空調の熱輸送方式

全空気方式、全水方式、水ー空気方式、冷媒方式

変風量方式は、 給気温度 が一定で、VAV(変風量)ユニットなどで風量制御を行って、 送風量 によって負荷変動に対応する。給気風量を可変としているため、風量が減少した場合、室内空気の清浄度が悪化する。定風量方式に比べ、省エネルギーかつ室内温度制御性に優れている。VAVユニットには、バイパス形(還気ダクトへバイパスして調整する)、絞り形(ダクトの送風圧力も考慮する)、誘引形(室内空気を誘引して混合する)がある。

二重ダクト方式と同様の考え方で、 1台 の中央空気調和機よりゾーン毎の複数本のダクトを導いて給気する方式。

全水方式

室内のファンコイルユニットに 冷温水 を供給して冷暖房を行う方式。ファンコイルユニットは、 送風機 ・ 冷温水コイル(熱交換器) ・ エアフィルタ ・ ケーシング で構成された室内設置型の小型空調機である。室内から空気を取り、熱交換器で温湿度を調整して送風する。冷温水コイルには冷凍機やボイラなどの熱源から冷水や温水が供給される。冷風と温風時で、吹き出し風向ベーンの方向を調整する必要がある。室内の空気循環だけなので、外気を供給するためダクト・全熱交換器を併用する。加湿器が内蔵されないため、加湿の考慮も必要である。ユニット毎にON/OFFが可能なので、比較的室数の多い建築物に利用される。多数設置なので保守が繁雑になりやすい。小型なので大きな高性能フィルタは組み込めない。熱負荷変動が大きい ペリメータゾーン (窓付近)に配置されることが多い。設置方法により床置き型・天吊り型等の種類がある。冷温水の供給方法により、配管は2～4管式がある。4管式は、冷水と温水のコイルを持つため、各ユニット毎に冷水、温水を選択して冷暖房できる。2管式は、コイルが一つなので冷温水は切り替えて利用する。

放射パネルを有する床や壁に冷温水配管などを埋設して室を所定の温度にする方式。温度むらによる不快感が 起こりにくい 。外気が入らないので 換気 が行えないため、 中央式外調機 が併用される。天井の高いロビーなどで採用される。冷房時は、放射パネルの温度が周囲より低くなるため、 表面結露 に配慮が必要である。放射空調で使用する冷温水の温度は、冷房時で約16℃暖房時で約40℃で、従来の空調と比べ夏は高く冬は低い温度となり省エネとなる。

水ー空気方式

壁や天井に隠ぺいするダクト方式の空気調和機で、外部中央熱源からの冷温水を使い温湿度を調整する。 細分されたゾーンの個別空調 に適しており、 小 風量タイプで天井隠ぺい型などとして設置可能である。外気調和機併用型では、室内温度付近で給気ができるので、高品位な空調空間が達成されやすい。エアハンドリングユニットからの冷温風と、外気との混合に混合ユニットが用いられる。

端末に ファンコイルユニット を使用して、 単一ダクト 方式と併用することで、 個別制御性 を高めたシステムである。ファンコイルユニットまでの熱の搬送は、 冷温水 配管が用いられる。単一ダクト方式に比べ、空気調和機及び主ダクトの 小容量化 ・ 小型化 が可能である。ファンコイルユニットごとの 発停 が可能である。外気用空調機によって、屋外から新鮮な空気を取り込んでダクトで給気ができる。ダクト吹出空気と、ファンコイル吹出空気による 混合損失 が発生する場合がある。ファンコイルユニットは、熱負荷変動が大きい ペリメータゾーン に配置されることが多い。ホテル・病院で多用されている。

冷媒方式

熱輸送媒体として 冷媒 を使用する。通常は 外気処理 機能を持たないため、全熱交換器など 外気処理 装置と併用するなどの対策が必要である。冷媒方式は、個別運転が可能なので、故障による他のユニットへの影響が少ない。熱源と空調機の一体構造になっている物が主流で、集約した熱源設備を必要としない。

個別 方式における代表的な空気調和機で、室単位もしくはゾーン単位ごとに空調機を設置して空調を行う。パッケージ型空調機を家庭用にカスタマイズしたものが、ルームエアコンである。蒸気圧縮冷凍サイクルを利用した、冷暖房兼用ヒートポンプ方式が代表的である。ヒートポンプ方式では熱源設備を必要とせず、冷房時の凝縮器の冷却方式により 水冷式(水熱源) と 空冷式(空気熱源) に分類される。水冷式では、暖房はヒーティングコイルに温水または蒸気を送る方式と電気ヒーターを使う方式がある。空冷式のヒートポンプ方式では、四方弁で冷媒の流れを切り替えることにより、室内機の熱交換器を蒸発器(冷房)または凝縮器(暖房)に切り替えることで、冷房と暖房を利用できる。空冷式のセパレート型は、室内機と室外機が分かれている。 圧縮機 、 凝縮器 、 膨張弁 、 蒸発器 、送風機、エアフィルターなどを一つのケーシング内や、室内機・室外機にパッケージ化している。圧縮機の駆動源としては、電動機の他、ガスエンジンもある。 インバータ 制御( オン・オフ 制御ではない)によって圧縮機の効率的に運転が行われている。利点は、ユニット毎に個別制御ができ、ダクトスペースも各階の空調機からでよいので小さくてすむ。欠点は、保守管理が多くなるのと、ゾーン毎に機械室のスペースが必要となる。

1台の 室外機 と、複数の 室内機 を端末分岐方式の冷媒配管で接続したもの。室内機は天井カセット型が一般的で、ビル用マルチエアコンと呼ばれる。リモコン1個で全ての室内機を運転する「同時運転」と、室内機ごとにリモコンが付いていて個別で運転を行うことが可能な「個別運転」がある。

同一室外機系統で、室内機ごとに 冷暖房 が選択できる。室内ユニットの個別運転が可能なので、冷暖房の切り替えや、臨機応変な運転ができる。室内機のリモコンごとに冷暖切換ユニットがあり、室外機から冷暖切換ユニットまでは低圧ガス管(冷房用)・高圧ガス管(暖房用)の2管が接続されている。液管は室内機に接続し、冷暖切換ユニットが冷房・暖房によってにガス管を切換えて室内機に接続する。

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