ＮＥＤＯ省エネルギー技術フォーラム 2015 省エネルギー革新技術開発事業/戦略的省エネルギー技術革新プログラム実用化開発＜パーソナル吹出口の開発＞事業実施法人名：空調技研工業(株)、日本設計(株) 、芝浦工業大学研究開発期間：平成２６年９月～平成２８年２月１．研究開発の背景、目的、目標 2 １．１．背景ワークプレイスの空調システムは、室内温度が均一になるよう設計されてきたが、帰社直後の男性営業マンにも、長時間事務作業をしている女性にも、同じ26℃でよいのだろうか？これらヒューマンファクターに応じて制御され、個人の快適性・知的生産性の向上と、さらなる省エネルギーの推進を目指したパーソナル空調の研究開発が期待されている。 26℃ 26 ～28℃ 40～50% 0～0.5～1.0m/s パーソナル吹出口気流を個人ごとに調整最大公約数にあわせた統一的なシステム →個人差にもとづくクレームを減らすことができない帰社直後の営業マンｖｓ冷え性に悩む内勤OLに対応できるシステム →クレーム対応が容易。CoolBiz空調（28℃50％）の快適性も向上１．研究開発の背景、目的、目標１．２．従来の課題、目的、目標＜従来の課題＞気流制御性や汎用性の面で課題が残るため、広く普及するまでにはいたっていないのがパーソナル空調の課題＜目的、目標＞空調システムの基本デバイスである「吹出口」に着目し、複雑な制御のいらない、ファン付のパーソナル吹出口を開発ユーザー満足度90％以上を確保し、設定温度の緩和やワーカー不在時の停止制御、タスクアンビエント照明などの技術と組み合わせ、従来比で約23％の省エネ性を実現するシステムの確立を目標とする 3 １．研究開発の背景、目的、目標 4 １．２．従来の課題、目的、目標下記３点を開発目標とした。 ①快適な気流感･･･座席付近で0.8～1.0m/sを確保 ②静穏性･･･従来同等（NC-40）となるようファン騒音対策 ③汎用性･･･オフィスのシステム天井向けサイズに限定ファン付パーソナル吹出口アンビエント空調 →室温を制御タスク空調 →個人ごとに気流感を形成２．研究開発体制、研究開発内容 5 ２．１．研究開発体制研究開発責任者研究開発責任者空調技研工業株式会社株式会社日本設計・開発試作品の作成・改良・気流実験室での性能実験の実施・オフィスへの試験導入工事の実施・開発試作品の要求仕様の策定・気流実験室での性能評価・オフィスへの試験導入の計画立案共同研究先芝浦工業大学・気流実験室での被験者実験・オフィスへの試験導入による性能評価およびユーザー評価・シミュレーションによる省エネ性評価２．研究開発体制、研究開発内容２．２．研究開発内容（１）パーソナル吹出口の試作ノズルを３Dプリンターで製作し、ファンを汎用品から調達ノズル開口サイズ、DCファンサイズなど複数試作 6 ２．研究開発体制、研究開発内容２．２．研究開発内容（２）気流実験室、残響室での性能検証試作品の気流性状、騒音データを測定し、性能を把握 7 ２．研究開発体制、研究開発内容２．２．研究開発内容（３）気流実験室での被験者実験被験者実験を行い、アンケート、生理量データ測定を実施 8 ２．研究開発体制、研究開発内容２．２．研究開発内容（４）実オフィスへの試験導入に伴うユーザー評価今夏に実オフィスへ導入し、ユーザーアンケートを実施現在、データ集計分析中 9 ３．成果、実績、展望等 10 ３．１．成果汎用性の高いパーソナル吹出口を開発。新築だけでなく、改修・テナント工事での導入も容易。 3.6m×3.6mに 4人まで対応できるモデルを作成 INV ビル用マルチパッケージ VAV VAV EA VAV 200m3/h エアハンドリングユニット VAV OA VAV アンビエント空調アンビエント空調タスク空調 INV パーソナル吹出口温度センサー CO2センサー幅広い空調システムに対応可能タスク空調３．