地域冷暖房熱源でヒートポンプ空調

Q.地域冷暖房より、
冷水　６℃→１３℃
蒸気　０．７３ＭＰa～０．８３ＭＰa　凝縮水還り６０℃

の供給を受ける建物で、水熱源による水冷ヒートポンプによる各階個別空調をしようとしています。

水冷ヒートポンプの必要水温は１５～４５℃なのですが、この場合、蒸気を熱交換して温水を作り、冷水を利用して、温度調整の上、いわゆる「冷却水」扱いとして利用は可能なものでしょうか？

現状は、各階に蒸気・冷水を廻して、ＡＨＵを設置、ＶＡＶを用いてダクトを振り回している状況です。

ＡＨＵからファンコイルへの変更でなく、冷媒管を廻す空冷方式（ビルマル）への変更が出来れば、ダクト工事が大幅に減り、工期の短縮が図れそうなのですが・・・

熱源供給～ヒートポンプの間のアイデアが、まとまらないので、どなたかお知恵を貸して下さい。
A.
裕次郎さん追加で教えてください。
地冷の冷水は、ブリードイン方式ですか？
既設の冷水配管は更新予定ですか？
建物の規模（空調機台数）はどの程度ですか？
Q.冷水は、直接接続方式です。
冷水配管の更新（各階へのメイン立て系統）の更新は予定しています。
建物は地上８階地下１階。８０００平米程度。
各階の空調面積は７００平米ほどあります。
（オフィスビルです）
A.まず、更新予定の冷水管を冷却水配管としてを先行で配管する。
上記配管経路内に冷水用及び蒸気用熱交を設置し、地冷を用いて
冷却水温度のコントロールを行う。（冷却塔は設置出来ないのですよね）
以上でどうでしょう。
ということがうまく出来ない建物なのでしょうか。
実は、私も似たようなことを考えてまして、続きが非常に気になります。
今後の展開教えてください。
Q.umaxさん　ありがとうございます。

冷水と熱交換器を使って、冷却塔代わりに使えそうですね。
蒸気配管は、温度調節用に併用出来そうです。

どれくらいの熱交換が必要なのか、供給される熱源で間に合うのか検討してみたいと思います。

外出中も、車を運転していてもどうすればいいのか悩んでいたので、光明が差したような気がします。
Ａ．ダクトなどがまだ使用可能で、間仕切りなどの障害がないのなら、ＡＨＵの更新のほうがいいような気がします。


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空調機の冷水量

Q.すみません。教えて下さい。

　空調機の冷房能力から冷水量の求め方を教えて下さい。

　（ちなみに冷房能力が２７．５ＫＷです）

　くだらない質問ですがよろしくお願いします。

A.
空調機の出入口の温度差の仮定のしかたによって変わります。
出入口の温度差＊時間当たり流量(Kg換算)=時間当たり熱量(Kcal)のはずです。

温度差のとりかたによって、流量・管サイズ等が変わってきますので
空調機メーカーの仕様を確認する必要があります。
Ａ．冷水量も計算できないのにちゃんと熱負荷けいさんができるとは思えないしな？？？？
メーカに相談してみては。


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高層への循環ポンプ必要揚程

Q.工場の設備管理的な仕事を現在やっております。

現在使用している冷却塔の循環ポンプに問題(流量不足)が発生し、また流量計も付いていない事から、まず確認のために簡単に揚程計算を行ってみました。

地上の冷却塔(開放系)からポンプで送水して高層階に送り、冷却塔に戻ってくる循環系統なのですが疑問に思ったのが実揚程(高さ)の取り扱い。
循環なので配管の上がり下がりはほとんど考えなくても良いと思っていたのですが、どうも実際の送水圧力と計算結果が違い過ぎる。
諸条件の当りの付け方が悪いと色々考えてみたのですが、高層階の高さが約20[m]ある事を検討する必要があるのかな？と思い始めています。

