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Oct 11, 2023

ERV を選択するための重要な要素

I ventilatori a recupero di energia (ERV) sono progettati per migliorare i sistemi HVAC

エネルギー回収換気装置 (ERV) は、建物の排気からエネルギーを取り出し、それを屋外の流入空気の事前調整に使用することで、HVAC システムのパフォーマンスを向上させるように設計されています。 この事前調整により、HVAC ユニットの負荷要求が軽減され、エネルギー コストが大幅に削減されます。 ERV を指定する場合、アプリケーションに最適な単位を決定するのに役立ついくつかの要素があります。 機能と性能の特徴は重要ですが、設置、メンテナンス、さらには長期耐久性についての考慮事項も忘れてはなりません。

ERV を設置する主な理由は、建物に新鮮な空気が必要な場合にエネルギーを回収することです。 新鮮な空気が建物内に取り込まれると、空調された空気は建物の気圧を均一にするために屋外に排出されます。 建物から出る空気には、冬には暖かいエネルギー、夏には冷たいエネルギーというエネルギーが含まれています。 ERV は、建物から出る空気からエネルギーの 70% 以上を捕捉し、建物に入る新鮮な空気に変換します。 このエネルギーの回収は、屋上の HVAC ユニットがそれほどハードに動作する必要がないことを意味し、光熱費の削減につながる可能性があります。 ERV が作業負荷を共有するため、屋上のユニットのサイズも小さくすることができます。

ERV はエネルギー節約に加えて、古い空気を新鮮な空気に置き換えることにより CO2 を削減し、室内空気質 (IAQ) を改善します。これにより、居住者の注意力と健康状態が維持されます。 オフィスや学校の環境は通常、稼働率が高く、十分な新鮮な空気を必要とするため、ERV の設置に最適です。 ERV は臭気の消散にも役立ち、冬には屋内に、夏には屋外の湿った空気を保つことで湿度レベルの管理にも役立ちます。

政府の規制と建築要件のパラメーターは、ユニットが空気の動きとエネルギー効率の基準を満たすのに十分な大きさであることを確認するために、初期の ERV のサイジングと仕様を決定するのに役立ちます。 たとえば、ASHRAE 基準 62.1「許容可能な室内空気質のための換気」では、建物内に取り込む必要がある新鮮な空気の量の最低基準が概説されていますが、ASHRAE 基準 90.1「低層住宅を除く建物のエネルギー基準」では、どのような方法で換気を行うかが義務付けられています。建物が消費できるエネルギーの多く。 適切なサイズの ERV は、空気の移動と効率の両方の要件を満たすのに役立ちます。

初期仕様の際に考慮すべき主な要素は、ダクトの配置と、ERV と連携して動作する HVAC ユニットやエア ハンドリング ユニットなどの他の機器の互換性です。 オンライン ERV 計算ツールは、エンジニアが適切な ERV サイズと構成を決定するのに役立ちます。 これらを決定したら、最適な ERV システムを選択するために考慮すべき他の領域がいくつかあります。

ERV の機能設計とパフォーマンスを検討する場合、主に考慮すべき点は制御と内部コンポーネントです。 多くの ERV の内部の主なコンポーネントはエネルギー回収ホイールです。 このホイールは、排気と屋外の空気の流れの間で回転し、一方の流れから熱と湿気を拾い上げて、もう一方の流れに伝達します。 一部の ERV には、屋外条件が最適な場合にエコノマイザー モードでユニットを自動的に停止できるストップ-スタート-ジョグ機能を備えたホイールが含まれています。 さらに、一部のホイールは旋回して空気流から外れるように設計されており、圧力降下がなくなり、ERV がエコノマイザー モードになります。 ホイールは屋外温度と屋内温度を自動的に検出し、それに応じて調整します。

考慮すべきもう 1 つのパフォーマンス要素は、ERV に可変周波数ドライブ (VFD) が装備されているかどうか、または場合によっては複数のドライブが装備されているかどうかです。 VFD は ERV 内の電気モーター (通常はブロワー用) を制御し、モーターの速度を調整して使用するアンペアの数を減らし、それによってエネルギーを節約します。 また、VFD はブロワー モーターの制御を改善し、入ってくる空気の流れをより正確に制御できます。 追加の利点として、静音送風機を使用する ERV を選択すると、周囲の騒音が低減され、屋内環境への影響が少なくなります。

同様に重要なのは、ERV を建物システムの他の部分に結び付ける通信制御です。 現在のほとんどの ERV は、ビル管理システム (BMS) と通信する機能を備えています。 BACnet™ のようなオープンソース プロトコルにより、ERV と BMS の統合が容易になり、機器メーカーが新しい電子ベースの機能を開発する際に、より多くの機能を利用できるようになります。

機能を強化するために、ERV には、圧力、温度、湿度、外気、排気、空気流、フィルターの使用状況を監視するさまざまな電子センサーを装備することができます。 ラスキンのような一部のメーカーは、空間内の CO2 レベルを検出し、それに応じて ERV を調整できるセンサーを提供しており、エネルギーコストをさらに削減し、居住者のために建物環境を最適化します。 さらに、別個に設置された電動吸気ダンパーと効果的に通信できる ERV を選択すると、エアフローを別のレベルで制御して効率を高めることができます。

厳しい気候も ERV の仕様に影響を与える可能性があります。 寒い環境では、予熱システムまたは低周囲キットを使用して、回復モジュールに霜や氷が付着するのを防ぐことができます。 予熱システムを使用する場合、ユニットが予熱システムとホイールの間に十分なスペースを確保し、空気がホイールに当たる前に循環して冷却できるようにすることが重要です。

