オールシーズン快適：夏用、冬用、オールシーズン空調システムの理解

この記事では、空調システムの定義、作動原理、分類または空調システムの種類について学びます。記事の最後でPDFファイルをダウンロードできます。

空調とその種類

今日、空調システムは家庭用と業務用の両方で広く使用されています。空気冷却または空気調和は、占有空間の内部から熱と湿気を取り除き、占有者の快適性を向上させるプロセスです。このプロセスは、通常、人間により快適な室内環境を実現するために使用されます。

空気調和の定義は、建物や車両内の湿度、換気、温度を制御するシステムで、通常は暖かい条件下で涼しい雰囲気を維持するためのものです。

エアコンはモデルによって異なりますが、小さな寝室を冷やす小型ユニットから、オフィスタワーの屋上に設置されビル全体を冷やす大型ユニットまで、あらゆる範囲で利用可能です。

空調システムで使用される機器

空調システムで使用される主な機器または部品は以下の通りです：

1. 循環ファン： このファンの主な機能は、室内への空気の移動と室内からの空気の移動です。
2. 空調ユニット： 夏季空調用の冷却と除湿プロセス、または冬季空調用の加熱と加湿プロセスで構成されるユニットです。
3. 供給ダクト： 循環ファンから空調される空間へ、適切な地点に調整済みの空気を導きます。
4. 供給吹出口： 調整済みの空気を部屋全体に均等に分配するグリルです。
5. 還気口： 室内の空気が還気ダクトに入るための、室表面の開口部です。
6. フィルター： フィルターの主な機能は、空気からほこり、汚れ、その他の有害なバクテリアを除去することです。

エアコンの作動原理

エアコンは、冷やされる室内空間から継続的に空気を取り込み、冷凍原理によって冷やし、冷やされる必要のある同じ室内空間に排出し続けます。

この取り込み、冷却、冷却済み空気の再循環という継続的なサイクリックプロセスにより、快適冷房または工業冷房の目的で必要なより低い温度で室内空間を涼しく保ちます。エアコンのスイッチを入れると、サーモスタット制御がコンプレッサーとファンモーターに120Vの交流電流を送ります。

コンプレッサーはポンプとして働き、気体の冷媒を凝縮器コイルに圧縮します。ユニットの後部に位置し、そこで気体が高温の液体に凝縮されます。凝縮器コイルは、液体がそれらを通過する際に熱を放散します。

作動

液体冷媒が凝縮器コイルと毛細管を通過し、そこで膨張を経験すると、液体冷媒は蒸発器コイルを通ります。ユニットの前部近くに位置する蒸発器コイルへと移動します。

冷媒液体がこれらのコイルに入ると、気体に膨張してコイルを冷やします。ガスはコイルを通り吸込管を経てコンプレッサーに達し、再び液体に戻り、冷却サイクルが継続されます。

同時に、ファンモーターがブロアホイールを回転させ、蒸発器コイルで冷やされた空気を取り込み、再び室内に循環させます。また、凝縮器ファンブレードも動作し、外気を凝縮器コイルに吹き付けて冷やします。

空気温度は、モデルに応じてサーモスタット制御によって調整されます。制御は、サーモスタットスイッチと感温筒アセンブリ、またはセンサーと連携する電子制御基板の場合があります。感温筒または電子センサーは、蒸発器コイルの前部にクリップ留めされ、コイルに入る空気の温度を監視します。

部屋が十分に冷えると、サーモスタット制御がコンプレッサーへの電圧を遮断します。一部のモデルでは、イベントを使用してファンモーターのみを動作させ、夜間に冷気を取り込むことができます。

ただし、装置が積極的に空気を冷やしているときは、システムが正しく機能するためにベントを閉じておく必要があります。凝縮器ファンブレードのスリンガーリングが底部に溜まった水を拾い上げ、凝縮器コイルに噴霧してコイルの放熱を助けます。水が室内に滴り落ちるのを防ぐため、設置時に装置をわずかに後ろに傾ける必要があります。

空調システムの種類

以下は空調システムの種類です：

1. 快適空調システム
2. 産業用空調システム
3. 冬季空調システム
4. 夏季空調システム
5. 通年空調システム
6. ユニタリ空調システム
7. セントラル空調システム

1. 目的による分類

1.1 快適空調システム

これらのタイプの空調システムでは、人間の健康、快適性、効率のために必要な乾球温度と相対湿度に空気が調整されます。必要な十分なデータがない場合、21℃の乾球温度と50％の相対湿度と仮定されます。

例：住宅、オフィス、店舗、レストラン、劇場、病院、学校などで、人々に快適さを提供するために空調システムが使用されています。

1.2 産業用空調システム

これらのタイプの空調システムでは、機械の作動と製造プロセスのために、内部の乾球温度と空気の相対湿度を一定に保ちます。

繊維工場、製紙工場、機械部品製造プラント、工具室、写真関連などでこのタイプの空調システムが使用されています。

2. 年の季節による分類

2.1 冬季空調システム

冬季空調システムでは、空気が燃焼・加熱され、一般的に加湿が続きます。

システムの概略図が示されています。

外気がダンパーを通って循環空気と混合されます。混合空気はフィルターを通過して汚れ、ほこり、不純物を除去します。

空気は予熱コイルを通過し、水の凍結を防ぎ、加湿器での水の蒸発を制御します。その後、再熱コイルを通過して設計乾球温度に空気を調整します。

調整済み空気はファンによって調整空間に供給されます。調整空間から、一部の空気が排気ファンによって大気中に排出されます。使用済み空気の残り部分は再び調整され、これが繰り返されます。