10[m]以上の高低差がある循環系の場合、ポンプ全揚程を求める場合配管各部の圧力をプロットして最低圧力が絶対圧力で0以上になるように考えれば良いのでしょうか？
A.h1=吸込側落差-吸込側摩擦損失水頭（配管長さ・継手の相当長・弁及びストレナーの相当長による摩擦損失）

h2=ポンプから管路最高部までの高さ+吐出側摩擦損失水頭（配管長さ・継手の相当長・弁の相当長・機器のコイル他による摩擦損失水頭）

必要揚程=h2-h1

だと思いますが？

ストレーナーの目の細かさや詰まり具合によっては計算値とかなり違ってくるず。
A.基本的にはそうですよね・・・

循環系統なので、(ポンプから管路最高部までの高さ)≒(吸込側落差)とすると、

必要揚程=h2-h1=ポンプから管路最高部までの高さ+吐出側摩擦損失水頭-(吸込側落差-吸込側摩擦損失水頭)=吐出側摩擦損失水頭+吸込側摩擦損失水頭

となり、実揚程の項目は消えてしまいます。これが配管の上がり下がりは考慮しないと言うことだと思います。

で、ここから思考実験。
流速が十分に遅く摩擦損失水頭が無視できると仮定すると配管の圧力分布は吐出口が開放とすると「吐出口にて大気圧」が基準になると思います。
吐出口から遡っていくと(配管最高部に向かう)、摩擦損失水頭は無視するので配管内圧力は下がって行きます。
高さ10[m]程度で圧力は絶対真空になりそこから上部は真空状態のはず(合ってるかな・・・）。
となると、ポンプからの送り配管の水位も当然10[m]以上は真空です。
この状態では配管の最高部を水が超えないので、例えば最高部高さが20[m]とすると不足分の+10[m]をポンプで昇圧する必要が出てきます。

その結果、無視できるはずの実揚程が+10[m]必要になりました。
？？？
と言うのがまず最初の疑問ですね。
A.
機器の構造や機能あるいは、システム全体の再確認をする事をお勧めします。

まず、冷却水は機械等を冷ますためにまわしているので、真空になるような設計はそもそもしていないと思います。

次に、立ち上がりの項目がなくなるのは、密閉循環の場合ではないでしょうか。
開放系であれば、最上階までの立ち上がり揚程は、必要ですよね。

最後に、落差が20ｍある、最下部を開放していて、思考実験のような仮定が成り立つのでしょうか？
A.基本的に考え違いがヒドいです。

流量=管断面積*流速です。
必要流量から、必要な流速が算出されますね。

必要流速で摩擦損失水頭を仮定計算します。

吐出側の必要な揚程=ポンプから配管の最高部までの高さ＋摩擦損失水頭

ポンプは冷却塔より低い位置にあるだろうから冷却塔とポンプの高低差をhとすれば
ポンプの必要な揚程=吐出側の必要な揚程-h

です。(めんどうくさいので吸込側の摩擦損失は無視)
Ａ．必要ならば空調衛生工学会のセミナーにどうぞ。



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換気設備における外気導入量の考え方

Q.はじめて質問させて頂きます。
換気の設計を行っている時にいつも悩む外気導入量について御質問します。
各室の換気（排気）量を決めますが、それに対する外気（ＯＡ）量をどの程度みたらよいかという質問です。
廊下の給気口１ヶ所から外気を導入するとして（各部屋仕切りの扉にガラリあり）事務室、ＷＣ、倉庫等各部屋の天井扇からの排気量を１００％導入しようとすると、外気導入風量が大きくなり、グリルサイズ、ダクト径が大きくなってしまいます。意匠的に大きなグリルは避けたい事もあり、小さくしたいのですが、建物全体が負圧になると、扉が重くなったり、換気量が確保できないとか心配もあります。
常時換気では無い為、稼働率５０％でみたりと感覚で小さくはして決定していますが・・・。２４時間の常時換気量分だけ導入すればよいとの意見もありますが、迷うところです。
長文で申し訳ありませんが、皆さんが外気導入量をどのように決めているのか御教授頂ければと思います。
A.
排気＝外気ではない換気ってどんなものでしょうか？
質量保存の法則からしてあり得ないと思いますが。
感覚で小さくとありますが　どんな感覚なのでしょうか？
そもそも何の根拠も無い　感覚　などで仕事をする姿勢に発注者は不信感を覚えるのではないでしょうか。
A.>排気＝外気ではない換気ってどんなものでしょうか？

