ビル管理・ビルメンまとめ

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カテゴリ: 空調・給排気

冷却塔とは
冷却塔とは、その名の通り冷却水を冷やす為の装置です。
例えば吸収式冷温水発生機は動作原理に冷やす工程があり、そこで使われた冷却水は熱を持ってしまいます。そこで屋上にある冷却塔まで配管を繋ぎ、そこで冷やしてからまた吸収式冷温水発生機に循環させて冷却水として再使用します。

冷却塔の仕組み
冷却塔の仕組みは簡単で、気化熱によって水を冷やします。
気化熱とは水が蒸発する時に熱が奪われる現象の事です。
冷却塔まで運ばれた水を送風機(ファン)などで風を当て、蒸発させる事で冷やすという極簡単な仕組みになっています。
蒸発しやすように冷却塔には充填材と呼ばれる水がゆっくり垂れ落ちる構造を採用しており、そこに上から散水し、更に風を当てる事によって蒸発させます。
一般的に冷却塔の水は大気に直接触れるように開放されており、こうした構造を開放型冷却塔と呼びます。
冷却水を大気に触れさせず配管内で冷やす密封式冷却塔というタイプもありますが、こちらは一般的ではありません。冷却水の衛生状態に非常に気を配る必要のある特殊な建築物のみで採用されます。

冷却塔の構造
冷却塔は以下のようなパーツから成り立っています。
それぞれの役割は単純で、簡単な構造をしています。

・散水パイプ・・・これから冷やす冷却水が出てくるところ
・充填材・・・落ちてきた水がゆっくり垂れ落ちる場所
・送風機・・・落ちてきた水に風を当てて蒸発させる装置
・下部水槽・・・落ちてきた水を受けるプールのようなもの
・ブロー装置・・・冷却水に混じった不純物が濃縮しないように適度に排水する装置
・給水装置・・・ブロー装置で排水された水を新たに補給する装置

冷却塔の管理と点検方法
冷却塔は一般的にビルメンが管理する事は少なく、業者任せの事が多いです。
日常で点検するポイントは次のような基本的な事だけになります。
・散水が詰まらず、正常に水が循環しているか
・充填材に詰まりや破れ等の異常がないか
・送風機から異音や異臭が発生していないか
・下部水槽は適正な水位を保っているか
・正常なブローが行われているか
・正常な給水が行われているか。量水器が変な値を出していないか

冷暖房の仕組み
冷房や暖房のような空調の仕組みをご存知でしょうか?
建物内の空調管理はビルメンの基本的な業務の一つです。
空調管理は最もクレームに繋がりやすい分野なので、まずは冷暖房の仕組みについて噛み砕いて解説していきます。

熱交換について
まずは熱交換の意味について解説します。
熱交換とは、その名の通り熱い物と冷たい物が接触した場合に熱が交換される現象の事です。
例えば、冷たい水の入ったコップとお湯の入ったコップをくっつけて並べてみます。するとお湯の入ったコップから冷たいコップに熱が移動し、放っておけば2つのコップはどっちもぬるい温度になります。
同じ事が空気中でも起こります。冷たい水の入ったコップに風を当てれば、コップの水はぬるくなりますが、冷たい風が生まれます。
これを利用して、冷水の入った配管にファンで風を送ると、配管にあたった風が冷たくなって出てきます。これが冷房の原理です。反対に温水の入った配管にファンで風を送ってやれば、温かい風が出てきます。配管の中を通る水を冷水や温水に切り替えるだけで冷暖房の切り替えが可能になります。

冷暖房の基本的な構造
冷暖房は前項で説明したように、配管に風を当てて空気の温度を変えるという簡単な仕組みで出来ています。
これを実行するには次の3つのパーツが必要です。

①熱コイル
②ファン
③フィルター

熱コイルとは、冷温水が運ばれてくる配管を効率的にしたものです。
太い1つの配管に風を当てるだけでは熱交換の効率が悪いため、空気に触れる表面積が増えるように工夫されています。具体的には配管を細くしたものをじぐざぐに並べ、フィンと呼ばれる羽のようなものがつけられています。

次にファンとは、扇風機のような風を送る回転体の事です。
このファンで風を熱コイルに送っていく事で、冷温風を室内に出します。

最後にフィルターは余計な物がファンや熱コイルに絡まないようにする為のものです。長時間使用していれば誇りが熱コイルに詰まって効率が悪くなるため、風の入り口にフィルターを設置して空気をろ過します。

空調機は上記の3つのパーツで成り立っています。
熱コイルに通る温水や冷水は、ボイラーや冷凍機、吸収式冷温水発生機などと呼ばれる機械で一斉に作られ、各フロアのAHUやFCUと呼ばれる空調機に運ばれて利用されます。
家庭で使われているようなパッケージエアコンでは、冷水や温水の代わりに代替フロンなどが利用されています。



セルシウス温度

私達が日常的に気温等で使っている温度の尺度。
1気圧の前提において、氷が解ける温度を0度、水が沸騰する温度を100度と定義している。

ケルビン温度
私達が日常的に使うことがない温度の尺度。
絶対温度とも言う。
原子、分子の熱運動がゼロの状態を0kと定義している。
つまり、マイナスの温度が存在しない。
0k=-273.15度。

湿度
空気中に含まれる水蒸気の量を示す尺度

相対湿度
私達が日常的に天気予報等で使っている湿度の尺度。
単に湿度と言う場合はこの相対湿度を意味する。
水蒸気の上限は温度によって変化し、その含める事ができる上限に対して何%の水蒸気が存在しているかを意味する。

絶対湿度
私達が日常的に使わない湿度の尺度。
水蒸気が空気中に含まれる上限は温度によって変化するが、その変化を考慮せず単純に水の量をグラムで表現したもの

結露
空気中に含まれる水蒸気が水になること。

露点温度
空気を冷却した時に、水蒸気が凝縮して結露し始める温度のこと。

ボイラー
温水を作り出す設備。
作り出した温水を建物内に送って暖房として利用する。

冷凍機
冷水を作り出す設備。
作り出した冷水を建物内に送って冷房として利用する。

吸収式冷温水発生機
温水と冷水を作りだし、切り替えができる設備。
作り出した温水や冷水を建物内に送って冷暖房として利用する。

AHU(エアハンドリングユニット)
送風機、フィルター、コイル、加湿装置などをセットにした空調設備。
エアハン、とも呼ばれる。
ボイラーや冷凍機で作り出された冷温水はここへ送られ、冷温水の入った配管に外気を当て、外気を適した温度に調整して室内に送り出していく。

ファンコイルユニット
送風機、フィルター、コイルなどがセットになった空調設備。
AHUと似ているが、AHUは外気を調整するのに対し、こちらは室内で取り込んだ空気を冷暖させて更に出すだけで、給気能力がない。
通常、窓際に設置されてAHUの補助として利用される。

ダンパー
ダクト内に設けられた風量調節や分岐調整の設備。

防火ダンパー
火災時、ダクトを閉鎖して延焼を防ぐ。




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