夏の倉庫内や工場内の作業は汗が止まりません。

 

工場の自動化の影響により、倉庫のピッキング作業も含めスポットエアコンでは

 

作業中の暑さ対策になっていないケースをよく見かけます。

 

 

今回はこんな問題を地中熱利用空調システムが解決します。

 

 

 

こんにちは、成功電気の今井です。

愛知県北名古屋市で住宅の電気設計を20年ほど続けています。
中部電力電気工事委託店として主に住宅の

蓄電池、太陽光発電、V2Hやスマートホームの設計施工を500件以上実施しています。

 

 

もくじ

倉庫や工場の課題

エアコンの課題

解決策4選

 1,個々人に空調服を配布する

 2,換気を多くするためにベンチレーターを設置する

 3,ビニールカーテンで空間を遮断する

 4,断熱フィルム、断熱塗装を活用する

地中熱冷風機とは

 

 

 

1,倉庫や工場の課題

 

工場の機械オペレーターの仕事は、1台に張り付いて作業することが一般的でしたが、

 

近年機械のオートメーション化が進んで、

 

オペレーターの仕事が設定して移動して、

 

加工物を取り出して移動してと、移動が多くなってきました。

夏場の作業場所は屋根からの熱と機械からの熱のダブルパンチで、体感温度は40℃をゆうに超えています。

従来では、定位置にとどまることが多い作業だったので、スポットエアコンに当たり続けることができました。


しかし、

 

移動が多くなると作業しているときは暑い状態が続いてしまい、熱中症になるリスクが高まっていきます。


倉庫でのピッキング作業でも同じことになっています。

 

 

 

2,エアコンの課題

 

建物が2階建てや3階建てになっていると熱は高いところに溜まるので、最上階はとても暑くなります。

倉庫や、工場は屋根が高く、吹き抜けているため空間が広くなりがちです。


その空間を空調する場合、かなり強力で大型の空調機を導入する必要があります。

 

 


断熱材もなく隙間が多く、天井高がある空間では、

 

循環型の空調(エアコンなど)で効果を発揮することには無理があります。


エアコンの構造は、吸い込んだ空気を冷やして排出することを繰り返し、

 

空間内の空気を徐々に冷やしていきます。


そのため、気密が高く、断熱され、天井が低い空間で効力を発揮します。

 


倉庫や工場は、気密もなく、断熱されてなく、天井も高く、さらに熱源も多くあるため

 

真逆の空間となっており、エアコンを想定していません。


熱がこもらないように、換気設備が付いていて、大量の空気を入れ替えられるようにしてあります。


なので、エアコンなどで空気を冷やしてもすぐ換気設備で排出されます。

 

 

移動が多いエリアでは、特に可動型のスポットエアコンを使うケースが多いです。

可動型のスポットエアコンは冷風に当たる部分だけ涼しくする代わりに、

プラスマイナスで見ると、逆に暑くなる装置です。

一般的なエアコンは熱交換する部分を室外に置いていますが、

可動型スポットエアコンは熱交換する部分も全て一体となっていて、電気を消費する分だけ暑くなります。

例えば消費電力1500Wのスポットエアコンを運転することは、1500Wのヒータをそこに置いているのと同じ熱量を生み出しています。

 

 

 

3,解決策

 

こういった解決策としてあげられることは

1,個々人に空調服を配布する

2,換気を多くするためにベンチレーターを設置する

3,ビニールカーテンで空間を遮断する

4,断熱フィルム、断熱塗装を活用する

などがあります。

 

 

1,個々人に空調服を配布する

外気温が高く、湿度も高い場合、汗が蒸発せず体温調節ができない状態になり、熱が体内にたまります。 

このような状態になると、失神・けいれん・意識障害などの多くの症状を引き起こします。 

これらの症状を総称して「熱中症」と呼んでいます。

 

近年、温暖化の影響で外気温が体温を超えることは一般的になってきました。

上記のとおり、外気温と湿度が高い場合、無意味になります。

 

2,換気を多くするためにベンチレーターを設置する

換気するということは、空調した空気を排出することにもなります。

 

加えて、外気温が体温を超えている場合は、

せっかく暑い空気を排出しても

また、新たに暑い空気を給気するので効果がなくなります。

 

 

3,ビニールカーテンで空間を遮断する

こちらの対策は、空調の効きをよくする場合に使用します。

また、外気との遮蔽に使用します。

 