御指摘ありがとうございました。

たしかに、排気＝外気　という事ですね。

質問の仕方が悪く申し訳ありませんでした。

確認したかったのが、第３種機械換気の場合の
給気口サイズ選定をするにあたり、給気風量を各室の
換気機器排気風量の１００％見込んだ方がよいのかという事でした。

説明不足ですみませんでした　m(__)m
A.見込むという表現がよくわかりません
1種のように機械的に外気を供給するわけではありませんから
外気が室内へ入ろうとするエネルギーは
排気ファンのエネルギーに委ねられるわけです
ダクトの静圧計算をする場合　単なる換気扇では
排気側のみしか計算しません
外気に関連する道中は著しい抵抗がなく自然である必要があります

空気はあなたの言う事を聞いてそのとうりに移動するわけではありません
抵抗が無い箇所から入ってこようとします
ここから外気　と思ってもそこに抵抗があればその他のところから
その室へ入ってこようとします
もしその先に臭気を伴う箇所があれば即座にクレーム発生です


見た目がどうのとありますが　機能を損なってまで見た目をあなたの判断で
すべきではないと思いますが。
A.
質問の意図は、隙間からの流入を考慮して、給気口からの流量を減じて給気口を設計する話ということですよね？

現実問題として、気密性がかなり上がってきており、あまり隙間からの流入は期待できません。

が、住宅ではすきまを一切考慮しないと給気口がかなり過大に大きくなってしまうのも現実です。

結論をいえば、ちゃんと計算して隙間を見込むべきと私は思います。


マンションですが、私が以前設計をしていた時は、感覚論ではなく、ちゃんと換気回路網を組んで計算（Excelでの行列計算ですが）していました。ちょっと複雑ですが、やっていることは教科書レベルの内容です。

傾向としては、VCやレジスタの圧力損失係数がかなり重要で150Φが2つ必要なリビングができたり、全体バランス的に普通は100Φしかつけないような部屋に150Φつける必要が生じたりということがありました。
なお、隙間を考慮しないと、全室150Φにしても足りないことになったりもします。
Ａ．ダクトが大きくなるなら、２系統にするとかグリルを２つにするとかいろいろと方法があるはず、住宅じゃないんだから、ダクトが大きくなるとかそんなこと気にする必要はないんじゃななの？


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開口率の求め方

Q.屋上のルーフドレンに、側面がメッシュ上面が防鳥網程度の大きさのカゴを設置することになりました。（オリフィス的な役割として）降水量を100mm/ｈとすると有効な側面のメッシュの開口率はいくらになるか。算出方法を教えていただきたいのですが、宜しくお願いします。
A.
既製品ではダメなのでしょうか。
　↓
http://www.fukunishiimono.co.jp/common/downloadProductCatalog/id/756.pdf

メッシュ型式では目詰り防止網しかないようです。
http://shop.bunnet.net/products/detail.php?product_id=753
http://shop.bunnet.net/products/detail.php?product_id=752

どうしても選定計算するとなると、トリチェリの原理ですかね。
私はこの計算はやったことはないので、ぜひトライしてみて下さい。
http://mizupc8.bio.mie-u.ac.jp/old-pages/echigoya/classes/hydraulics/PDF/orifice.pdf
A.流したい指定流量

あるいは、

許容流量を知るための、雨水竪管、雨水横管、屋根面積がわからないと
http://www.kaneso.co.jp/search/pdf2010/catalog/pages/cat-P-656.pdf