一部の設計仕様では、教室や会議室の湿度を下げたり、CO2 レベルに対処したりするのに最適な、より小型の屋内ミニ ERV ユニットが必要になる場合があります。 これらのユニットには、可動部品が少ない静的なコア プレートが含まれる場合があるため、屋外モデルとは異なります。 これらの静的コア ユニットでは、エネルギーを伝達するためにホイールが空気流の間を移動する代わりに、空気流が一連のチャネルまたはコア プレートを通って互いに通過します。 これらのプレートまたはチャネルは、その間の空気を加熱または冷却し、エネルギーを伝達します。 静的コア プレートには、金属、プラスチック、さらには紙を使用できます。 ペーパーコアの欠点は、時間の経過とともに劣化し、建物の IAQ を損なう可能性があることです。 耐久性を高めるために、100% ポリマー構造を使用した静的コア プレートを探してください。 一般に、ERV ホイールはこれらの用途にも使用でき、より多くのエネルギーを回収する傾向がありますが、より多くの可動部品が含まれており、追加のメンテナンスが必要になる可能性があります。

ERV は、新築時に設置することも、既存の HVAC システムに後から取り付けることもできます。 設置の難易度は、ERV の種類、ダクトの位置、建物の構成によって異なります。 ERV の通信制御とインターフェースすることにより、設置者は診断テストをすぐに実行して、ユニットが適切に設置され、校正されていることを確認できます。

既存の HVAC システムに後付けする場合は、既存のダクトを利用するように構成できるユニット化 ERV が最適です。 ユニット化された ERV は、多くの場合、エネルギー回収において最もコスト効率の高い製品です。 これらは、パッケージ化されたルーフトップ ユニット (RTU) の吸気セクションに直接取り付けられ、屋根の縁石や追加の屋根貫通部の使用を回避します。 ユニット化された ERV には調整可能な脚が付いており、迅速かつ簡単に設置できます。 さらに、これらのユニット化された ERV には、統合されたビル通信制御装置が装備されていることが多く、既存の HVAC システムとのプラグ アンド プレイの設置が可能です。

ERV の保守は、多くの場合、技術者以外の担当者によって管理されます。 ただし、メンテナンスを容易にする重要な設計要素がいくつかあります。 ヒンジ付きまたは取り外し可能なパネルにより、ユニットのホイールとフィルターに簡単にアクセスできます。 別々の部分に分割されたエネルギー回収ホイールは個別に取り外すことができ、ユニットの掃除が簡単になります。 ホイールを洗浄するためにシャーシ全体を取り外す必要がある場合、メンテナンス時間が長くなる可能性があり、専門の技術者が必要になる場合があります。 より高度なモデルでは、ストップ・スタート・ジョグ機能などの機能により、メンテナンス担当者が遠隔から結露を除去し、ホイールを清掃できるようになります。 耐久性に関しては、疎水性樹脂を含む非セルロースベースの素材で作られたホイールはほぼ無期限に使用できるため、時間と交換コストを節約できます。

より高度なユニットでは、内蔵センサーも予知保全のための ERV パフォーマンスの監視に重要な役割を果たします。 たとえば、ホイール回転センサーは、エネルギー回収ホイールが気流の間で回転し続けることを確認する遠隔方法を提供します。 フィルター汚れセンサーは、フィルターの掃除または交換が必要なときにアラームを発します。 気流の戦略的なポイントに配置された温度センサーと圧力センサーは、さまざまな予知保全機能の基礎として使用できます。

ほとんどの ERV は 20 年以上使用できるように設計されています。 ただし、ユニットがそのマイルストーンを超えるのに役立つ可能性のある構造上の特徴がいくつかあります。 二重壁構造の ERV は耐久性と強化された熱保護を提供するため、動作中のエネルギー損失が少なくなります。 これらの設計特徴は耐久性に加えて、ユニットの静音化にも貢献します。 ERV システムは時間の経過とともに多くの進歩が遂げられ、最新のバージョンでは継続的なメンテナンスをほとんど行わずに非常に信頼性が高くなります。

強風地域の屋外用途の場合は、保護を強化するために、ハリケーン耐性のある屋根縁石を備えた ERV の設置を検討してください。 天然ガス HVAC と組み合わせた場合に発生する可能性のある火花からユニット内の電気部品が保護されていることを確認してください。

ERV は、建物の居住者にとってより健康的な屋内環境を作り出しながら、冷暖房費を大幅に削減できる健全な投資です。 ERV の選択は、ユニットのパフォーマンス、メンテナンス要件、耐久性、寿命を考慮した計算された決定である必要があります。 適切なサイジングと構成に加えて、指定エンジニアは上記の基準を評価して、どの ERV システムがユニットの耐用年数全体にわたって最高の投資収益率と総所有コストを提供するかを決定する必要があります。

発行日: 2018/8/20

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トニー・モフェットは、Ruskin® Rooftop Systems の執行副社長兼ゼネラルマネージャーです。 彼は 2008 年に Ruskin に入社し、HVAC 業界向けの価値重視のエネルギー効率の高い製品の開発と生産を加速する責任を負っています。 これまでの職歴には、Lau Industries での 16 年間の勤務が含まれており、工場の品質マネージャーから販売およびマーケティングのディレクターまで幅広い役職を歴任しました。 トニーはインディアナ大学ブルーミントン校で学士号を取得し、ライト州立大学で MBA を取得しています。