エアハンドラーによる省エネ

空気処理ユニット (AHU) は、多くの大規模商業施設における HVAC システムの主要コンポーネントであり、建物全体に換気を提供し、処理された空気を移動させて、居住者の快適さを実現します。

しかし、適切に設計され、戦略的に実行され、適切な付属品が装備されている AHU は、HVAC システムのエネルギー節約の焦点にもなり得る、と大手メーカーのエンジニアは述べています。

「快適性やエネルギー使用量を犠牲にすることなく、高性能の空気処理システムを実現できます」と Trane 社のリード アプリケーション エンジニア、エリック スターム氏は述べています。

専門家によると、エンジニアは問題の建物または建物の増築とその用途、大きさ、断熱材のR値、空気漏れの量、その場所の気候などの特徴を理解することから始めるべきである。空気処理システムを設計する前に。

「エンジニアがやることは、建物を見て理解すること、建物の用途を理解すること、そして所有者の期待も理解することです」と、機械エンジニア兼商業販売ディレクターのデリック・ポール氏は語った。富士通ゼネラルアメリカ。 「彼らは個別の制御を求めているのでしょうか? 彼らは、空間全体にわたって個別の制御がほとんどなく、広いエリアを探しているのでしょうか?」

直接拡張: 20 トンのエアハンドラーを富士通のヒートポンプと連携させるための、富士通 DX キットおよび関連制御装置。 (富士通ゼネラルアメリカ社提供)

スターム氏は、建物全体のエネルギー分析ソフトウェアの使用が役立つ可能性があると述べた。

リーム・マニュファクチャリング・カンパニーの商業エンジニア、マリア・アコスタ氏は、「本当に重要なのは設計エンジニアだ」と語った。

強制空冷空調の心臓部:ヒートポンプ動作と遠心ファンを備えた Rheem 業務用エアハンドラー。 （リーム製造株式会社提供）

ASHRAE 規格 90.1 は、1975 年に初めて導入され、それ以来何度も更新されており、ほとんどのタイプの商業ビルとそのシステムのエネルギー効率の高い設計と建設、さらには商業ビルの拡張や既存のビルの置き換えに対する最小要件を定めています。古い建物の空調設備。 スターム氏によると、ベストプラクティスでは、これらの最小値を満たすか、それを超えることが求められます。

「私がお勧めするのは、エネルギー効率の選択をする際には、常にシステム全体に目を向けることです」とスターム氏は言います。 「場合によっては、ある装置をよりハードに稼働させ、その装置でより多くのエネルギーを使用する方が合理的である場合があります。これは、別の装置と比較して効率が高いためです。」

ポール氏によると、複数のゾーンを備えたシステムでは、建物の管理者や居住者がより高度な制御を行うことができ、人がいないエリアや空調の必要性が低い場合に空調を停止したり設定を戻したりできるため、エネルギーを節約できる可能性があるという。 同氏は、さまざまな建物ゾーンへの空気の配分をカスタマイズする可変空気量の採用によってもエネルギーを節約できると述べた。

「これは、空気処理ユニットが複数のゾーンから空気を供給している場合に優れた技術です」とアコスタ氏は述べた。

最大限のエネルギー効率を求める建物の所有者や管理者は、その費用を支払う準備が必要です。

「それは比例している」とアコスタ氏は語った。 「システムの効率を高めるほど、価格も高くなります。効率化にはコストがかかります。」

適切な AHU 制御は、占有者のニーズ、1 日のさまざまな時間帯の占有レベル、気象条件、建物のさまざまな用途、および AHU をいつどのように実行するかを制御する際のその他の要因を考慮に入れて、大きな違いを生むことができます。

「高性能制御アルゴリズムはエネルギー節約に大きな影響を与える可能性があります」とスターム氏は述べています。 このような制御には、最適な停止と始動、ファン圧力の最適化、または屋外条件が良好な場合には夜間パージなどの戦術が採用される可能性があると同氏は述べた。

スターム氏によると、ナイトパージはエアサイド節約の一種で、人がいない時間帯に温度が上昇した建物に夜間の冷たい空気を取り込むものだという。 このフリークーリング戦略は、基本的に、ビルが営業を再開する前に、冷却装置を起動することなく、ビルを予冷します。

「翌日に備えて、夜間パージを使用して、空間の温度を80度から75度に戻すことができます。あるいは、おそらくもう少し涼しく、おそらく73度くらいです」とスターム氏は言いました。

「過剰換気だが、目的のために過剰換気している」とスターム氏は付け加えた。 「そしてその目的は、機械的冷凍エネルギーを削減または排除することです。」

ただし、夜間パージは慎重に使用する必要があります。 スターム氏は、外気が湿っている場合、夜間のパージによって湿った空気が建物内に流入し、日中の居住者の快適性に影響を与える可能性があると指摘しました。

「湿度が非常に高くなると、私たちは不快になります」と彼は言いました。

アコスタ氏は、AHUのエネルギー効率を検討する際には、アプリケーションに適切なファンを選択することも考慮すべきであると述べた。 彼女によれば、ファンは AHU の最大のエネルギー消費点であるという。

可変速ファンは、必要な速度でのみ動作することでエネルギーを節約できます。また、定速ファンよりも停止と起動の頻度が低いため、機械的な磨耗が起こりにくく、電源を入れたり、回転させたりする際の衝撃の数が制限されます。オフだよ、と彼女は言った。 遠心ファンは機械的に最も効率的だと彼女は言いました。

「エネルギー効率について話すとき、ファンの選択肢は非常にたくさんあります」とアコスタ氏は言いました。

商用 AHU は数種類の冷暖房技術に接続できますが、可変速コンプレッサーを備えた空気源ヒートポンプがエネルギー節約に適したツールになる可能性があるとポール氏は述べています。

「インバーター駆動の可変速度コンプレッサーに移行すると、より高い効率が得られるでしょう」と彼は言いました。

入ってくる新鮮な空気を予熱または予冷するために、建物から排出される空気から熱エネルギーを回収する空対空エネルギー回収も、システム効率に役割を果たす可能性があると専門家は述べています。

「空から空へのエネルギー回収を利用することで、冷暖房エネルギーを節約しながら、冷暖房システムの小型化が可能になります」とスターム氏は述べています。

空から空へのエネルギー回収のための付属品には、流入気流と流出気流の間で回転してエネルギーを伝達するサーマルホイールが含まれます。 固定プレート式熱交換器では、新鮮な空気と排気空気が隣接する密封されたチャネル内を直交します。 コイル ループは、熱を伝達するために流体を循環させ、別々の気流で 2 つ以上のコイルを使用します。

「排気ガスからエネルギーを回収できる場合、その補給空気を前処理できることは非常に理にかなっています」とポール氏は言います。

スターム氏によると、空から空へのエネルギー回収は、屋外の極端な気象条件、つまり猛暑や極寒のときに最大のメリットをもたらします。 それは、エネルギー ホイール用のモーター、コイル ループ用のポンプ、AHU 内の追加アクセサリに伴う空気圧低下を克服するために必要なファンの電力増加など、機器の稼働にエネルギー コストがかかるためです。正当化するだろう。

「システム制御装置は、空対空エネルギー回収装置をいつ使用するのが合理的であるかを判断できる必要がある」とスターム氏は述べた。

マット・ジャックマンは、ACHR NEWS の法律編集者です。 彼はコミュニティ ジャーナリズムで 30 年以上の経験があり、デトロイトのウェイン州立大学で英語の学士号を取得しています。