天井を「這わせて」省エネルギーで空気を届ける

天井の高い空間は気持ちがいいものです。

他方、広い空間を空調するためには、天井内に空気の通り道であるダクトを張り巡らせ、部屋の奥まで風を運ぶ必要があります。このダクトがとても大きいために、高い天井を実現することが難しくなります。日々、設備エンジニアは、ダクトを最適設計して空間を最大化しつつ快適性を担保しようと努力しています。

「コアンダ空調」は、このダクト自体をなくしてしまおうという発想です。
コアンダ効果と呼ばれる、風が面に吸い寄せられる現象を利用して、ダクトを通さず、平滑な天井面を生かして風を遠くまで飛ばします。しかしこの空調、冷房の弱運転ができません。冷たい空気は重く、風に勢いがないと途中で風が落下して部屋の奥まで届かないのです。弱運転ができないことは省エネルギーの観点からも解決しなければならない大きな課題です。

そこで開発したのが「Air-Soarer」。
風の圧力を利用して、風が出る部分の面積を自動的に調整します。庭に水を撒くホースの先端をつぶすと水が遠くまで届くのと同様で、吹き出す面積が小さくなると弱い風でもスピードが上がり、遠くまで届くという仕組みです。おもりのついた羽が吹出口についていて、強運転では風が開口を押し広げ、弱運転では重りで羽が閉じていきます。
これにより、弱運転を実現することができることになり、年間で83%の送風エネルギーの削減ができるようになりました。

シミュレーションは環境を予測するのに便利な手法です。しかし、コアンダ効果により天井に吸い寄せられた空気がどこではがれて落ちるのかといった詳細部分は、解析事例が少ないことから再現が難しい部分です。その詳細が部屋全体の環境に大きな影響を与えるのではないかと不安もありました。そこで、この挙動を正確に把握するため、実際にモックアップ実験室をつくり、詳細な環境測定を行いました。
重要なのは、実際の空間にいる人はどんな快適感、不快感を得るのか、ということです。座る場所、性別、年齢、さまざまな条件で被験者実験を行い、機器をチューニングしていくことで、快適性の高い空調空間を実現するシステム開発をおこなうことができました。

私たちの開発したAir-Soarerにより、ダクトのない高い天井の空間と省エネルギーを同時に実現することができるようになりました。三菱地所設計の設備設計部では、よりよい空間を実現するアイデアを大切にしながら、細部にこだわり設計を行っています。