空調排熱がヒートアイランド形成に及ぼす影響に関する研究-CFDと実測による解析-

平成20年度は、平成19年度に引き続き、夏季、冬季における空調用屋外機周辺の熱環境実測およびCFD解析を行った。まず、空調排熱の影響による気温高温化の原因を把握するために、空冷式屋外機及び水冷式屋外機の排熱特性の違いを明らかにし、気温上昇に寄与する顕熱排熱の特性について検討を行った。また、顕熱排熱を主体とする空冷式屋外機の稼働状況が空調機のCOPに及ぼす影響について検討した。さらに、夏季及び冬季において、単一の屋外機に関する現場実測を行うことにより、空調用屋外機の屋外環境評価及びエネルギー効率について検討を行った。次に、空調用屋外機の排熱が建物の周辺環境やエネルギー効率に及ぼす影響を明らかにするために,屋外機が水平方向及び鉛直方向に複数台設置された場合の熱環境実測,並びに空調機のエネルギー効率の実測を行った。また,屋外機の相互干渉などによる各屋外機の熱交換効率の低下を明らかにすることを目的に、屋外機及び屋内機の熱収支やエネルギー効率を測定した。加えて、屋外機の周辺環境や稼働状況が空調機のCOPに与える影響について検討した。実測結果より作成した吹出し口における各方向の風速成分を用いて、屋外機の吹出し口における複雑な旋回流れを再現した。作成した吹出し境界条件を用いて、実測結果とCFD解析結果を比較した結果、EHPの場合は吹出し口からの排熱の影響は、実測の方がやや広く拡散しているものの、鉛直方向の熱拡散距離については概ね一致することを示した。また、GHPの場合は、吹出し近傍での温度分布の再現性は概ね妥当であるが、CFD解析による排熱の水平方向の拡散距離は実測結果よりもやや小さく評価された。屋外機の設置状況別のケーススタディーを行い、屋外機周辺の吸込み温度やエネルギー効率の違いについて検討した結果、屋外機からの排熱の影響が吸込み口に及ばない外部風況の場合は、吸込み口温度の上昇が緩和され、その結果COPも高くなることを示した。また、各屋外機の間隔を広げて設置する場合、吸込み口温度の高温化が抑制され、COPは設置間隔が狭い場合よりも高くなることを示した。

平成20年度は、平成19年度に引き続き、夏季、冬季における空調用屋外機周辺の熱環境実測およびCFD解析を行った。まず、空調排熱の影響による気温高温化の原因を把握するために、空冷式屋外機及び水冷式屋外機の排熱特性の違いを明らかにし、気温上昇に寄与する顕熱排熱の特性について検討を行った。また、顕熱排熱を主体とする空冷式屋外機の稼働状況が空調機のCOPに及ぼす影響について検討した。さらに、夏季及び冬季において、単一の屋外機に関する現場実測を行うことにより、空調用屋外機の屋外環境評価及びエネルギー効率について検討を行った。次に、空調用屋外機の排熱が建物の周辺環境やエネルギー効率に及ぼす影響を明らかにするために,屋外機が水平方向及び鉛直方向に複数台設置された場合の熱環境実測,並びに空調機のエネルギー効率の実測を行った。また,屋外機の相互干渉などによる各屋外機の熱交換効率の低下を明らかにすることを目的に、屋外機及び屋内機の熱収支やエネルギー効率を測定した。加えて、屋外機の周辺環境や稼働状況が空調機のCOPに与える影響について検討した。実測結果より作成した吹出し口における各方向の風速成分を用いて、屋外機の吹出し口における複雑な旋回流れを再現した。作成した吹出し境界条件を用いて、実測結果とCFD解析結果を比較した結果、EHPの場合は吹出し口からの排熱の影響は、実測の方がやや広く拡散しているものの、鉛直方向の熱拡散距離については概ね一致することを示した。また、GHPの場合は、吹出し近傍での温度分布の再現性は概ね妥当であるが、CFD解析による排熱の水平方向の拡散距離は実測結果よりもやや小さく評価された。屋外機の設置状況別のケーススタディーを行い、屋外機周辺の吸込み温度やエネルギー効率の違いについて検討した結果、屋外機からの排熱の影響が吸込み口に及ばない外部風況の場合は、吸込み口温度の上昇が緩和され、その結果COPも高くなることを示した。また、各屋外機の間隔を広げて設置する場合、吸込み口温度の高温化が抑制され、COPは設置間隔が狭い場合よりも高くなることを示した。