オフィス空調の室内混合損失予測シミュレーション手法の開発

本研究の目的は、空調設計時にシミュレーションにより室内混合損失を発生状況を予測する手法を開発する事である。本研究では以下の特徴を持ったマクロモデルを検討した。(1)室は垂直方向及び水平方向に複数のゾーンに分割される。(2)壁体及び空気の熱収支は逐次状態遷移の概念に基づく。(3)ゾーン間の空気の移動は換気計算法に基づく。本研究では、空調機吹き出し空気の拡散とゾーン間の空気移動を換気計算法にしたがって計算するマクロモデルを検討した。このマクロモデルの妥当性を実測データと比較することによって行った。そして、いくつかの空調システムについて室内混合損失予測を含んだ空調負荷計算結果を示した。ゾーン間の空気移動を換気計算に基づいて行うことにより、これまでの研究で行ったシミュレーション結果と同様の計算結果を数十倍の計算速度で得られるようになった。ペリメータ空調機が床置き上向き吹出し、インテリア空調機が天井吹出しの場合、室内混合損失のシミュレーション結果は以下の通りである。(1)室内混合損失が最も少ないのはペリメータ(室の外周部)とインテリア(室の内部)の空調制御用の空気温度センサがそれぞれ床から天井までの中央に位置したケースであった。(2)室内混合損失が最も多く発生するのは、ペリメータのセンサが天井付近に位置し、インテリのセンサが床から天井までの中央に位置するケースであった。したがって、上記(1)の位置に空調制御用センサを設置すれば室内混合損失の発生を抑制できる。今後空調の個別分散化がますます増えてくると考えられることから、空調設計時に室内混合損失を予測し、それを防止することは省エネルギー及び環境負荷低減のためにもきわめて重要であろう。

本研究の目的は、空調設計時にシミュレーションにより室内混合損失を発生状況を予測する手法を開発する事である。本研究では以下の特徴を持ったマクロモデルを検討した。(1)室は垂直方向及び水平方向に複数のゾーンに分割される。(2)壁体及び空気の熱収支は逐次状態遷移の概念に基づく。(3)ゾーン間の空気の移動は換気計算法に基づく。本研究では、空調機吹き出し空気の拡散とゾーン間の空気移動を換気計算法にしたがって計算するマクロモデルを検討した。このマクロモデルの妥当性を実測データと比較することによって行った。そして、いくつかの空調システムについて室内混合損失予測を含んだ空調負荷計算結果を示した。ゾーン間の空気移動を換気計算に基づいて行うことにより、これまでの研究で行ったシミュレーション結果と同様の計算結果を数十倍の計算速度で得られるようになった。ペリメータ空調機が床置き上向き吹出し、インテリア空調機が天井吹出しの場合、室内混合損失のシミュレーション結果は以下の通りである。(1)室内混合損失が最も少ないのはペリメータ(室の外周部)とインテリア(室の内部)の空調制御用の空気温度センサがそれぞれ床から天井までの中央に位置したケースであった。(2)室内混合損失が最も多く発生するのは、ペリメータのセンサが天井付近に位置し、インテリのセンサが床から天井までの中央に位置するケースであった。したがって、上記(1)の位置に空調制御用センサを設置すれば室内混合損失の発生を抑制できる。今後空調の個別分散化がますます増えてくると考えられることから、空調設計時に室内混合損失を予測し、それを防止することは省エネルギー及び環境負荷低減のためにもきわめて重要であろう。