夏季の空調設備によるオフィスの空調解析

1.　検証概要

オフィスのモデル例を作成し，非圧縮性流体非定常解析ソルバーpimpleFoamを用いて夏季の空調解析を行いました．

空調設備から出る冷風と，部屋全体の空気に対して熱流体解析を行うことで居室の温度分布を予測することができます．それにより，冷風が行き届かず温度が高くなっている箇所の調査が可能です．

今回は作成したモデルに対して熱流体非定常解析を実施しました．

 

2.　モデル・解析条件

作成したオフィスのモデルを図1に示します．モデル内の特徴物は以下の表にある通りです．これらのものは図1にて色分けして表示されています．

 

表：配置物と熱のやりとりの有無の一覧

設置物	空気との熱のやりとりの有無
机	なし
パーティション	なし
本棚	なし
人体	あり
PC	あり
大窓	あり
外気と接している壁	あり
隣室と接している壁	あり

 

また，図2の通り，天井の4箇所に空調設備を配置しました．空調設備の吸気、送風位置は図3の通りです．

 

3.　解析結果

空気の流れと温度の分布を動画で示します．空調設備の送風口部に粒子を配置した粒子追跡と，部屋の温度のカラーマップを併せて表示しています．

 

4.　まとめ

送風による冷暖房は主に空気の流れで熱を運ぶので，風の通らないところは空調の影響を受けにくい状態にあります．

以下の図4に示した位置は，粒子が全く行き届いていないことからも分かる通り，空調設備からの風が通りません．そのために流速が遅く空気が停滞し，冷風の効果が得られず高温となっています．このデスクで働いている人は他の場所よりも温度の高い環境で作業をすることになります．

冷風の通り道にサーキュレーターなどを置くなどして風を通すなどの改善の方法があります．

 

図4：温度の高い箇所