JP2015124932A - 天井放射パネル能力評価装置及び天井放射パネル能力評価プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
射パネルとして使用することが行われている。敷設
天井面に敷設された天井放射パネルの各種パラメータを予測する天井放射パネル能力評価装置であって、
天井放射パネルの敷設条件として、少なくとも天井裏と居室間の熱収支関係を条件として、居室内空気温度、居室側パネル表面温度、天井裏空気温度、送水入口温度、送水流量、送水出口温度、敷設面積のパラメータのうち、1つまたは2つのパラメータを予測する予測処理を実行することを特徴とする。
予測処理における天井放射パネルの敷設条件は、天井放射パネルと居室間の熱収支関係、天井放射パネルと天井裏間の熱収支関係、天井放射パネルの居室側表面温度と天井裏側
表面温度の関係を含むことを特徴とする。
予測処理は、
天井放射パネルの導水管を通過する水の微小要素に関する温度関係を示す第1の条件式、
天井放射パネルの居室側表面温度と天井裏側表面温度の関係を示す第2の条件式、
天井放射パネルの導水管を通過する水の温度差による除去熱と空気温度の伝熱の熱収支関係を示す第3の条件式、
天井放射パネル、天井裏空気、居室側空気間の熱収支関係を示す第4の条件式、
熱環境評価指数PMVを示す第5の条件式、
天井放射パネルの熱処理量と、室内熱負荷の収支関係を示す第6の条件式を使用してパラメータを予測することを特徴とする。
第4の条件式の熱収支関係は、照明など天井付近に設置された各種機器が天井裏空気に寄与する熱負荷を含むことを特徴とする。
天井面に敷設された天井放射パネルの各種パラメータをコンピュータに予測させる天井放射パネル能力評価プログラムであって、
天井放射パネルの敷設条件として、少なくとも天井裏と居室間の熱収支関係を条件として、居室内空気温度、居室側パネル表面温度、天井裏空気温度、送水入口温度、送水流量、送水出口温度、敷設面積のパラメータのうち、1つまたは2つのパラメータを予測する予測処理を実行可能とすることを特徴とする。
加熱水11を流入、流出させることで暖房設備として機能させることも可能である。
室内負荷L:56W/m2
敷設率Rp:70%
設定温度Ta:26℃
送水流量qw:0.6L/min・m2
Q=L/Rp=80[W/m2]
図4の能力線図から、この必要処理熱量Qを処理するために必要な室温と冷水温度との差(ΔT)を読み取ると、ΔT=9[℃]であることが分かる。
ΔTw=(60×Q)/(ρw×cw×qw)
=(60×80)/(1.0×4184×0.6)
=1.9[℃]
Tw=Ta−ΔT
=26−9
=17[℃]
Tw,in=Tw−0.5×ΔTw
=17−0.5×1.9
≒16.0[℃]
Qw,in:送水流量
Tw,in:送水入口温度
Tw,out:送水出口温度
また、導水管11内のある微小要素ΔSについて以下のパラメータを定義する。
Tw:微小要素ΔSの送水温度
ΔTw:微小要素ΔSを通過する送水の出入口温度差
Tac:天井裏空気温度
Tsc:天井裏側パネル表面温度
Tsr:居室側パネル表面温度
Tar:居室側空気温度
Kc:水と天井裏側パネル表面の熱伝導率
Kr:水と居室側パネル表面の熱伝導率
hc:天井裏熱伝導率
hr:居室側熱伝導率
hrc:天井裏空気と居室空気の熱伝導率
ql↑:照明発熱等の天井裏空気に直接寄与する熱負荷
パネル1の実際の敷設状態を模擬し、精度の高い予測を行うことを可能としている。
ら、以下に示す第2の条件式(2)が導かれる。
、本実施形態では、天井裏空気と居室空気間の熱収支関係を示す熱伝導率をhrcと定義しているため、居室側空気から天井裏空気に移動する熱量qrcは、条件式(4−2)として記述できる。ここで、さらに本実施形態では、照明による発熱等、天井裏空気に直接寄与する熱負荷(熱量)をqs↑として定義しているため、上述した熱量q↑、qrc、ql↑、qslab、は、条件式(4−3)の関係を有する。なお、ql↑は照明発熱等の天井裏空気