開口率（開口面積）は計算できないのではないでしょうか。
Ａ．何をしたいのか？よくわからないな。・・・・・


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フランジの最高使用圧力について

Q.
JIS B2220の付表1にフランジの最高使用圧力が記載されておりますが、この値は絶対値として考えて宜しいのでしょうか。

絶対値である場合、マイナス圧においても容易に判断が出来るのですが･･･。

絶対値でない場合、マイナス圧の許容値が記載されている資料もしくは当表の値からマイナス圧への換算方法等あれば教えてください。

以前、ハード側への影響を考えた場合、プラス圧とマイナス圧では単純に絶対値としては比較出来ないと聴取したことがあるので気になったので投稿致します。
A.話の内容から真空度の高い配管or設備のようですが
ならば変な冒険は止めて真空装置用フランジを使いましょう
JIS B2290です
Ａ．メーカーに使用目的を言って確認するのが１番でしょう。


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マルチパッケージ形空気調和機の能力補正

Q.皆様、はじめてまして、ウシガミと申します。
業務は、空調・衛生の設備設計をしています。
宜しくお願い申し上げます。

担当している物件で、
建築設備設計基準（平成21年度版）茶本に基づき
マルチパッケージ形空気調和機の能力補正をしようとしています。

茶本 P377には、
①外気温度による補正
②室内吸込空気による補正
③冷媒配管の長さ及び屋内、屋外機の高低差による補正

と記載されております。
室外機については、これで補正したのですが、
マルチにぶら下っている室内機側の扱いがよくわかりません。
それぞれ、上記補正を行うのが正解なのでしょうか？

もし、ご存知の方いらっしゃいましたらお教え頂けますと大変有難いです。
宜しくお願い申し上げます。
A.
室内機の補正は、室内吸込空気による補正のみです。
但し、最終的には室内機と室外機の組合せ確認があります。

ここでの説明は難しいので、建築設備設計計算書作成の手引を
購入して下さい。
A.室内機の吸い込み空気補正をして、そのあと室外機の外気温と冷媒配管町の補正をして、その補正した室外機の能力が、補正した室内機の能力以上ならＯＫです。


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給湯の行きっぱなしの距離

Ｑ．給湯方式をマルチ給湯器で循環させようと考えています。
この場合、水栓等の端末へ給湯する所は必ず行きっぱなしになります。
この距離を最大どのくらいまで延長していいものなのでしょうか？
よく、水栓をあけて30秒くらいでお湯がでるようにと聞くのですが
どの程度延長していいものなのか分かりません。
できるかぎり返湯管を減らしたいと考えています。
どなたか良きアドバイスをお願いします。


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Ａ．条件が少ないと思います。
給湯先の用途でも条件が異なると思います。
厨房のように一度湯がでたら連続で使用するようであれば
出湯時間が多少長くても良いと考えたり、
浴場のシャワーで即出湯がほしいところだったり、
各々設計者の判断が在ると思います。

もう少し詳しく条件を出したほうが良いのでは？

出湯時間は器具末端圧力と枝管の保有水量で割出せると思います。
Ａ．ポンプを組み合わせれば、かなりの距離を行くと思います。50メートルぐらいは、大丈夫だと思います。ループでメイン循環させればそんなに温度低下は、見られないはずです。ただし、ランニングコストがかかりますが、導入するにしてもイニシャルとランニングのコストの兼ね合いが重要です。