空調エリアと作業エリアをうまく設計する必要があります。

 

4,断熱フィルム、断熱塗装を活用する

断熱は主に室内の暖気を逃がさないために行いますが

遮光フィルムや遮熱塗装は夏の対策としては有効です。

 

外部からの温度上昇要因を取り除くだけなので

そもそも内部が暑ければ意味がないので、空調との組み合わせ

が必要です。

 

 

温暖化となってきた近年、上記の対策だけでは作業環境改善の効果が出にくくなっています。

それを実現させるのが成功電気が開発した下記の商品です。

 

4,地中熱冷風機とは

 

このような倉庫や工場で効果がある空調設備は、給気温度を下げた熱交換をすることです。


暑い空気を排出しながら、なるべく低い温度の空気を取り入れることで、空調が可能となります。


ただ、真夏に24℃などにすることはできませんが、30℃前後をキープさせることは可能です。


室内温度が40℃を超える理由は、外気温より高いわけなので、熱がこもっていることが原因です。


熱がこもる原因には、太陽光日射の輻射熱による影響と、機械などの熱を発するものの影響があります。


空気は、水分を含めば含むほど熱容量が高まり、熱を溜めやすくなります。


水分を含んだ空気は重くなり、建物内に滞留してしまいます。


最近よくある局所空調させる冷風機は、空気に水分を含ませて空気中の温度を下げる方法です。


倉庫や工場の空調には、給気温度を下げることができる「地中熱利用冷風機」がおすすめです。


大風量の給気を熱交換させて常時18℃前後の地中熱を利用して、30℃前後をキープするために
圧縮や、ヒートポンプなど余分な電気を使わずに熱橋を利用することで、エアコンの1/10以下にすることが可能となります。


熱橋とは、金属など熱伝導率が高い材料を使い、地中にある冷気と熱交換させ
熱伝導率が高いと熱を素早く移動させます。


熱容量が高いと、熱をその場所に蓄えます。


熱損失係数などの計算では、物質ごとの熱伝導率と熱容量の計算を行います。


熱伝導率は空気の動きがベースになっていて、断熱材は空気を動かないように閉じ込めた材料になっています。


熱容量は、水がベースになっていて、含水率の高さによって熱を溜められる容量が変わります。

地中熱利用システムは、外気を地中熱と熱交換させて、建物内に給気します。


このシステムだけでは加圧となってしまうので、ベンチレータや壁換気と連動させるシステムを組みます。


温度センサー、換気扇、地中熱利用システムを使い、風量や熱交換効率によりバランスを取ります。


地中熱は地域性があります。地域性と言っても市区町村の範囲というわけではなく、地下水の影響を受けやすいのです、
山が近くにある場合はより地下水の流れが出てきます。


地下水の高低差があるほど、地下水の流速が早い為、地中熱利用は活用しやすくなっています。


そのような地下水の影響が少ない地域でも、土壌蓄熱を取り入れることで効果を出す方法もあります。


土は熱容量が高く、熱エネルギーを蓄えることができます。

なので、夏になる前に土壌に多くの熱エネルギーを蓄えておくことで、夏にそのエネルギーを取り出すことが可能となります。


外気温湿度と、地中熱の熱量、夏場のデマンドを加味した電力を想定して風量を調整する装置となっています。


そうすることで、作業する人の暑さ対策、そこに置いてある材料の環境改善、基本料金の維持、使用料金の削減を同時に行えます。



4,その他の設備との比較
地中熱交換する装置
井水をくみ上げて井水と熱交換する装置
 熱交換効率は上昇しますが、井水の水質の影響を受けます。特に鉄分を含む井水が多い為、熱交換装置の耐性が悪化し寿命が短くなります。
地中にチューブを通して熱交換するタイプ
 スペックを確保するために長距離にわたってチューブを埋設します。そのため、熱搬送機の動力にエネルギーが必要となる点と、チューブ内に使用する空気をダイレクトに通すため、臭いや細菌の影響を受けます。定期邸な清掃と搬送機の電力が必要なため、効率が悪化します。
住宅の基礎に設置するタイプ
 基礎蓄熱ができるように、基礎断熱が必要となります。2重床構造と、シロアリ対策した床下が必要です。新築であれば施工可能ですが、リフォームでこの環境を作るのは困難です。

 

 

このような現在ある機器の良いところと、不利なところをうまく調整したのが地中熱利用システムです。

 

 

 

おわり