成果、実績、展望等 11 ３．１．成果気流実験により、空調機からの温度・風量変動によらず、十分な気流が確保できることを確認空調機からの風量が200m3/h (定格風量）空調機からの風量が60m3/h (30％給気時）写真1 200m3/h アンビエント気流写真3 60 m3/h アンビエント気流写真2 200m3/h タスク気流写真4 60 m3/h タスク気流いずれの場合も、気流速度は0.8m/s程度、温度は室温とほぼ同等になることを確認３．成果、実績、展望等 12 ３．１．成果 CASE1 吹出１６℃ 室内２６℃ Δｔ＝１０℃ ２００ｍ3/ｈタスクノズル強運転 CASE2 吹出１２℃ 室内２８℃ Δｔ＝１６℃ ６０ｍ3/ｈタスクノズル強運転 CASE3 吹出１２℃ 室内２８℃ Δｔ＝１６℃ ２００ｍ3/ｈタスクノズル強運転一次空気の風量変化に関わらずタスク域の風速は、概ね0.8ｍ/ｓ程度の気流感を得られる。３．成果、実績、展望等 13 ３．１．成果側面から撮影正面から撮影居住域での気流拡散幅は約0.7ｍ程度あり肩幅を覆う気流となっている。３．成果、実績、展望等３．１．成果４方向タスク気流それぞれのタスク気流の到達もバランスされている。 14 ３．成果、実績、展望等 15 ３．１．成果アンビエント気流６０ｍ3/ｈ大温度差VAV制御風量（30％）を想定した60ｍ3/ｈでは天井面に沿わない。アンビエント気流２００ｍ3/ｈ３．成果、実績、展望等 16 ３．１．成果 CASE1 風速分布吹出１６℃ 室内２６℃ Δｔ＝１０℃ ２００ｍ3/ｈ天井高さ３ｍを想定した居住域ＦＬ＋１１００地点にて0.7～0.9m/sの風速が得られた 0.7～0.9ｍ/ｓ３．成果、実績、展望等 17 ３．１．成果 CASE1 温度分布吹出１６℃ 室内２６℃ Δｔ＝１０℃ ２００ｍ3/ｈ居住域ではほぼ室内温度26℃を示しており冷風が局部的に到達することなく拡散されている 26.0～26.5℃ ３．成果、実績、展望等３．１．成果被験者実験によりパーソナル吹出口の有効性を確認 18 ３．成果、実績、展望等 19 ３．１．成果エネルギーシミュレーション（BEST）により省エネ性を試算。クールビズ、在室検知などとの組み合わせることで、汎用手法による省エネビルより、空調の1次エネルギー量を約19％削減できる。 -19％＋クールビズ28℃設定＆VAV全閉制御 80.6% 熱源本体＋タスクアンビエント照明 93.6% 93.9% ＋照明の在室検知制御熱源補機水搬送水搬送空気搬送 100.0% 汎用手法による省エネビル H25省エネ基準 0 200 400 600 800 1000 空調の1次エネルギー消費量[MJ/㎡年] 1200 ３．成果、実績、展望等３．２．実績等学会発表等 2件 2015年度日本建築学会大会 2015年度空気調和衛生工学会来年度も発表を予定 Indoor Air 2016など海外でも学会発表予定 20 ３．成果、実績、展望等３．３．今後の展望事業終了後も継続して自社開発を進め、2018年頃を目指して今回開発した技術を組み込んだパーソナル空調の実用化を進めます。今回開発した技術は、新築ビルだけでなく、改修・リニューアルにも採用可能です。オフィスワーカーが自分で環境をカスタマイズできる、新しいコンセプトの製品・システムです。今後も低コスト化、軽量化をはかり、幅広い普及に努めます。 21 ３．成果、実績、展望等 22 ３．４．原油換算省エネ効果 2020年時点： 760kL/年(累計： 2,280kL ) 2030年時点： 1,425kL/年(累計：14,250kL ) 2020年時点： 301万ｋWh/年(累計：904万ｋWh ) *原油削減量(kL/年） = 消費エネルギーkWh/年 / 3,967kＪ / kL