YOON GyuyoungGraduate School of Design and Architecture Architecture and Urban Design Professor Contact: yoonsda.nagoya-cu.ac.jp |
本研究は、次世代都市型病院を目指したK病院を対象に、様々なデータを計測・分析して検証・評価を行い、運用段階における建物の省エネルギー化を推進することを目的としている。本報ではLCEMツールを用いた地中熱ヒートポンプチラーの運転適正化と2014年度の夏季・冬季における運転性能検証の結果を報告する。
最大熱負荷に対して空調システムの装置容量が不足している場合の室内の温熱環境について、CFDとLCEMツールの連成解析にてシミュレーションを実施した。その結果を用いて装置容量の不足分と室内の温熱環境の関係を定量的に示している。この結果を用いることで、合理的な装置容量の選定を行うことができると言える。
空調設計条件および機器選定の余裕度を考慮して選定した空調装置が及ぼす省エネルギー性や居住環境への影響を評価することを目的とした。最初に、ケーススタディーの条件を整理し、次にその条件を用いて空調装置の選定と年間熱負荷計算を行った。
近年高まる空調設備の省エネルギー化計画により、エネルギーマネジメントの要求が強まり、年間熱負荷計算の需要が増している。現在では数多くの年間熱負荷計算を計算するツールが開発されているが、それらの計算結果の適用性や特徴に関する情報は十分ではない。そこで本研究では、米国で開発されたTRNSYSと日本の実務設計で使用されるMicro-HASP/TESという2つのツールに着目し、両ツールの計算結果の比較検討によって、差違の特徴を明らかにし、今後のエネルギーマネジメントに資する基礎的研究を行うことを目的とした。
対象建物の熱源システムを対象にLCEMツールを用いた運用段階でのエネルギーマネージメントの試行を行った。まず、システムの運用データを用いて運転実態を把握するとともにLCEMツールを用いてシステムの運転状況の再現を行った。また、LCEMツール適用時における熱負荷条件及び機器特性の設定に関する検討を行い、課題を整理した。
3次元単純熱伝導の数値解析モデルにおけるシミュレーション結果より、夏季のクールチューブ出口温度を用いた検討を行った。その結果より単位導入風量当りのチューブ内面伝熱面積を変数に持つ二次関数によりチューブ設計出口温度(TAC2.5%)を示した。この結果を用いたチューブの設計手順についての提案とモデル建物を対象にケーススタディを行ない、外気顕熱負荷軽減量を推定した。
近年エネルギー需要安定化が求められ、既存建築に対する省エネルギー化が強く要望されている。そこで、空調システムのバイパス配管部分に簡易蓄熱槽を設置することで、負荷平準化・低負荷運転時の効率改善を図るシステムを提案する。本報では、モデル建物を想定し、暖房期間中におけるシステムシミュレーションを行い有効性を検証した。また、ケーススタディを行い、その結果を元に潜熱蓄熱量1kW当たりのエネルギー削減量の比較を行った。
近年エネルギー需要安定化が求められ、既存建築に対する省エネルギー化が強く要望されている。そこで、空調システムのバイパス配管部分に簡易蓄熱槽を設置することで、負荷平準化・低負荷運転時の効率改善を図るシステムを提案する。本報では、冷房運転期間における提案システムの有効性の検証を行い、提案システムの適切な導入期間を把握した。また、蓄熱槽容量ごとのエネルギー消費量を簡便な計算手法を用いて算出した。
本報では, 仮想街区を対象にドライミストを導入した場合の暑熱環境改善効果及び空調エネルギー削減量をCFD解析により定量的に評価した。また, アーケードが設置された街区への適用についても検討した。さらに, ドライミストによる環境負荷低減性能の評価をドライミスト稼働に伴う二酸化炭素排出量を用いて検討した。結果として, 建物密度が高いほどより効果が得られ, アーケードが設置された街区では建物密度が低い場合でも直接的な効果が高く得られることが確認できた。
近年のOA機器の高効率化や節電対策などにより、建物内部発熱は減少されており、建物設計当時に想定されていたものと比べて小さくなっていると予測される。このような建物内部発熱の減少は、空調システムの挙動や室内温熱環境に影響を及ぼすことが懸念される。 そこで本研究では、内部発熱減少による影響を検討し、空調システムの設計や運用に有効な情報を提供すると共に、内部発熱の変化に柔軟に対応できる省エネルギー設計・運用方法の提案をすることを目標とする。
本報では、前報に示す地中熱利用ヒートポンプシステムを対象に最適な運転方法の提案を行うことを目的に、シミュレーションモデルの構築を行った。
本研究は、次世代都市型病院を目指したK病院を対象に、様々なデータを計測・分析して検証・評価を行い、運用段階における建物の省エネルギー化を推進することを目的としている。本報では2013年度の夏季および冬季における地中熱ヒートポンプチラーの運転性能検証の結果を報告する。
本研究では、クール/ヒートチューブの性能予測や設計手法を提案する。まず、チューブ設計用出口温度を求める回帰式を提案した。この回帰式は、前報で提案した熱性能の示す指標を変数としている。次に、回帰式をチューブ平均出口温度の予測式へ変換する。これは、平均出口温度を用いて交換熱量を予測するためである。最後に、これらの予測手法を用いた、本システムの設計手順を提案する。この設計手順は企画段階と基本・実施設計段階に分けて使用することができる。
本研究は、既存空調システムの運転効率向上及び運転時間削減を図ることを目的とし、バイパス配管に小型の蓄熱槽を設置する空調システムを考案した。本報では、設計した簡易蓄熱槽の蓄熱性能の把握、非定常解析モデルによるエネルギーシミュレーション、さらにCFD解析による槽内の温度分布の解析と潜熱蓄熱材の配置を検討した。簡易蓄熱槽を導入することでエネルギー消費量の大幅な削減が可能であり、潜熱蓄熱材は横向きに配置することで蓄熱槽効率を向上させることができる。
庁舎建築物の設計・建設・運用の各段階において、建築主・設計者・施工者・研究者が共同で空調熱源の消費エネルギーの検証を行い、省エネルギーと環境負荷の低減を図ることを計画した。検証にはシミュレーションツール(LCEMツール)を用いた。 本報では2015年に運用が開始された市庁舎の計画概要と空調設備計画について報告する。
既報にて、基礎杭利用型の地中熱交換器に関しては、比較検討期間中における熱源水出口水温の上昇が実態に比べて大きく、長期運転に対する信頼性に課題が残った。そこで本報では、簡易化手法の見直しを行い長期運転に対するモデルの信頼性向上を図った。
近年、ZEH(ネットゼロエネルギーハウス)の実現に向けた取り組みが急がれている。直流給電システムは省エネ手法として、これまで検討がなされており、開発途上の技術であるがその普及が大いに期待されている。一方、創エネの手段として、太陽光発電の普及が進んでおり太陽光発電パネルからの直流出力を直流駆動の家電機器にそのまま利用できる可能性が増えてきている。 そこで本研究では、直流給電システムの普及拡大のため、システム導入効果を定量的に検証した。