HVAC(暖房、換気、空調)は、機械工学の主要な分野の一つです。HVAC設計の目標は、室内環境の快適性と、設置コスト、メンテナンスの容易さ、エネルギー効率といった他の要素とのバランスを取ることです。HVAC分野には多くの専門用語や略語があり、その多くはこの用語集にまとめられています。
- 1時間あたりの空気交換回数
- 1時間あたりの換気量を空間の容積で割った値。完全混合空気または層流空間の場合、これは空間の容積が機械換気と自然換気によって1時間あたり何回入れ替わるかに等しい。空気交換率または空気交換率とも呼ばれる。略称はACHまたはac/hr。
- エアコン
- 除湿と熱除去を目的とした機器、システム、または機構。通常、この用語は住宅用システムのような小型の独立型ユニットに用いられる。
- エアハンドラー
- 空調ユニット
- 送風機、加熱・冷却エレメント、フィルターラックまたはチャンバー、ダンパー、加湿器、および気流に直接接触するその他の中央機器で構成される中央ユニット。建物内のダクトは含まれません。略称はAHまたはAHU。
- 英国熱量単位(BTU)
- HVAC 業界におけるエネルギー (熱) の単位の 1 つで、それぞれ 1 kJをわずかに超える。1 BTU は 1 ポンドの水を 1 度華氏上げるのに必要なエネルギーだが、さまざまな種類の BTU はこの「定義」の解釈の違いに基づいている。米国では、HVAC システムの電力 (冷却、除湿、または暖房の速度) は、ワットではなく BTU/時間で表されることがある。略称はBTUまたはBtu。
- 遠心ファン
- 遠心ファンは、空気やその他の気体を移動させるための機械装置である。
- チラー
- 蒸気圧縮式または吸収式冷凍サイクルによって液体から熱を除去する装置。冷却された液体は建物内の配管を流れ、エアハンドラー、ファンコイルユニット、またはその他のシステムのコイルを通過し、建物内の空気を冷却し、通常は除湿します。チラーには、空冷式と水冷式の2種類があります。空冷式チラーは通常屋外に設置され、ファンで駆動される空気によって冷却される凝縮器コイルで構成されています。水冷式チラーは通常建物内に設置され、これらのチラーからの熱は、循環水によって屋外冷却塔などのヒートシンクに運ばれます。
- コイル
- 空調機やダクト内に設置され、空気への熱伝達を行う装置。電気的な手段、または内部を循環する液体や蒸気によって加熱または冷却される。
- コンデンサー
- 基本的な冷凍サイクルにおいて、システムから熱を放出または除去する役割を担う部品。コンデンサーは、エアコンやヒートポンプの高温側です。コンデンサーは熱交換器であり、熱を空気または中間流体(水やエチレングリコールの水溶液など)に伝達し、地中(地中熱源)、水域、または空気(冷却塔など)といった遠隔の熱源に熱を運びます。
- 一定の空気量
- 一定の空気流量を提供するように設計されたシステム。この用語は、供給空気温度は可変だが空気流量は一定の HVAC システムに適用されます。ほとんどの住宅用強制空気システムは、オン/オフ制御を備えた小型の CAV システムです。略称はCAVです。
- コントローラ
- システムの一部または全体の動作を制御する装置。単に機器のオン/オフを切り替えるだけのものもあれば、コンポーネントの設定値をより繊細に調整するものもあります。ほとんどの制御装置は自動ですが、温度設定値などのユーザー入力(例:サーモスタット)も備えています。制御方式はアナログまたはデジタルです。
- ダンパー
- ダクト内に設置される板またはゲートで、ダクト内の摩擦を増加させることで空気の流れを制御する。
- 深層湖水冷却
- 熱は湖の深い地域に放出され、住宅やオフィスを冷やすことで、エネルギーコストを削減する。
- ΔT
- (デルタTとも表記される)温度差を表す用語。加熱媒体または冷却媒体がシステムに入るときと出るときの温度差を表すのに用いられる。
- 除湿機
- 除湿機とは、空気中の湿気を取り除く装置です。空気を冷却することで、水蒸気を液体に変え、その液体を排出することで除湿を行います。