加湿の代替としての微酸性電解水利用について

Ｑ．初めて投稿します。よろしくお願いします。
現在、小規模な介護施設の設計中で、共用部並びに個室の加湿方法を
検討しております。建築物衛生法には該当しない規模であるため
湿度に関する法令上の義務はありませんが、建物用途や施主の希望
等を考慮し、風邪やインフルエンザ等の感染症予防を含めた高齢者
の健康維持に有効な対策の一つとして検討中です。
当初は蒸気加湿による全館の加湿を考えていましたが、先日、最近話題
になっている「微酸性電解水」の噴霧設備を加湿設備の代替として採用
できないか施主から問われました。
微酸性電解水には「殺菌・除菌・消臭」等の効果があり食品添加物にも
指定されていて万一誤飲しても問題ない、とされています。主に
次亜塩素酸の酸化力を利用したものでインフルエンザやノロウィルス
対策として食品の洗浄にも用いられているようです。
噴霧装置は冬期のみでなく年中作動させて上記の効能を期待するもの
ですが、加湿能力は小さく、換気量に対する必要加湿量の半分程度しか
ありません。
メーカーへのヒアリングでは一般建築での加湿の代替としての採用実績は
まだ少ないようですが、採用前後の実測では「空中浮遊菌が減少した」
としています。
一般加湿に比べ、冬期以外のウィルス対策や消臭効果もあるため
「冬期の湿度確保」を除けば、高齢者の健康維持に有効と思われるの
ですが、低湿による弊害は細菌・ウィルスへの感染以外にも考えられ
ますでしょうか。
皆様のご意見を伺えればと思います。
Ａ．微酸性と言うことですが、pHなどわかれば、加湿器メーカーで可能かどうか判断できると思います。
ミネラル分が多いと、スケールの原因となりますが、その辺りも含めて問い合わせが一番間違いないと思います。
Ｑ．ご回答有難うございました。
私の言葉足らずで、誤解を招いてしまいました。
微酸性電解水を一般の加湿器に供給するのではなく、既製品の「微酸性電解水噴霧装置」から直接（または配管＋ノズルで）噴霧します。
前記の装置は、除菌等に効果的な雰囲気空気の濃度となるように台数設定しますが、その結果を加湿の観点で見ると必要加湿量の半分程度にしかなりません。
湿度の確保ではなく除菌殺菌により感染を予防する、という考えです。
除菌はしたものの、他に「低湿度」となることによる弊害がないかどうか、健康維持の観点から問題はないか、という点を心配しております。
Ａ．老健施設での、水噴霧は、まず考えられない。加湿器に入れるとしたら、その加湿器メーカー、中国などから、
輸入してくる家庭品のバッタモンでは、なくちゃんと老健施設に納入実績のある、専門メーカーが保証してくれたらいいのでは。


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省エネ対応の空調制御について

Ｑ．以前、フリークーリングについて投稿した際はいろいろ意見を頂き、とても参考になりました。
その中であらたに疑問がでたので、意見を頂ければと。。。
空調機のCO2制御、外気冷房制御、ウォーミングアップ制御をする場合に空調機のファンもインバーターにした方がよいのでしょうか？
Ａ．
搬送系設備のINV化は　費用対効果が高く見込めるものという
認識でいいと思います
ただ、”INV盤”がかなり高価となる場合が多いので
その内容をよく見て　過剰設備とならないようにすればいいでしょう

考え方はいろいろありますが基本的にINVは”消耗品”です
運転時間等のしっかりした管理の前提であれば
INV盤について　商用運転の切替という部分は削除できなくもありません
万一の場合はケーブルを手で配線しなおすという手間をおしまなければ
この部分は省略できます　
そうすると　盤の値段がぐっと下がります

運用する環境や運用者側の都合もあるので一概にそうだとは言えませんが
コスト削減のひとつでもあるでしょう

INV化すると　その効果は３乗倍で効いてきますので
Ａ．

外気冷房とは、冷房を行う際に外気温度あるいはエンタルピーが室内の温度よりも低い場合は、外気を積極的に取り入れて行うことをいいます。一般的に外気冷房が可能な期間は4～6月と9～11月の6ヶ月になります。

この際、熱源機器は運転せず、ファンの運転だけで冷房運転を行いますので省エネにも役に立ちます。一般に、事務所ビルで外気冷房を採用した場合、年間の空調機が処理する熱エネルギー量で１０％～２０％程度の省エネルギー効果が期待できるといわれています。

ただし、
・外気状態の急変により室内状態も大きく変化する。

・立地条件により，塩害対策や汚染外気対策が必要となる。
などといった短所もあります。

また、外気冷房は冷房だけではなく冬期間の室内発熱を冷却する際にも外気冷房は効果的です。

ただし、外気冷房にはかなりの風量が必要になるのでエアハンなど全空気方式の空調方式には最適です。

この際の外気取り入れ制御の方法ですが、送風機の運転停止・ダンパー調整・運転台数制御・インバータによる送風機の回転数制御などによって行われます。

空調機の仕様によるのでは、ないか？どんなシステムを採用するかによってメリットが大きかったり、大きくなかったりする。

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