こんにちは。
建物の改修や空調機の改修を行う際、空調機の風量だけを変更し、ダクトを再利用する場合がほとんどである。
風量を変更させるということは、必要な静圧も変わる。
そのため、本来であれば、静圧計算を再度行う必要があるわけだが、既設のダクトが具体的にどのように施工されているかが、わからないことが多い。
既設のダクト図があれば、静圧計算に必要な情報を拾うことが可能かも知れない。
しかし、20年から30年はcadではなかったことも多いため、読み取ることができない図面であることもしばしばある。
そういった状況下でも実は必要静圧を算出する方法はある。
具体的には必要静圧は動圧に比例する。
今回は風量や動圧と必要静圧の関係性について紹介する。
本稿では、風量や動圧、必要静圧について、ある一定の傾向がわかれば十分であるため、以下の条件で計算を行う。
| 今回試算を行う条件 | |
|---|---|
| 風量 | 600m3/h~1,500m3/h(100m3/h刻み) |
| ダクト径 | 200Φ,250Φ,300Φ,350Φ,300×300,350×350 |
風量と静圧の関係
風量と静圧の相関図を以下に示す。
静圧は風量の2乗に比例することがわかる。
またこの傾向は、丸ダクトと角ダクトで特に変わらないことがわかる。
(風量が0のとき、必要静圧が厳密には0にはならないが、下表の近似式より誤差の範囲だろう。)
動圧と静圧の関係
次に、動圧と静圧の相関図を以下に示す。
風量と静圧のときの関係とは異なり、動圧と静圧は比例する関係にあることがわかる。
(風量が0のとき、必要静圧が厳密には0にはならないが、下表の近似式より誤差の範囲だろう。)
風量から動圧の算出方法
風量から動圧の算出方法を以下に紹介する。
動圧は風速の2乗を用いて算出するため、結果として、静圧は風量の2乗といった相関となる。
| 動圧の算定式 |
|---|
| 動圧[Pa] = 空気密度[kg/m3] x 風速[m/s]^2 ÷ 2 |
局部抵抗の傾向
局部抵抗係数は以下の式で示される。
つまり、直管部の抵抗と同様に静圧は風量の2乗に比例し、動圧に比例する関係となる。
| 局部抵抗の算定式 |
|---|
| 局部抵抗[Pa] = 局部抵抗係数 x 動圧[Pa] |
※局部抵抗係数は部材によって異なる。
計算例
以下に計算例としての既設機器とダクト径等の仕様を示す。
風量が5,000CMHで機外静圧が500Pa、ダクト径が600×400の場合における計算を行う。
| 既設機器の計算条件 | ||
|---|---|---|
| 既設空調機仕様 | 空調機風量 | 5,000CMH |
| 空調機機外静圧 | 500Pa | |
| 既設ダクト仕様 | ダクト径 | 600 x 400 |
| 既設仕様の計算値 | 丸ダクト相当サイズ | 533Φ |
| 面風速 | 6.3m/s | |
| 動圧 | 23.8Pa/m | |
上記の既設機器の計算条件を基に、下表に示す空調機風量4,000CMHへ変更した場合の空調機機外静圧を算定する。
空調機更新前後により、静圧の見直し係数は0.63となり、空調機の機外静圧は315Paとなる。
| 更新機器の計算 | ||
|---|---|---|
| 更新空調機の風量 | 空調機風量 | 4,000CMH |
| 計算見直し | 丸ダクト相当サイズ | 533Φ |
| 面風速 | 5.0m/s | |
| 動圧 | 15.0Pa/m | |
| 計算結果 | 静圧見直し係数 | 15.0Pa/m ÷ 23.8Pa/m = 0.63 |
| 空調機機外静圧 | 500Pa x 0.63 = 315Pa | |
まとめ
今回は風量や動圧と必要静圧の関係性について紹介した。
必要静圧は風量の2乗に比例し、動圧に比例する。
これらの関係性がわかれば、空調機を改修し、風量を変更する場合においても、必要静圧を求める事ができるはずである。
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