- ディフューザー
- ディフューザーはダクトの上に設置され、異なる方向を向いた羽根によって空気を分離します。これにより、空気の流れを目的の方向に均等に分配します。
- 乾球温度
- 乾球温度とは、放射や湿気から遮蔽された状態で、空気と自由に接触する温度計で測定した空気の温度のことです。一般的には気温と考えられており、真の熱力学的温度です。湿度とは無関係に熱強度を測定するものであり、乾球温度計を用いて測定されます。
- 乾球温度計
- 乾球温度計は、湿度に左右されずに気温を測定できる装置です。測定対象の空気に直接触れる形をとりますが、放射線や湿気からは保護されています。
- ダクト
- 空気の流れを考慮した特殊な筐体。
- エコノマイザー
- 適切な気候条件下で外気を利用して必要な機械式冷房量を削減する空調設備(HVAC)の構成要素。冷房要求時に外気のエンタルピーが供給空気量よりも低い場合、エコノマイザーは建物の機械換気システムが最大量の外気を使用できるようにする。
- エンタルピー
- 特定の空気サンプルにおける総熱量(乾燥空気の熱エネルギーと、その中の水蒸気の熱エネルギーの合計)の指標。通常、冷却コストを最小限に抑えるために、循環空気に加えるべき新鮮な外気の量を決定するために使用されます。
- 蒸発器
- 基本的な冷凍サイクルにおいて、システムに熱を吸収または加える役割を担う部品。蒸発器は、空気または液体から熱を吸収するために使用できる。蒸発器は、エアコンやヒートポンプの冷側に位置する。
- ファンコイルユニット
- ホテル、マンション、アパートなどでよく使用される、送風機と加熱コイルまたは冷却コイルのみで構成される小型の端末装置。略称はFCU。
- 流れ
- 単位時間あたりの流体量の移動。
- 換気扇
- FAFと略される。
- 外気導入率
- 新鮮空気比率はエコノマイザーの動作を定量化するもので、(新鮮空気の質量流量 / 全空気流量) で定義されます。略称はfaf です。
- 外気取り入れ口
- 建物内に外気を取り込むための開口部。換気システムによって排出された建物内の空気を入れ替えるため、または燃料燃焼用の新鮮な空気を供給するために用いられる。FAIと略される。
- 炉
- HVACシステムの一部で、熱交換器内で燃料(天然ガス、石油、プロパン、ブタン、その他の可燃性物質)を燃焼させることにより、空気または中間流体に熱を加える装置。
- ガス炉熱交換器
- ガス炉の熱交換器は、炉内部の熱を炉外部の空気へ伝達する役割を担っています。そして、ダクトシステムを通して、この熱交換された空気が建物や空間内の様々な部屋に送られます。
- グリル
- ダクト開口部を覆うパネルで、多くの場合長方形の形状をしており、複数の平行なスリットが設けられている。このスリットを通して、換気空間に空気を供給したり、換気空間から空気を排出したりする。グリルは空気の流れを特定の方向に誘導し、大きな物体が通過するのを防ぐ。
- 発熱コイル
- 発熱コイルは、システムの中で熱を伝導する部分です。これにより、電気が火のように作用します。
- 熱交換器
- 熱交換器とは、機械またはシステムの高温部分から低温部分へ熱を伝達するシステムの構成要素です。
- 熱取得
- 熱負荷
- 熱損失
- 制御された空気中で所望の温度と湿度を維持するために必要な冷却(熱取得)または暖房(熱損失)の量を表す用語。建物の断熱性や気密性がどれほど優れていても、建物は日光、壁からの伝導、人や電気機器などの内部熱源から熱を得ます。寒い時期には、建物は伝導によって熱を失います。エンジニアは、冷却または暖房される空間のHVACニーズを決定するために、熱負荷計算を使用します。
- ヒートポンプ
- ヒートポンプとは、温風または冷風を循環させる圧縮機のことです。これは、冷たい空間から熱を吸収し、より暖かい空間に放出することで、熱の流れとは逆方向に熱エネルギーを移動させるように設計された装置です。
- 熱伝達
- 熱伝達とは、熱がある場所から別の場所へ移動する際に起こる現象です。これは、空間を冷却する過程において重要かつ不可欠なステップです。
