パネル併用時の熱環境に関して何らかの指針が必要であると考えられる。その指針はエアコンと放射パネル併用時の熱環境解析によってなされるのが望ましいが、一般的には解析負荷の高さから定常解析による検討が主流である。本研究で提案する熱環境解析手法の特性としては、放射環境を時々刻々計算する点にある。また、強制対流場の時刻変動性にも対応可能な手法である。
この熱環境解析手法を用いることによってエアコンと放射パネルの運用実態を非定常に計算し、最適な運用ケースを検討することが可能である。最適な運用方式を提案する際に重要なのは、快適性と省エネ性を同時に満足することである。省エネ性を満足することは簡単であるが、それは設備機器の稼働状態が人体の快適性を無視していることに他ならない。従って、快適性も同時に満足する必要がある。本研究では、快適性に関してはPMVで評価することとする。省エネ性に関してはエアコンと放射パネルの機器特性をモデル化し、消費電力を推定する。
本研究を遂行することには、世界各国で利用事例が増加傾向にあるエアコンと比較的住宅での適用事例は少ない放射パネルの併用時の最適運用方式の実態に関して寄与するものであると考えられる。更に、オフィスなどの実際の空間に対しても適用可能な熱環境解析手法であるため、開発する提案手法の適用範囲は広範囲となる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当該研究テーマの現在までの進捗状況に関しては、概ね順調に進行している。しかし、当初予定していた査読付き論文の執筆が間に合っていないことと、データの整理が完全に修了していないのが現状である。提案した熱環境解析手法に関してはモデルの入念なチェックにより精度検証まで終了しており、ケース検討を遂行している。精度検証はモデルのチェックのみならず、放射パネルの消費電力推定のアルゴリズムを追加し、エアコンと放射パネルの省エネ性の検討が出来るように拡張した。快適性の検討も精度検証結果を用いて遂行済である。以上の理由から、進捗としては順調ではあるが、成果の取りまとめが間に合わず査読付き海外ジャーナルに投稿できなかった関係から英文校正費用に充てる予定であった予算を来年度に繰り越している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究の推進方策に関しては、研究内容の取りまとめが大きな部分を占める。熱環境解析手法の精度検証は完了しているが、これに関しても再度入念なチェックを行う。ケース検討に関しても必要なケースを抽出し、研究を遂行する。査読付き国際ジャーナルの執筆およびケース検討ともに十分に精査の上で準備を進めていく。
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Report
(2 results)
Research Products
(5 results)
