【初心者向け】電気室の換気計算 -発熱量から必要な換気量を求める方法-

こんにちは。

普段空調設計を行う際は熱負荷計算から各室の室負荷を計算する。
そのうえで空調容量を求めることが普通だ。
だが特殊な室の場合は発熱量から空調容量や換気風量を求めることがある。

例えば電気室は発熱量から必要な換気量や空調容量を求めることとなる。

比較的温暖な地域かつ大規模な建物では電気室に空調を導入することがほとんどだ。
だが東北や北海道などの寒冷地では換気のみ導入することも多い。

今回は電気室の発熱量から必要な換気量を算定する方法を紹介する。

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発熱量から必要換気量を算定する手順

発熱量から必要換気量を算定する手順を以下に紹介する。

電気室には主に変圧器が設置される。
建築設備設計基準には電気容量毎の発熱量が記載されている。
以下に変圧器容量別の発熱量を紹介する。

変圧器容量[kVA]			20	30	50	75	100	150	200	300	500
発熱量 [kW]	油入	単相	0.4	0.6	0.9	1.2	1.4	2.1	2.6	3.6	5.7
	油入	三相	0.5	0.7	1.1	1.3	1.7	2.4	3.0	4.4	6.6
	モールド	単相	0.5	0.7	1.0	1.3	1.6	2.2	2.7	3.9	6.1
	モールド	三相	0.8	1.0	1.4	1.8	2.1	2.8	3.3	4.5	6.4

※出典：建築設備設計基準

つまり電気設計担当者より変圧器容量を確認できれば発熱量を計算することが可能だ

建築設備設計基準では電気室内の温度は40℃以下になるように必要換気量の計算を行う。
ただし特殊機器などが室内に設置される場合はその旨をあらかじめ加味する必要がある。
(40℃よりもさらに低い温度が機器の可能稼働温度である場合は空調の導入がほぼ必須だ。)

次に必要換気量を算定する。
必要換気量算定式は以下の通りだ。

計算式	必要換気量[CMH] = (発熱量[kW] x 3,600[(kJ/h)/kW]) ÷ (空気密度 x (許容温度[℃] – 設計外気温度[℃]))
	必要換気量[CMH] = (発熱量[kW] x 3,600[(kJ/h)/kW]) ÷ (1.2 x (40[℃] – 設計外気温度[℃]))

※出典：建築設備設計基準

上記説明だけだとわかりづらいかと思うので以下に計算例を紹介する。

変圧器容量は500kVA(モールド、三相)だ。
そのため先ほど紹介した変圧器容量別の発熱量より6.4kWを導き出すことができる。

許容温度は与条件より40℃であることが確認できる。

必要換気量の計算式は以下の通りだ。

計算式	必要換気量[CMH] = (発熱量[kW] x 3,600[(kJ/h)/kW]) ÷ (空気密度 x (許容温度[℃] – 設計外気温度[℃]))
	必要換気量[CMH] = (6.4[kW] x 3,600[(kJ/h)/kW]) ÷ (1.2 x (40[℃] – 35[℃]))
	必要換気量[CMH]=3,840[CMH]

つまり必要な換気量は3,840[CMH]となる。

換気計算ツールは以下のページで紹介しているので興味がある方はご確認頂きたい。