2.2 夏季空調システム

夏季空調システムにおけるエアコンの作動原理。このシステムでは、空気が冷却され、一般的に除湿されます。典型的な夏季空調システムの概略図が示されています。

外気がダンパーを通って循環空気（調整空間から得られる）と混合されます。混合空気はフィルターを通過して汚れ、ほこり、不純物を除去します。

空気は冷却コイルを通過します。コイルの温度は、調整空間の空気の必要乾球温度よりはるかに低くなっています。

冷却された空気は穿孔膜を通過し、凝縮した形で水分を失い、サumpに集められます。その後、空気は加熱コイルを通過してゆっくりと加熱されます。

これは、空気を設計乾球温度と相対湿度に調整するために行われます。調整済み空気はファンによって調整空間に供給されます。調整空間から、使用済み空気の一部が排気ファンによって大気中に排出されます。残りの空気は再び調整され、これが繰り返されます。

外気が吸い込まれ、調整空間から排気ファンを通じて失われた調整済み空気を補うために循環空気と混合されます。

2.3 通年空調システム

通年空調システムでは、夏季と冬季の両方の空調設備を備えている必要があります。現代的な夏季通年空調の概略図が示されています。

通年空調システムにおけるエアコンの作動原理。ここでは、外気がダンパーを通って循環空気と混合されます。混合空気はフィルターを通過して汚れ、ほこり、不純物を除去します。

夏季空調システムでは、冷却装置が作動して空気を所望の値まで冷やします。除湿は、冷却コイルを露点温度より低い温度で作動させることで得られます。

冬季空調システムでは、冷却コイルを非作動にし、加熱コイルが作動して空気を暖めます。乾燥期にはスプレータイプ加湿器も使用され、空気を加湿します。

3. 機器の配置による分類

3.1 ユニタリ空調システム

• ユニタリ空調システムでは、組み立てられたエアコンが調整される空間内または隣接する場所に設置されます。
• ユニタリシステムは、一般的な単室用エアコンのタイプで、窓や壁の開口部に設置され、室内側に操作部があります。
• 室内空気は、ファンが蒸発器に吹き付けることで冷却されます。
• 外気は、第2のファンがコンディショナーに吹き付けることで加熱されます。
• このプロセスでは、熱が室内から供給され、環境に放出されます。
• 大きな家や建物には、このようなユニットが複数あり、各部屋を個別に冷やすことができます。

ユニタリ空調システムは以下の2種類があります：

1. 窓用ユニット
2. 垂直パックユニットまたはPTACシステム

1. 窓用ユニット

これらのエアコンタイプは、1TR〜3TRの小容量で、窓や壁を通じて取り付けられます。1部屋のみの空気調整に使用されます。部屋が大きい場合、2台以上のユニットが使用されます。

2. 垂直パックユニットまたはPTACシステム

これらのタイプのエアコンは、5〜20TRの大容量で、調整される空間に隣接して設置されます。このユニットは、レストラン、銀行、小規模オフィスの空気調整に非常に有用です。PTACシステムは、壁掛け分離型空調システムやダクトレスシステムとしても知られています。

ホテルで広く使用されているこれらのPTACシステムは、室内側の蒸発ユニットと室外側の凝縮ユニットという2つの別個のユニットを持ち、チューブが壁を貫通してそれらを接続します。これにより、室内システムの設置面積を最小限に抑え、各部屋を独立して調整できます。

PTACシステムは、電気ヒーター、ガス、その他のヒーターを直接使用するか、冷媒の流れを逆転させて室内を暖め室外から熱を取り込み、ヒートポンプに変換することで、寒冷時の暖房に対応できるように調整可能です。

ルームエアコンは部屋の冷房において最大の柔軟性を提供しますが、一般的にセントラル空調システムよりも高価です。

3.2 セントラル空調システム

これは最も重要な空調システムの種類で、必要な冷房能力が25TR以上の場合に使用されます。風量が300m³/分以上、または建物内の異なるゾーンを空調する必要がある場合に使用されます。

空調の用途

空調システムの用途は以下の通りです：

1. 食品調理・加工エリアでのエアコン使用が一般的。病院手術室で患者に快適な条件を提供。繊維、印刷、写真など多くの産業でも使用。
2. 人間のための商業目的で空調システムを使用。例：劇場、デパートの倉庫など。
3. 自動車、列車、航空機、船舶など多くの輸送車両が空調システムを使用。乗客に快適な条件を提供。
4. テレビセンター、コンピュータセンター、博物館で特殊目的で空調システムを使用。

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結論

これで、空調システムについての疑問がすべて解消されたことを願っています。まだ「空調システムの種類」について疑問がある場合は、お問い合わせいただくか、コメントで質問してください。

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