ビル内気圧のチューニングポイント〔其の２〕
全熱交換機（３）

東洋ビル管理株式会社
省エネルギー技術研究室
室長　中　村　　聡

５、給排気バランス
　全熱交換機が省エネ設備となるには、ビル全体としての全熱交換機ならばビル全体の給排気バランスがとれている場合であり、空調区画毎の全熱交換機ならば、その空調区画の給排気バランスがとれている場合であり、1室としての全熱交換機ならば、その1室の給排気バランスがとれている場合である。このような場合ならば全熱交換機を運転しても給排気バランスを崩すこともなく、効果的な省エネ換気となる熱交換ができるだろう。
　例えば、局所式空調により冷暖房中の個室ならばセントラル的な給気も排気もないのであるから、この個室のみで考えれば気圧バランスのとれている室内だと言える。しかし、人がいれば換気をしなければならない。このような室内ならば、給気ファンや排気ファンのどちらかだけの運転よりも、給排気を同時におこない室内の気圧バランスを保ちながら換気ができる全熱交換型換気扇のほうが、省エネ換気ができるだろう。

６、省エネ設備の全熱交換機
　全熱交換機を有効な省エネ設備とするには、ビル内にある全ての全熱交換機を区画毎に気圧バランスをチューニングして、導入外気と排気量が等しくなるようにすることが必要なのだ。導入外気＋侵入外気＝機械排気＋自然排気となっているビルが大半ではあるが、導入外気＝全排気量となるように給排気量をチューニングすることの大切さを理解していただきたい。
　全熱交換機だから省エネになるという固定概念を捨て去ることが、全熱交換機が省エネ設備となる第一歩となるだろう。

７、外気負荷の計算
　では、どのような場合に全熱交換機が有効になるのかを数字を使って説明する。
　全熱交換機からの導入外気を100m3
　全熱交換機からの排気を100 m3
　機械排気＋自然排気を100 m3
　全熱交換機の効率70％
単位時間を無視して空気量だけを上記のように仮定。全熱交換機運転中のビル全体としての外気量と排気量は、カッコ内を全熱交換機として（100 m3－100 m3）－100m3＝－100 m3
ビル内は－100m3の負圧となり100m3の外気が侵入してくる。全熱交換機の効率が70％なので外気負荷が30m3、侵入外気負荷が100m3、外気負荷は合計で30m3＋100m3＝130m3となる。
　次に、全熱交換機の排気ファンを停止させると全熱交換機からの排気が0 m3となるため、（100 m3－0 m3）－100 m3＝0m3
侵入外気が0m3で外気負荷は100m3となり、このほうが熱だけではなく電気の省エネともなる。
　機械排気＋自然排気が50m3と少ない場合では、全熱交換機の排気ファンを停止させると、
（100m3－0m3）－50m3＝50m3となり、50m3の空気が流出するので、これを全熱交換機から排気量を調節して排気すれば（100m3－50m3）－50m3＝0m3
50m3×70％＝35m3の熱回収ができるので、外気負荷は合計で65m3となる。
　この結果をみると、全熱交換器からの排気量を調節して外気侵入を無くすことが、最も省エネになることが分かる。外気負荷を軽減するにはOAを減らすのではなく、EAを調節することが大切だ。

８、CO2濃度
　ビル全体や空調区画毎の全熱交換機の場合はどこか1室のCO2濃度を考慮しなければならない。
　外気導入だけでCO2濃度が下がらないのであれば、排気量を増やしてCO2濃度を下げなければならない場合もあるだろうが、一般的なビルならば適度な外気導入と自然排気の調整だけでCO2濃度は1000PPM以下を保てるはずだ。
　外気導入量を増やしてビル内を正圧にし、気圧を利用して排気するのは勿体ないと思うかもしれないが、冷暖房期間中は僅かな正圧であり、若干の熱ならば捨てるくらいで丁度よいのだ。

ビル内気圧のチューニングポイント〔其の２〕
全熱交換機（２）

東洋ビル管理株式会社
省エネルギー技術研究室
室長　中　村　　聡

3、ビル全体での全熱交換機
　最初にビル全体を1台の全熱交換機で賄っている場合を考えてみたい。このようなビルの場合は外気導入をこの全熱交換機だけでおこなっていることが多いため、給気量と排気量が等しい全熱交換機では、建物内が負圧になり外気が侵入してくるはずだ。ビルには排気ファンが数多く設置されており、ビルに排気がある以上はその排気量と同量の外気が必ずビル内に入ってくるためだ。
　この時に全熱交換機の排気ファンを止めて給気ファンだけを運転すればどうなるだろうか。つまり熱交換せずに外気だけを導入するのである。
　これで建物内の負圧が解消されて、ビル全体としての給排気バランスがとれるのならば、この方が排気ファンを停止できるだけ省エネになるのだ。
　全熱交換機単体で給排気バランスがとれていても、侵入した外気による空調負荷が熱交換量以上になるのならば熱交換する意味はない。ビルに入ってくる外気負荷が、排気ファンを止めた全熱交換機の給気ファンによるものか、外気侵入によるものかの違いだけである。

写真１３　出入口からの外気侵入　

ビルは１階が最も負圧になりやすく、このようなビルならば、（写真―１３）のように開口部面積の広い１階出入口からの外気侵入が最も多く、ドアが開けば外気が勢いよくビル内へ入ってくる。　外気侵入とは窓の隙間や出入口から入ってくる外気のことであり、粉塵的には好ましい空気ではない。それよりも全熱交換機のフィルターを通して入ってくる空気のほうが綺麗だと考えるべきである。空調用の外気取入口はビルの上層部にあることが多いため、１階ほどは粉塵を含んだ外気で
はないはずだ。
　普段は省エネ設備として意識せずに運転している全熱交換機も、省エネ面での使い方と空気環境面での使い方を考えなければならない。動いていれば省エネになり、空気環境が良くなると思うのは早計なのだ。全熱交換機があるビルは、この有効な省エネ設備が増エネ設備となっていないか、一度調べてみてはどうだろうか。

4、増エネ設備の全熱交換機
　全熱交換機の排気ファンは、停止させたほうがよい場合があるということを説明したい。
　全熱交換機の効率は１００％ではないために、全熱交換機の効率が７０％ならば、全熱交換機を運転した場合の外気負荷は３０％となる。侵入外気の外気負荷が１００％ならば、全熱交換機運転時の外気負荷は合わせて１３０％になる。
　全熱交換機の排気ファンだけを停止させれば、熱交換しない外気が入ってくるが、その結果、ビル内が正圧になり侵入外気が無くなるのならば、全熱交換機からの外気導入負荷が１００％となっても、侵入外気による３０％の外気負荷が減ることに
なり、外気負荷は１００％だけで済む。
　排気ファンとローターの電力も不要になるので電気の省エネにもなるのであるから、全熱交換機は電力と熱の増エネ設備だったことになる。
このように全熱交換機の省エネ効果はビル全体の気圧で考えるべきであり、外気と排気のバランス次第では省エネ設備ではなく増エネ設備となる場合もあるということに注意したい。