に直接寄与する熱負荷(ql↓は照明発熱等の居室側空気に直接寄与する熱負荷)、qslabは、天井裏のスラブ(上面等)からの熱ロスである。この条件式(4−3)に、条件式
(4−1)、(4−2)を代入することで、以下に示す第4の条件式(4)が得られることとなる。
立値として設定し、+側を暖かい側に、−側を寒い側として評価可能な指数であり、以下に示す条件式(5)にて与えられる。この熱環境評価指数PMVが±0.5の範囲内であれば快適な体感環境である。
:気流速度、clo:着衣量、Met:代謝量(何れも固定値)である。
は2つのパラメータを予測する予測処理を実行することを特徴としている。
井放射パネル予測システムは、6つの条件式(1)〜(6)を有するため、図9に示されるパラメータ中、6つまでの未知のパラメータを求めることが可能である。なお、図9中、「IN」は、主な前提条件となる入力パラメータであり、「OUT」は、予測にあたって求められる出力パラメータである。そして「−」は、予測途中の変数として出力されるパラメータである。では、図9に示す、ケース1からケース8について、その予測モデルの実施形態について説明する。
この予測モデルは、要求スペック(必要熱負荷処理能力、快適性指標に基づく室内温熱環境)を前提条件として、天井放射パネル1への送水流量Qw,in(天井放射パネル1に水を供給するポンプの能力)、天井放射パネル1の敷設面積Sを出力(予測)することとしている。前提条件となるパラメータとしては、居室内空気温度Tar、送水入口温度Tw,in、天井裏側に対する照明負荷ql↑、スラブ等からの熱ロスqslab、室内負荷Lを与えて
いる。このケース1では、使用する天井放射パネル1の選定後、各種前提条件を満たすために必要な送水流量Qw,in、敷設面積Sを予測することが可能である。
この予測モデルは、天井放射パネル1の敷設条件から、天井放射パネル1の運用状態を予測するモデルである。敷設条件としては、居室内空気温度Tar、送水入口温度Tw,in、送水流量Qw,in、照明負荷ql↑、上階への熱ロス、敷設面積Sを使用している。また、
出力(予測対象)パラメータとなる天井放射パネル1の運用状態としては、居室側パネル表面温度Tsr、送水出口温度Tw,outを使用している。この予測モデルでは、天井放射パ
ネル1の表面温度と室温から求められる快適性指標の確認、並びに、天井放射パネル1に対して送水を行う熱源能力の確認を行うことが可能である。
この予測モデルは、居室Sa内の温熱環境を固定し、給気方式を変化させることで居室Sa内負荷の変化を予測することを可能としている。そのため、特に、敷設条件中、入力する天井気密性、給気方式を変化させて室内負荷の変化を予測することとしている。
この予測モデルは、居室Sa内の温熱環境、処理能力の条件を固定し、給気方式を変化させることで、必要とさあれる天井放射パネル1の敷設面積の違いを予測することとしている。そのため、特に、敷設条件中、入力する天井気密性、給気方式を変化させて敷設面積Sの変化を予測することとしている。
この予測モデルは、結露限界域での天井放射パネル1の能力を予測することが可能である。居室内温度、湿度から算出される露点温度が居室側パネル表面温度Tsrとして設定される。天井放射パネル1に送水するポンプの能力(送水流量Qw,in)を固定とし、天井放射パネル1の能力となる送水入口温度Tw,inを予測することとしている。
この予測モデルは、各種パラメータを変更することで、居室側パネル表面温度Tsrを予測するモデルである。居室Sa内に居る作業者は、居室内空気温度Tarのみならず、天井放射パネル1から受ける居室側パネル表面温度Tsrによって、心地よさ、悪さを甘受する
ことが分かっている。この予測モデルでは、他の予測モデルなどで決定した各種パラメータを入力として居室側パネル表面温度Tsrを予測することで、居室側パネル表面温度Tsr入力パラメータの妥当性を検討することが可能である。