- hspf - (暖房季節性能係数)
- 暖房季節性能係数とは、暖房シーズンの期間における熱効率を測定したものです。
- 業務用冷蔵庫
- 工業用冷蔵庫とは、食品を低温で加工するために設計された冷凍装置であり、対象物内部に、温度、湿度、冷却速度などの特定の冷却モードを作り出し、維持するものであり、場合によっては圧力やガス組成も含まれる。
- 中間流体
- 2つの熱交換器間で熱を伝達するために使用される液体または気体。中間流体は、高温流体と低温流体がかさばりすぎる場合(空気など)や、取り扱いが困難な場合(ハロカーボン冷媒など)に、直接熱を伝達するために使用されます。
- ルーバー
- 1. 複数の小さな羽根で構成された部品で、場合によっては調整可能であり、ダクトまたはダクトの入口に設置して空気流量を制御する。ダクト内部で使用する場合、その機能はダンパーに似ているが、一体型のダンパーよりも大きな開口部に適合するように製造できる。
- 2. 空気の流れを可能にするために、ドアや壁に設置された長方形のフレーム内の羽根。
- 外気処理ユニット
- 外気を100%調整するエアハンドラー。通常、産業用または商業用環境、あるいは「一方向のみに空気を建物内に送る」ブロワーセクション、「低流量」、または「一次二次」の商業用HVACシステム(エアハンドラーまたは屋上ユニットが追加のメイクアップユニットまたはフードに接続されている)で使用されます。略称はMAU。
- 最低限の外気
- 循環式空気循環システムに許容される最低外気流量。この制限値は、室内空気の安全性と快適性を確保するために設定されています。
- 外気ダンパー
- 空調機への外気流入量を制御し、最もエネルギー効率の良い設定に調整する自動ルーバーまたはダンパー。
- 外気温
- 建物の外気温度の測定値。建物内外の空気の温度と湿度は、外気を無料の暖房または冷房に利用できるタイミングを決定するためのエンタルピー計算に使用されます。略称はOAT。
- パッケージ型ターミナルエアコン
- エアコンとヒーターが一体化した電気式のユニットで、通常は壁を通して設置され、ホテルなどでよく見られる。略称はPTAC。
- ページ
- ポリアルキレングリコールは、エアコンシステムのコンプレッサーの潤滑に使用される合成油です。最近のほとんどの車種では、エアコンシステムの潤滑剤としてPAGが使用されています。
- パッケージユニット
- 屋外設置専用に設計された、循環式または一過式のいずれかに分類される空調ユニット。多くの場合、内部に独自の暖房・冷房装置を備えている。特に平屋建ての商業ビルなど、一部の地域では非常に一般的である。屋上ユニット(RTU)とも呼ばれる。
- プレナム空間
- 建物やその他の構造物内部にある、空気の流れを確保するための密閉空間。吊り天井と構造天井の間、または二重床と硬質床の間の空間を指すことが多い。プレナムは構造物自体の一部であるため、ダクトとは区別される。プレナム内のケーブルや配管は、防火指数と防煙指数に基づいて適切な定格のものを使用しなければならない。参照:プレナムチャンバー
- 乾湿計
- 空気と水蒸気の混合物の挙動に関する研究。水蒸気は、空調設備の設計において、エネルギー伝達と人間の快適性に重要な役割を果たします。
- 屋上ユニット(RTU)
- 暖房と冷房の両方を制御するパッケージ型ユニット。エアハンドラーとは、一般的に、暖房または冷房のいずれかを補助するファンを備えたユニットを指します。
- 放射天井パネル
- 通常は天井下に吊り下げられた金属パネルで、建物の構造から断熱されている。主要な冷暖房装置の温度は室温に近い。
- 床暖房
- 床暖房の一種で、建物の床に空気や水などの温流体を循環させるための管や通路が設けられています。床全体が均一に暖められるため、部屋は下から上へと暖まります。床暖房は、強制送風式暖房システムにつきものの隙間風や埃の問題を解消します。
- 放射線
- 熱が一方の表面から他方の表面へ直接伝達されること(伝達機構として機能する中間の空気を加熱することなく)。
- 予言者
