直膨式とは
エアコンはお部屋毎に、複数の台数を設置する例が多く、室内機の冷却コイルの中で冷媒を蒸発させて、この冷却コイルのフインに、送風機で室内空気を接触させて冷房を行います。
直接冷媒を蒸発させて膨張させるので、これを業界用語で、直膨式と呼んでいます。
チラー方式とは
大きな建物では、大きな冷凍機を使用して大量の水を冷却しておき、循環ポンプを使用して、各お部屋のファンコイルユニットにこの冷水を流して、冷房を行う例が有ります。
ユニットにお湯を流せば、暖房になり、設備工事は大変ですが、保守と管理は楽になります。
これをチラー方式と呼びますが、直膨式に対して、間膨式と呼ぶ言い方も有る様です。
昔の直膨式の冷房では、冷凍機をON-OFFさせておりましたから、空気は冷却されたり、止まったりするので、室内の温度は、その度に大きく変動しておりました。
特に湿度は停止した後に、冷却コイルに付着している水滴が蒸発しますから、停止と同時に、急激に湿度上昇して、冷房運転しているのに、時々、蒸し暑く感じる事が有りました。
恒温恒湿室等、安定した温湿度を得たい場合は、これでは使い物にならないので、やむなく、冷凍機は連続運転させておき、低下した湿度を、加熱ヒーターを使用して精密に加熱して、安定した温度を得るPID方式が主流になりました。室内の空気を冷却して再加熱すると、相対湿度は低下しますから、低下した湿度は、加湿器を焚いて上昇させて保持します。
PID方式は、温湿度の安定性は高いのですが、消費電力がとても大きくなり、加湿器の故障が多発する欠点が有ります。しかし現在でも、PID方式は主流の精密空調方式なのです。
チラー方式の安定性
直膨式で、冷凍機をON-OFFさせて空調していた時代は、温度の制御幅は、±2～3℃程度が限界でした。比熱の高い水は、冷凍機をON-OFFで制御しても、水温の変化は、±0.2℃程度に保たれますので、この冷却水をファンコイルに流して空調すると、冷却水温がとても安定しているので、室内の温度は、±1℃以上の高精度が得られ、湿度も安定します。
昔の精密な恒温恒湿室には、この高価なチラー方式が良く採用されておりましたが、これは、設置費より、高い温湿度の精度と、安定性を最優先に考えた結果です。
チラー方式は、夏季は冷却水の温度を露点温度より少し低めにすれば、除湿量が制御出来ますから、これだけで、そこそこの湿度制御が可能になり、夏季の加湿量は少なくなります。
冬季は水温を高めにすれば、冷却量が減るので、除湿もしなくなり、加湿器の稼働率が下がります。季節により水温を調整すれば、省エネな運転が出来るメリットが有りました。
このチラー方式では、保温された大きな水槽と、冷水の配管、送水ポンプ等が必要になりますから、空調設備が大きくなり、機械室も必要で、設備費用がかなり高額になる装置でした。
チラー方式は、比熱の大きな大量の水を冷却しないと条件が出ないので、移行速度が非常に遅い装置でしたが、逆にこの現象は、水温の安定性は非常に高いので、一定の温湿度で連続運転する高精度の恒温恒湿室には、理想的な空調方式でした。
大手の業者が手掛けたチラー方式の環境試験室ですが、性能的にいろいろな問題が有り、この保守と改造を依頼されて、使い易く、省エネに改造した経験が有ります。
低温低湿迄、運転可能な装置でしたが、冷却コイルをマイナスの温度にしたら、冷却コイルに着霜して、凍結してしまいますので、チラー方式で長時間の低温低湿運転は、絶対に出来ません。凍結した冷却コイルの内には比熱の高い不凍液が残ったままですから、霜取も簡単に出来ません。設定条件を得る為に前日から運転したり、1日かけて霜取りする様な装置で、今考えると、笑ってしまうような性能の環境試験室が、過去には存在していました。
少し前でも、年配の方は、チラー方式は温湿度が極めて安定だから、チラー方式にしてくれないかとの依頼が来るほど、昔は、極めて安定な方式として、定評の有る方式でした。
現在、弊社には、当時のチラー方式よりも精度がはるかに高く、省エネなCSC方式と、DPC方式が有りますので、特に試験室では、チラー方式を採用する理由は全く有りません。
空調装置が小さくなり、精度が高くなり、消費電力が少なく、価格も安くなります。
DPC方式とは
DPC方式はチラー方式と同じで、比熱の大きな水を使用しますから、安定した制御が可能です。チラー方式と異なるのは、空調機の中で冷却水を散水しており、夏季は冷却水で直接冷却と除湿を行います。冬季は冷却水で加湿するので、加湿器の故障が無く、冷却水の全体水量が少ないので、チラー方式と比較すると、省エネで、移行速度も速くなっております。
DPC方式の冷凍機は比例制御ですから、冷却水の温度が非常に安定しており、温湿度の精度は非常に高く、納入実績でも、±0.1℃/±0.1%以上の精度が得られています。
下に表示したチャートは、レンタル室で実際に運転して記録した物です。
このチャートをお見せしますと、現在試験室をお持ちのお客様や、空調に詳しい人ほど、運転条件を変更しても、全くオーバーシュートしていないし、こんな高精度が出せるのは、絶対に有り得ない、これは捏造したチャートではないのかと疑われてしまいます。
そこで弊社の川口工場に、独自に開発したCSC+DCS方式と、DPC方式の空調機を設置して、この2室をショールームとして公開しております。
ここまで見学に来られたお客様は、電力計による省エネ性や、記録計で温湿度の安定性等が目視できますから、性能を疑っていたお客様も、現在自社で使用している他社製の装置と、あまりにも大きな性能差に大変驚かれて、ここで内示を頂いた例は、数多く御座います。
このショールームはいつでもご覧いただけますし、レンタルとしてご利用も可能です。
ご興味のある方は、ホームページの技術資料の中で、CSC方式、DPC方式、温湿度の精度、レンタル室、省エネ性等を、項目別に詳しく説明しておりますので、ぜひ、ご参照下さい。