この予測モデルは、居室内空気温度Tar、居室側パネル表面温度Tsr、送水入口温度Tw,in、天井裏空気温度Tacから送水出口温度Tw,outを予測するモデルである。天井放射
パネル1の構成上、送水出口温度Tw,outの計測が困難な場合がある。このような場合、
この予測モデルを使用することで、送水出口温度Tw,outを予測し、天井放射パネル1の
運転状態を知ることが可能である。
この予測モデルは、天井放射パネル1に対する同じ負荷条件にて、送水温度(送水入口温度Tw,in)を変化させたとき、送水流量Qw,inを予測することで、エネルギーの評価を行うモデルである。
Claims (5)
- 天井面に敷設された天井放射パネルの各種パラメータを予測する天井放射パネル能力評価装置であって、
天井放射パネルの敷設条件として、少なくとも天井裏と居室間の熱収支関係を条件として、居室内空気温度、居室側パネル表面温度、天井裏空気温度、送水入口温度、送水流量、送水出口温度、敷設面積のパラメータのうち、1つまたは2つのパラメータを予測する予測処理を実行することを特徴とする
天井放射パネル能力評価装置。 - 予測処理における天井放射パネルの敷設条件は、天井放射パネルと居室間の熱収支関係、天井放射パネルと天井裏間の熱収支関係、天井放射パネルの居室側表面温度と天井裏側表面温度の関係を含むことを特徴とする
請求項1に記載の天井放射パネル能力評価装置。 - 予測処理は、
天井放射パネルの導水管を通過する水の微小要素に関する温度関係を示す第1の条件式、
天井放射パネルの居室側表面温度と天井裏側表面温度の関係を示す第2の条件式、
天井放射パネルの導水管を通過する水の温度差による除去熱と空気温度の伝熱の熱収支関係を示す第3の条件式、
天井放射パネル、天井裏空気、居室側空気間の熱収支関係を示す第4の条件式、
熱環境評価指数PMVを示す第5の条件式、
天井放射パネルの熱処理量と、室内熱負荷の収支関係を示す第6の条件式を使用してパラメータを予測することを特徴とする
請求項1または請求項2に記載の天井放射パネル能力評価装置。 - 第4の条件式の熱収支関係は、照明など天井付近に設置された各種機器が天井裏空気に寄与する熱負荷を含むことを特徴とする
請求項3に記載の天井放射パネル能力評価装置。 - 天井面に敷設された天井放射パネルの各種パラメータをコンピュータに予測させる天井放射パネル能力評価プログラムであって、
天井放射パネルの敷設条件として、少なくとも天井裏と居室間の熱収支関係を条件として、居室内空気温度、居室側パネル表面温度、天井裏空気温度、送水入口温度、送水流量、送水出口温度、敷設面積のパラメータのうち、1つまたは2つのパラメータを予測する予測処理を実行可能とすることを特徴とする
天井放射パネル能力評価プログラム。
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JP2003207189A (ja) * | 2002-01-18 | 2003-07-25 | Foundation For The Promotion Of Industrial Science | 室内温熱環境設計システム及びその方法 |
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- 2013-12-26 JP JP2013269215A patent/JP6213772B2/ja active Active
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伊藤清,外6名: "ZEBを目指した超高層オフィスビルの天井放射空調システムの冷却能力検証", 清水建設研究報告, vol. 第91号, JPN6017031323, January 2014 (2014-01-01), JP, pages 65 - 72, ISSN: 0003622969 * |
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