Article by: Natthawut Ruangtrakoon, Phd.
Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering,
King Mongkut’s Institute of Technology Ladkrabang
エアコンシステム（A/Cシステム）は大型商業ビルやショッピングモールで使われておりその殆どはウオーターチラーを備えており、これによって冷たい空気を作り出している。この冷たい空気が空調必要スペースに分配されているくである。タイにおいて冷気分配システムは通常は天井の上にあるプレナムに取り付けられたダクトを介して行われる。このタイプの空気分配システムはオーバーヘッドシステムに分類される。このシステムの欠点は冷気が直接それを必要とする人々が居る床から2フィートの高さのゾーンに供給されないという事である。この人々が居るゾーンに冷気が到達する前に部屋の上の方のゾーンを通って行くのである。然るに分配される冷気は部屋の上の方のゾーンに滞留している高温によって幾らかのエネルギーロスが生じる。そして更には部屋の天井に据え付けられている熱を発する照明機器がA/Cのクーリング負荷の原因となる。
オーバーヘッドエアディストリビューションシステム（頭上配空システム）を使ってそこにいる人たちに心地よい空調を提供する場合、供給される冷たい空気は部屋の全てのレベルにおいて熱交換効果を発揮するに充分な温度でなければならない。温度と湿度はそこにいる人たちが気持ち良いと感じられるコンフォートゾーンに適するようにコントロールされなければならない。然るにオーバーヘッドシステムのコンセプトデザインは部屋全体の温度が何所でも同じ温度（フルミックスエアメソッド）になっている様にデザインされていなくてはならない。空気中でも部屋の上の方のゾーンに溜まっている汚染菌や悪臭などのコンタミも供給された空気とミックスしてそこにいる人達に一緒に供給されてしまうのである。よってこの欠点を解決すべく新しい配空システムのアイデアの開発に至ったのである。
床下冷気配分システムまたはUFADは上記で述べた既存のシステムとは別物である。［１］の図1.1と図1.2はオーバーヘッドタイプとUFADタイプとの考え方の違いを示している。これら2システムの違いはA/Cシステムの設置場所の違いであり、この違いが室内の温度の配分の違いにつながる。先にも述べたようにオーバーヘッドシステムの温度の配分は何所も同じである。図1.1にあるようにA/Cオーバーヘッドシステムを使用した部屋の温度の配分は何所も同じで華氏75°F（25℃）である。その一方、UFADを採用した室温の配分は図1.2で示すように幾つかのゾーンに分かれている。人間の心地よさという観点から見れば、人がいるゾーンの温度は75°F (25°C)にコントロールされている。UFADによって分けられているゾーンの温度配分の回路図は図2［2］で示しているように4っのゾーンに分かれている。
個々のゾーンの温度はそれぞれである。最も温度の低い空気は空気供給プレナムから供給され部屋の高さや密集度合やゾーンによってその温度は上昇していく。最も温度の高い空気は温度調節されるために部屋の上のゾーンに戻る（空気戻りプレナム）。
人のいるゾーンの温度は75°F (25°C)にコントロールされているが、が、上の方のゾーンの温度は77°Fに保たれていても問題はない。このオペレーションは既存の物またはオーバーヘッドシステムとは全く違う。エアコンを使っている室内におけるエネルギー消費と言う観点から言えば、UFADを使った場合のエネルギーの節約はオーバーヘッドシステムのそれより25%-50%である。図1.1と1.2に話を戻すが、もしも人がいるゾーンの温度が75°F (25°C)にコントロールされていたオーバーヘッドシステムの場合、供給されている空気の温度は55°F (12.78°C) である。しかしながら、UFADで供給された空気の温度はその10°F上もしくは65°F (18.33°C)に合わせる事が出来る。
然るに将来新しく建てられた商業ビルが床下配空システムを採用するのは当然の事であろう。
Source:
[1] A. Bhatia, HVAC Overview of Underfloor Air Distribution (UFAD). Continuing Education and Development, Inc.
[2] Kai Zhang, Xiaosong Zhang, Shuhong Li, Xing Jin, Review of underfloor air distribution technology, Energy and buildings 85 (2014) 180-186.