強制空気

強制空気 セントラル ヒーティングシステムとは、空気を熱伝達媒体として使用するシステムのことです。これらのシステムは、実際の暖房および空調システムとは別に、ダクト、通気口、プレナムを空気分配手段として利用しています。戻りプレナムは、いくつかの大きな戻りグリル (通気口) からの空気を中央のエア ハンドラーに運び、再加熱します。供給プレナムは、中央ユニットからの空気を、システムが暖房するように設計されている部屋に導きます。タイプに関係なく、すべてのエア ハンドラーは、エア フィルター、送風機、熱交換器/エレメント/コイル、およびさまざまなコントロールで構成されています。他の種類のセントラル ヒーティング システムと同様に、強制空気ヒーティング システムを制御するためにサーモスタットが使用されます。

強制空気暖房は、北米で最も一般的に設置されているセントラルヒーティングのタイプです。^[1]ヨーロッパではそれほど一般的ではなく、特に温水ラジエーターの形で 水暖房が主流です。

• 熱は燃料の燃焼によって発生します。
• 熱交換器は燃焼副産物が空気流に入るのを防ぎます。
• 熱交換器内には、リボン型（長くて穴があいている）、インショット型（トーチのような）、またはオイル型のバーナーが配置されています。
• 点火は、電気火花、定常パイロット、または高温表面点火装置によって行われます。
• 安全装置は、点火失敗や排気失敗の際に燃焼ガスや未燃焼燃料が蓄積されないようにします。

• シンプルな電気加熱素子が空気を温めます。
• サーモスタットが熱を要求すると、送風機とヒーターが同時に作動します。
• サーモスタットが「満足」すると、送風機とエレメントが停止します。
• メンテナンスはほとんど必要ありません。
• 通常、天然ガス炉よりも運用コストが高くなります。

• 冷凍サイクルを介して、地面または空気を熱源として環境から熱を抽出します。
• 電気抵抗加熱よりもエネルギー消費量が少なく、化石燃料燃焼炉（ガス/石油/石炭）よりも効率的である可能性があります。
• 空気熱源タイプは、バックアップ（二次）熱源と併用しない限り、寒冷気候には適さない場合があります。新しいモデルは、0 °C（32 °F）未満の温度でも熱を供給できる場合があります。
• 冷媒コイルは、バーナー/熱交換器の代わりにエアハンドラー内にあります。このシステムは、他のセントラル空調システムと同様に、冷却にも使用できます。
• ヒートポンプを参照

• 水暖房（温水）と強制空気供給を組み合わせたもの
• 熱はボイラー内の燃料（ガス/プロパン/石油）の燃焼によって生成される。
• 熱交換器 (ハイドロニックコイル) は、ヒートポンプ システムやセントラル AC の冷媒コイルと同様に、エア ハンドラー内に配置されます。供給マニホールドと戻りマニホールド、およびチューブ コイルには銅が使用されることがよくあります。
• 加熱された水は熱交換器を通ってボイラーに送られ、再び加熱される。

1. サーモスタットは暖房を要求する
2. 点火源はボイラーに備えられている
3. サーキュレーターはハイドロニックコイル（熱交換器）への水の流れを開始します。
4. 熱交換器が温まると、主送風機が作動します。
5. 暖房の需要がなくなると、ボイラーとサーキュレーターは停止します
6. 一定時間後に送風機が停止します（関係する特定の機器に応じて、固定またはプログラム可能な時間になる場合があります）

CAVレギュレータの基本は自己バランス機構です。^{[2] [3]}この機構の設計によって、設定された流量、騒音レベル、最小レギュレータ抵抗、流量範囲などのパラメータを維持する精度が決まります。^{[4] [5]}

CAV レギュレータの技術的特性は、主に自己バランス機構の設計によって決まります。

• ダクト内の空気圧に応じて容積を変化させ、空気の流通面積を増減させるシリコン調整ダイヤフラムをベースとした自己バランス機構。
• 重なり合うセクションを備えた自己バランス機構。スプリング付きの自己バランスダンパーは、ダクト圧力に応じて、断面の残りの部分を自動的に閉じます。
• 流量調整用コネクタを備えた自己バランス機構。

通常、レギュレータダンパーは軽量アルミニウムで作られており、自己バランス機構はプラスチックレバーとトランスミッション、スチールスプリング、および自動振動を防ぐために必要なシリコン振動ダンパーで構成されています。

定風量システムの代替として、可変風量（VAV）システムがあります。^[6]可変風量システムは、温度制御を利用し、各部屋に吹き込まれる空気の実際の量を制御する必要があるため、一般的にCAVシステムよりも複雑です。^[7]設計と実装はより困難ですが、VAVシステムは、可変気流設計のコンポーネントが必要なときにのみ動作するため、CAVシステムよりもエネルギー効率が優れています。

水と比較すると、空気塊は熱容量が低い。つまり、空気塊は早く冷えるが、短時間で室温も上昇する。^{[8] [9]}熱慣性が低いため、文字通り数分で容積の異なる建物を暖めることができる。^[10]同時に、すべての熱は部屋を暖めるためだけに使われる。^[11]

欠点：騒音レベルが高い、粉塵を拡散する、ユニットごとに熱伝達流体と電力の供給が必要、高さに応じて空気温度の勾配が大きい。^[12]

利点: 大きな断面のダクトを必要とせず、スプレー範囲が広い

欠点：大きな断面積のダクトが必要、配管内に供給ユニットとポンプを確保する必要がある、高さ方向の空気温度勾配が大きい、ジェットの範囲が狭い。^[13]

利点: デザインの観点から見栄えが良い (グリルのみが見える)、安価 (換気システムとの組み合わせを考慮すると)。

• 強制空気ガス
• 熱交換器の銅