2019 Fiscal Year Annual Research Report
漏気の影響を考慮した空気循環系におけるトレーサガス実験法の開発
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18H01600
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
倉渕 隆 東京理科大学, 工学部建築学科, 教授 (70178094)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鳥海 吉弘 東京電機大学, 理工学部, 教授 (90649162)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | トレーサガス実験法 / 空気齢 / 動的定常濃度 / 高応答濃度測定 / 循環系 / 開放系 / 漏気 / CFD |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，外気との換気のない循環系にてトレーサガス放出を行った場合に達成される，動的定常濃度という状態において，時間的に変動する各地点の濃度を合成することによって，対応する換気のある開放系における定常濃度分布の予測を行うトレーサガス実験手法の開発を行うものである。
これまでに本研究で展開する実験理論の妥当性を確認するために開放系，循環系，循環系において漏気量のコントロールが可能な環境試験室へ既存の実験室への機能追加を行い，漏気のない条件での実験理論の妥当性の検証は終了した。また，二酸化炭素の非定常濃度測定に適用できる濃度測定機器の製作をメーカに依頼し，応答速度10秒程度の高応答性機器に基づく測定システムを構築した。新たな測定機器は予想通りの高応答性能を発揮し，計測器の応用として時定数の小さい通風環境における空気齢測定の可能性を実証した。また既往のパッシブ型測定器にエアサンプリング機構を加えることにより，応答性の向上の可能性を探ることが課題となる。トレーサガス実験の理論については，従来の漏気系が室内ソースの除去に影響しない条件から拡張し，影響する場合の実験結果の合成方法について理論的な検討を実施した上で，その原理の妥当性をCFDに基づき検証し，さらに実験室において妥当性検証を行った。検証は定常濃度分布と空気齢分布の両面について実施し，妥当な結果を得た。また，実際の循環系の代表ともいえる空調機と空気清浄機が稼働するにおいて，定常濃度分布と空気齢分布の測定を試みた。これまでの成果は日本建築学会や空気調和・衛生工学会などの国内学会をはじめ，国際学会などへの投稿を行い，情報発信している。
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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
トレーサガス実験の理論については，当初の漏気の影響が無視できる場合の理論を拡張し，漏気系が室内ソースの除去に影響する一般的な条件への拡張を実施し，実験結果の合成方法について理論的な検討を実施した上で，その妥当性をCFDに基づき検証した。濃度差が一定の条件で加算する従来と異なる実験結果の処理が必要となったが，実験室実験においても問題なく可能であることから定常濃度分布，空気齢分布の評価に適用可能であることを検証した。
また，二酸化炭素のメーカに依頼した非定常濃度測定に適用できる高応答性濃度測定機器は予想通りの性能を発揮したことから，計測器の応用として時定数の小さい通風環境における空気齢測定が可能であることを確認した。
昨年度より，実際の循環系の典型例である空調機と空気清浄機が稼働する空間における定常濃度分布と空気齢分布の測定を試みたが，完全混合の近い空間を対象としたので，明確な分布の把握は困難であったものの，一様分布となることは確認された。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでのところ研究は理論面，CFD検証，実験方法の確立の面で順調に進展しており，これまでの成果を統合してトレーサガス実験法のプロトコルの確立を目指すことが本年度の第一の課題となる。このために，これまでに実施してきた実験室における実験結果を整理し，実験手順と条件を分かりやすく取りまとめることが必要である。
定常濃度分布，空気齢分布の想定される実際の空間を対象に実験法の適用を試みるが，比較対象とすべき実験データは得ることは一般に困難と考えられることからCFD予測結果を比較対象とするが，実験対象となる条件に付いては昨年度の完成からより効果的なものを吟味したい
また，従来型のパッシブ型濃度測定機器のサンプリングポンプによるアクティブ化による応答性能の改良を試み，高応答性機器と比較してどの程度の性能向上が見込めるか実験的に把握していく。
また、研究成果をとりまとめて日本建築学会や空気調和・衛生工学会などの国内学会をはじめ，国際学会などへの投稿を行い，情報発信を積極的に行っていく。
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