空調機器のSEER(季節エネルギー効率比)とは、標準的な冷房期間における冷房出力を、同期間の総電力入力で割った値です。SEER値が高いほど、エネルギー効率が高いことを意味します。
- 煙ダンパー
- 火災発生時に空間の換気を促進するために設計された、ダンパーまたは調整可能なルーバー。
- 分離型システム
- セパレート型エアコンは、室外機と室内機を組み合わせたものです。これは最も一般的なタイプのエアコンです。
- 過熱
- 特定の圧力下において、蒸気が沸点よりどれだけ高い温度にあるかを示す度数。
- 過冷却
- 液体冷媒が沸騰して気体状態に変化するのを防ぐために必要な最低温度よりも低い状態。過冷却とは、飽和温度と実際の液体冷媒温度との差のことです。
- システム
- 建物内で特定の空調機能を果たす構成要素の集合または部分集合を指す一般的な用語。
- 端末ユニット
- 加熱コイル、冷却コイル、自動ダンパー、またはこれら3つの組み合わせを含む小型部品。単一の部屋の温度を制御するために使用されます。略称はTU。
- 熱帯
- HVAC設計者が同様の熱負荷を持つと想定する、個々の空間または隣接する複数の屋内空間。建築基準法では、商業ビルでの省エネルギーのためにゾーニングが義務付けられている場合があります。ゾーンは、HVACサブシステムの数を減らし、初期費用を削減するために、建物内で定義されます。たとえば、外周オフィスの場合、各オフィスごとに1つのゾーンを設けるのではなく、西向きのすべてのオフィスを1つのゾーンにまとめることができます。小規模住宅は通常、空調された熱ゾーンが1つだけで、ガレージ、屋根裏、床下、地下室などの非空調空間があります。
- サーモスタット
- サーモスタットとは、暖房または冷房システムを監視・制御する装置です。室温を希望の温度に設定することで、室温を快適な温度に保つことができます。
- 2段階(冷却と加熱)
- 2段階式エアコンは、天候や季節に応じて高設定と低設定で運転するように設計されています。高設定は極端な天候時に、低設定は穏やかな天候時に使用されます。このタイプのエアコンは、安定した温度を保ち、長時間使用できます。
- TXV - サーモスタット式膨張弁
- サーモスタット式膨張弁は、蒸発器への液状冷媒の流量を計測すると同時に、蒸発器から排出される気体冷媒の流量を測定する装置です。これにより、蒸発器出口における過熱度を制御します。
- 床下空気分配
- 二重床下の空気プレナムを利用して、調整された空気を拡散器を通して居住空間に直接分配することにより、換気および空間調整を行う方法。略称はUFAD。
- 単一コントローラ
- 単一制御器とは、建物内の1つのゾーンのみを制御する装置のことです。
- 可変風量
- 安定した供給空気温度を持ち、温度要件を満たすために空気流量を変化させる HVAC システム。定風量システムと比較して、これらのシステムは温度制御の要求が低いときにファン速度を低くすることでエネルギーを節約します。ほとんどの新しい商業ビルには VAV システムがあります。VAV にはバイパス型と圧力依存型があります。圧力依存型 VAV はエネルギーを節約し、どちらのタイプも供給ゾーンの温度を維持するのに役立ちます。略称はVAVです。
- ゾーニングシステム
- ゾーニングシステムとは、建物や空間を複数のゾーンに分割し、それぞれのゾーンを独立して制御するシステムです。これは、建物内の異なるエリアや部屋の温度が異なる場合、あるいは各部屋で希望する温度が異なる場合に有効です。温度はそれぞれ異なるサーモスタットによって制御されます。
参考文献
- 『現代の冷凍空調』(2003年8月)、アルトハウス、ターンクイスト、ブラチアーノ著、グッドハート・ウィルコックス出版、第18版
- 国際機械規準(2006年3月6日)、国際規準評議会、トムソン・デルマー・ラーニング社、第1版
- ASHRAEハンドブック:基礎編、アトランタ、ジョージア州、2009年。
- グリーンビルディングおよび制御に関する用語集、KMC Controls社、インディアナ州ニューパリス、2015年。
- ASHRAE用語集 www.ashrae.org/ASHRAEterms