2014年6月18日水曜日

熱負荷

空調では、発生する顕熱および潜熱と等しい量の顕熱および潜熱を、空調機によって室外へ取除ければ、室内の温湿度は一定に保てます。
即ち、
【入ってくる熱(顕熱)=取除く熱(顕熱)】、
および
【入ってくる熱(潜熱)=取除く熱(潜熱) 】
とすることで、室内温湿度が設計温湿度で一定となります。

この“取除く熱”が冷房負荷ということです。
(加える場合は暖房負荷)


【20181】からイメージできますが、
冷房時の空調機では、




還気と外気の混合空気が、空調機内の冷水コイルで接触冷却されて冷風となり、冷房として室内に給気されます。
暖かく湿った混合空気は冷却コイルの表面で冷却され、空気中の水蒸気が結露し、凝縮水として排出されるので、結果として空気中の水蒸気を取り除く(除湿する)ことになり、単に空気温度を低下させるだけでなく、除湿を同時に行うことで、空気の保有する熱を下げています。
この空気温度の低下に供された熱を「顕熱負荷」、除湿に供された熱を「潜熱負荷」と言います。
(実際には、「顕熱負荷」の中に、わずかながら、もともと存在していた水蒸気の温度を下げる熱(水蒸気の顕熱)変化も含まれますが)


実際の冷却では、(左に移動して)相対湿度95%くらいで限界になり、その相対湿度のラインにそって温度が下がって凝縮(結露)していくイメージです。


暖房時は、




暖房時は、空調機内に導入された混合空気(室内空気の一部に新鮮な外気を加えたもの)は空調機内の温水コイルで接触加熱され温風となり、暖房として室内に給気されます。
暖房の場合は、加熱コイルに接触した混合空気は水蒸気を含んだまま加熱されますが、このときは、空気温度が上昇する顕熱変化のみで、温水コイルは「顕熱負荷」を処理することになります。
ただし
調湿のため、次の蒸気加湿器により水蒸気の供給が行われます。そのための水蒸気加湿量は「潜熱負荷」となりますます。



まとめると、
全熱負荷 = 顕熱負荷 + 潜熱負荷
ということ。
わかりやすいイメージ拝借…^^;
エンタルピーhというのは、湿り空気のもつ全ての熱エネルギーのことで、乾き空気(通常は0℃、1kg)を基準にした値が、比エンタルピー[kJ/kgDA]。
エンタルピー(湿り空気の持つ全ての熱エネルギー)
 =「空気を 0 ℃ からその温度に達するまでに必要な熱量(空気量 × 定圧比熱)」
 +「水が蒸発するために必要な蒸発熱」
 +「水が0 ℃ からその温度に達するまでに必要な熱量(水分量 × 比熱)」
(比熱と蒸発熱をいれて計算すると、
 h=1.006t+(1.805t+2501)x[kJ/kg・K]
 t:乾球温度[℃]、x:絶対湿度[kg/kg(DA)]となりますが、出ないな
全熱負荷は、風量とエンタルピー差の積で表すということはイメージできそう。→16192
*数式で書くと、
出ないな…^^;
「顕熱負荷」は空気量と温度差との積、「潜熱負荷」は空気量と重量絶対湿度差との積で表すくらい。
なお、「全熱負荷」は「顕熱負荷」と「潜熱負荷」の和ですが、空気量とエンタルピー差の積で表せます。

顕熱比(SHF)
熱取得や内部発熱の変化がないとすると、顕熱比は変わらないで室温・湿度(絶対湿度)が変動するはずなので、室内の温室度を一定に保つよう空調するためには顕熱比のバランスを保って熱を取除かないと所望の室内温湿度に到達できない事になります。
湿度が高くなってしまうときは、除湿過多(過剰に冷却)の状態にして除湿し、冷えすぎた空気を加熱して調整します。これが製図試験の標準解答例にある再熱ヒーター付。

従って、顕熱比 は、空調する室の顕熱負荷が多いか潜熱負荷が多いかと言った、負荷の特性を表す指標ということになります。

2 件のコメント:

  1. 恥ずかしい・・・。
    汚いズが・・・。

    satoさんのブログを読んでて、今気付いたんですけど
    夏に、エアコンつけると乾燥するな~と言ってたのは
    この事だったんだと・・・。
    それで、車や、室外機の配管から水が
    だだ漏れていたのはそうだんたんだと、改めて納得。

    でも、冬は、普通のエアコンは加湿してる?
    近年に出た、加湿付きエアコであれば
    絵のようになります?

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    1. こんにちは。
      通常エアコン(家庭用も業務用も)は、熱交換機で室内の空気を暖めるだけなので
      加湿はしません。室温が上がる分だけ相対湿度が下がります。
      うるるとさららのHPを見ましたが
      (http://www.daikinaircon.com/roomaircon/12_01/kasitu/index.html)
      原理は少し違いそうですね。
      加湿能力は6畳・8畳用で450ml/hくらいの様です。
      (外気温により変動)
      でも、ピーちゃんより能力高め?
      その上、
      「美肌保湿運転」とかいうスゴ技機能がついているようです。
      出るかな^^;;;

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