「緑の家」のお風呂CF(循環ファン)と居室CF(循環ファン)のエビデンス

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「緑の家」の一般的な空調例。廊下に設置された床下用エアコンと冷房用エアコンの2台があり、居室壁にはCFが設置される。最近は上の機種ではなく200Φ型としている。

「緑の家」では11年ほど前からCF(循環ファン)による浴室乾燥とか居室簡易空調を行なっている。お風呂CFではどちらかというと計算より経験則による機種設定であるが、居室CFの方にはエビデンスがある。

脱衣所CFと連動するお風呂CF。風量は120m3/h以上ほしいが、居室CFの250m3/hでは過剰。

まず双方のCFの目的だが・・・

お風呂CFの目的は早期乾燥である。一方居室CFの目的は出入り口を閉めたときの夏期の簡易空調として快適な温湿度の維持となる。このため居室の発熱量(負荷)と見合う冷風の量を計算し機種を選定する。何でもあれば良いとの発想で循環ファンを設置することはない。最近はそのような選定方法を見かけるが、これはCFの目的を理解していない。

居室の負荷を計算する。条件は日没後としている。真夏の午後において窓からの日射侵入を簾で極力抑えても窓の大きさにより変わるが200~500KJ/hにもなるのでCFだけでは難しい。日中は割り切って居室出入り口を開け、計算条件は戸を閉めて過ごす事が考えられる夜19時以降とする。

超高断熱で武装された室内において真夏の19時以降(外気30度、RH72%、室内27度RH50%)の負荷は人体360kJ/h、ノートパソコン・スマホとCFで360KJ/h、換気負荷360KJ/h(全熱交換率50%時)と想定できる。壁、天井、窓からの負荷は合計で50kJ/hとすると、全ての負荷を合わせると1130KJ/hとなる。このように全熱型の換気扇でも換気負荷が全負荷の1/3程度を占める。第三種換気なら720KJ/hで1/2程度の負荷になる。一方廊下のエアコンでつくられる空気質が24度RH50%であれば、循環量145m3/h時でこの空気を居室内に送り込むと居室内を27度RH50%に維持できる計算となる(完全押し出し入れ替えする理想の流体として)。これで最低の風量が決まった。次に・・・

あるRAグリルの一個あたりのP-Q曲線。

通常出入り口を閉めたときにCFを使うわけだが、RA口となるグリルの特性を調べる。145m3/h時に上のグラフような10Pa程度(2個時)であれば、10Pa時に145m3/hの風量が得られるCFの機種を選ぶ。私が選ぶと0Pa時の解放風量が250m3/h程度の換気扇となることが多い。この風量は居室の24時間換気量の10倍の風量が必要であると考えればよい。「緑の家」の廊下等に設置される居室CFがお風呂CFに比べて大きいのはこのような理由があり、お風呂CFと居室CFは目的がちがうので、使用するCFの機種が異なっている。

日中は窓や外壁、天井からの負荷が夜間の数倍になり、室温が28~30度まで上がるのでCFだけの簡易空調では難しく、出入り口の開放となる。注意したいのは居室CFの取り入れ側にはエアコンが設置された空間があり、そこは常時居室より低いエンタルピーでなければならない。この循環量145m3/hなら先ほどの想定した24度RH50%以下である。これで廊下、ホールなどの目標の温湿度も決まる。このような計算がエビデンスとなりCFの機種選定している。

さて・・・お気づきだろうが、近年は海外製のダクトレス換気扇(給排逆転タイプ)が採用されている事例を聞く。このダクトレスに使われているファンが高静圧タイプでないと、CFから送り込まれた循環風により外気へ漏れ出る量が多くなったり、逆に給気が全くされない事が起きるので注意が必要である。その点ロスナイのような同時給排機型や高静圧のダクト式であればこのような問題は起こらない。

一方、換気システムを顕熱交換型や第三種換気にすると、換気負荷が大きくなり、CFの解放風量が350m3/hを超える事になる。そのような大きな循環風量を持ち、見た目もよいCFの該当機種は・・・見かけない。この点も全熱交換型換気扇を何故選んでいるかの理由になっている。巷では専用の空調室で20度RH65%の空気をつくる事が行なわれている例もある。そのより低いエンタルピーの空気を居室に送り込めば先ほどと同じか少ない風量でOKとなるが、今度は空調室内が低い温度であるため壁内外で結露の問題が起きやすい。超高断熱の冷房空調計画は俯瞰的な見方と細かい数値による設定等、バランスが求められるのである。

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コメント

  1. ZAKI-II より:

    早速の返信をありがとうございます。

    またご連絡が遅くなり、申し訳ございません。

    Asama様はCFファンの騒音について、選定上気をつけられているところはございますか。
    勿論、静かであることに超したことはないかと思いますが、何か着眼点がございましたら、よろしくお願い致します。

    • Asama より:

      ZAKI-II様

      >Asama様はCFファンの騒音について、選定上気をつけられているところはございますか。

      あります。
      お風呂CFは24時間ONなので、騒音dbで27以下(できれば24db以下)を選ぶようにしております。一方居室CFは一時的な扇風機と同じと考えて騒音は許容しております。大体35db以下でしょうか。

      • ZAKI-II より:

        居室CFについて、250m3/h、35db以下との事、大変参考になりました。

        就寝時に居室CFを入れていると、風が当たったりして不快という声が聞こえてきそうですが、オーナー様から特段そういった声は聞かれないのでしょうか。

        • Asama より:

          不快なら戸を開けてCFをOFFすれば良いだけのことです。

          居室CFはあくまでも戸を閉めなければならない事情の時、および温度ムラがある時の緊急措置です。ちなみにそのように使用されているので、オーナーさんからは特にそのような(不快)話はありません。
          250m3/hという大きい風量の理由は前出のエビデンスのとおりです。

  2. ZAKI-II より:

    いつも楽しく拝見させていただいております。

    現在戸建てを新築(HEATG2程度の性能です)しており、浴室にCFファンを取り入れたいと考えております。
    検討を進めるにあたり、よろしければ下記をご教示いただけませんでしょうか。

    ・各社のカタログを拝見し、CFについて勉強しておりますが、風の吹き出す方向と風量を間違えなければ、採用するCFファンは給気用、排気用どちらでも構わないのでしょうか。
    ・浴室に直接接するのでシャッターは必須かと思いますが、湯気を直接排気するわけではないので、シャッターの方式は電気、風圧等は特段気にしなくてよろしいのでしょうか。

    以上です。

    膨大な記事をお書きになっているので、どこかで言及されたことがあるかもしれませんが、お付き合いいただけますと幸いです。

    よろしくお願い致します。

    • Asama より:

      ZAKI-II様

       コメントありがとうございます。

      >各社のカタログを拝見し、CFについて勉強しておりますが、風の吹き出す方向と風量を間違えなければ、採用するCFファンは給気用、排気用どちらでも構わないのでしょうか。

      給気用のファンで120m3/hの風量があるファンは知りませんので必然的に排気用ファンを脱衣所につける事になります。

      >浴室に直接接するのでシャッターは必須かと思いますが、湯気を直接排気するわけではないので、シャッターの方式は電気、風圧等は特段気にしなくてよろしいのでしょうか。

      シャッターは必須とは思っておらず「緑の家」ではシャッターはCFにあえてつけません。多少の漏れがある方が入浴中に息が苦しくないので(入浴中はCFも換気扇も止めるので)、脱衣所(ファンも)へ多少の水蒸気の流入は許容しております。ですがファンモータのためにはシャッター付のほうがよいと思います。この場合レンジフードでも使うので電気、風圧いずれでも良いでしょう。