商業用および産業用 HVAC システム設計では、エアハンドリングユニット (AHU)システム全体の心臓部です。建物に適切なサイズの AHU を選択することは、決して「経験則」に基づいた推測ゲームではありません。サイズが大きすぎると、頻繁な起動と停止、エネルギーのスパイク、除湿能力の低下につながります。サイズが小さすぎると、極端な気象条件下で設定温度と湿度を維持できなくなります。

この記事では、AHU エアフロー (CFM) と冷暖房能力をゼロから計算する方法を詳しく分析し、実際のエンジニアリング アプリケーションで回避する必要があるサイジングのトラップを探ります。

1. AHU エアフロー (CFM) の計算方法

CFM (立方フィート/分) は、AHU の空気供給能力を測定する中心的な指標です。さまざまなアプリケーション シナリオ (一般的なオフィス ビルと高清浄度の製薬工場など) では、CFM の計算ロジックは異なります。-最も一般的で基本的な計算方法は、以下に基づいています。1 時間あたりの空気交換量 (ACH).

コアフォーミュラ:

CFM=(長さ × 幅 × 高さ × ACH) / 60

• L × W × H:部屋の体積 (長さ × 幅 × 高さ (フィート))。
• ACH:1 時間あたりの空気の交換量。 ASHRAE の標準的な空気交換はスペースによって異なります (たとえば、一般的なオフィスでは通常 4 ～ 6 回ですが、手術室やクリーンルームでは 15 ～ 20 回以上になる場合もあります)。
• 60:時間を分に変換する定数。

実際の計算例:

天井が 10 フィート、50 フィート × 40 フィートの商業会議室用に AHU のサイズを設定しているとします。設計仕様によれば、このスペースには 1 時間あたり 6 回の換気が必要です (ACH=6)。

1. 体積を計算する:50 × 40 × 10=20,000立方メートルフィート
2. 式を適用します:CFM=(20,000 × 6) / 60
3. 結果：この地域の AHU は少なくとも以下を提供する必要があります。2,000CFM空気の流れのこと。

2. AHUの冷暖房能力の計算方法

気流を知るだけでは十分ではありません。エンジニアは、AHU の熱負荷処理能力を計算する必要があります。通常、BTU/時、トン、または kW で測定されます。全熱は顕熱と潜熱の合計に等しい。

A. 顕熱

顕熱とは、（水分の変化を伴わない）温度変化を引き起こす純粋な熱を指します。式は次のとおりです。

q_s= 1.08 × CFM × ΔT

• q_s:顕熱負荷 (BTU/hr)
• 1.08:標準条件での空気定数 (空気密度と比熱に基づく)
• CFM:気流
• ΔT:室内の設計温度と給気温度の温度差 (°F)

B. 潜熱

潜熱には、空気中の水分の凝縮または蒸発が含まれます。これは、湿度の高い場所や人口密度の高い場所（劇場やホテルのロビーなど）では非常に重要です。{1}

q_l= 4840 × CFM × ΔW

• q_l:潜熱負荷 (BTU/時)
• 4840:潜熱定数
• ΔW:戻り空気と供給空気の絶対湿度差 (水のポンド/乾燥空気のポンド)

総容量=q_s + q_l
(注: 1 トンの冷却量=12,000 BTU/時)

3. AHU のサイジングに影響を与える主な要素

実験室環境では、上記の式は完璧です。しかし、実際の HVAC プロジェクトでは、エンジニアリング チームが上海航空港次の 4 つの動的変数を考慮する必要があることを示唆しています。

• 新鮮な空気 / 補給空気の要件:-屋外の新鮮な空気を導入すると、予冷または予熱のために大量のエネルギーが消費されます。{0}{1}{0}統合するエネルギー回収人工呼吸器 (ERV/HRV)モジュールは冷却コイルの設計負荷を大幅に軽減できます。
• 高度と空気密度:標準的な計算式は海面に基づいています。高地プロジェクトには高度補正係数を適用する必要があります。そうしないと、AHU の実際の容量が損なわれます。-
• フィルター圧力損失:時間の経過とともに、高効率フィルターに塵が蓄積すると、システムの静圧が上昇します。{0}}ファンの出力とモデルの選択では、十分な圧力降下マージンを残す必要があります。
• 建物のエンベロープ:ガラス壁の方向、断熱材の R- 値、屋根の熱反射率は、ΔT の極値を直接変更します。

4. 選択時によくある落とし穴

1. サイズオーバーの罠:エンジニアは多くの場合、各ステップに 10%-20% の安全マージンを追加します。ユニットが大きすぎると冷却が速すぎるため、コンプレッサーのサイクルが短くなり、空間を適切に除湿できなくなります。
2. ファンモーターの熱を無視する:AHU ケース内にあるダイレクト{0}}またはベルト- ファンは熱を発生します。このモーター温度の上昇は、総冷却負荷の計算に考慮する必要があります。