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株式会社ネオテックは、換気でecoな生活・事業を提案する会社です

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ELシステムHEADLINE

ELシステムの概要説明

ELシステムの解説
ELシステムを簡単に説明すると、CO2(炭酸ガス)センサーと雑ガスセンサーの反応に応じて、送風機や有圧扇等を制御し、環境に応じ適切な換気量を維持する事で、外気負荷抑制を図っています。
更に年間を通して、外気条件(温度:28℃~19℃・相対湿度:65%RH~35%RH)時に、換気量を全稼働させる事で、外気空調として作用させ、エアコンの稼働抑制を果たしています。
法定換気量をベースに置き、この二つの換気作用により換気量に応じた熱エネルギーを算出し、エネルギーの「見える化」を図り、常に適切な換気量を維持しながら、エネルギー削減を果たす事を目的としています。


①制御とエネルギー削減について
a. 換気と熱損失の関係
b. 中間期(夏期も含む)外気空調効果
②ELシステムの構成について
a. 概略構成図
b. センサー構成と用途
c. システム構成系統図
d. 稼働試算(参考)【日稼働集計】
e. 稼働報告(参考)【月間稼働集計】
f. 稼働報告(参考)【月間稼働グラフ】
g. 稼働報告(参考)【月間換気稼働】
③ELシステム概要フローチャート
④実例でわかる!ELシステム


①換気制御とエネルギー削減について

a. 換気と熱損失の関係

エアコンの能力は一般に「空調負荷」と呼ばれる、熱損失量(室内に与える熱)を求め、その合計熱損失により、エアコンの装置能力が決定されます。

室内に影響する負荷の割合は、冷房時と暖房時では、概ね以下の様な比率になりますが、その中でも「外気負荷(換気時に作用する熱負荷)」が、大きな割合を占めています。

この外気負荷は、換気(室内空気を入替える)作用の熱損失ですが、法令に定められた計算式で求めた換気量が必要になり、その換気量を熱損失(外気負荷)に置き換えると、下の円グラフの様な割合になります。
円グラフ_冷房負荷
 円グラフ_暖房負荷
この冷暖房負荷は、もちろん建物によっても違いますが、一例としては上の円グラフで表現出来ます。

換気量に相当する外気負荷は、夏の冷房時では全体の54%を占め、冬の暖房時では62%を占めています。

この様に法令で定められた法定換気量を、連続的に取り入れると当然外気負荷は多くなりますが、仮に換気を全停止すると、外気負荷は隙間風(扉の開閉等)のみなので、確実に外気負荷要素は低下します。

然し外気負荷は減りますが、室内空気汚染は人数に比例するので、呼吸作用によるCO2(炭酸ガス)量は上昇し、更に他の要因(汗や体臭等)で発生する雑ガス濃度も増え、室内の空気汚染は大きくなります。
 外気負荷_人体負荷説明
そこで、空気の汚れの度を測り、汚れ度に応じて自動的に換気扇等を運転させる装置を介する事で、人為操作に頼らない合理的な方法として、室内環境を一定条件内に保ち、同時に外気負荷(熱損失)を抑制させる装置が、「ELシステム」です。
 複数台の換気扇を制御
 換気扇が複数台になると、段階制御が不可欠になり、ELシステムの換気制御が威力を発揮します。

b.中間期(冬期や夏期も含む)の外気空調効果
外気温度温度条件としては、11月~2月迄の冬期モードと、3・4・5・10月の中間期モード、更に6月~9月までの夏期モードに分類されますが、19℃~28℃の温度範囲を外気温度条件として採用します。
この温度範囲は、ほぼエアコンの温度設定範囲と同じ条件になります。

外気の相対湿度については、65~35%RHの範囲(多湿時の不快感を防ぐ)を、外気湿度条件として採用します。

外気温湿度が、この二つの条件範囲内に一定時間以上留まった時点で、外気空調信号をエアコンに伝送し、エアコンを全停止させると同時に、全換気扇を稼働させて換気作用促し室内空気を入替える事で、外気空調(外気冷房)効果が発揮され、同時にエアコンが停止した時間だけ、ガス消費量が削減されます。

但し寒冷地域では中間期間が短く、外気空調効果が余り発揮されない場合も有り、不向きです。


②ELシステムの構成について

a.概略構成図 
 ELシステム_概略構成図


 b.センサー構成と用途
スラブ温度センサー 天井スラブ下面に取付け、天井スラブ面の温度を計測します。
   天井内温度センサー 天井内の温度を計測し、天井内に設けられた換気扇を、設定温度に従い発停させ、輻射熱の放出を行い、特に輻射熱が大きい冷房時には効果を発揮します。
上部温度センサー 上部温度センサーは、主にデータ収集としての役目を持っていますが、この温度情報をELシステムを介し、対流機能の機器と連動させると、温度変化に応じ機器を発停する事も可能です。
差圧センサー 給気用有圧扇に設けられた、フルター出入口の圧力差を計測し、汚れ度の情報信号として利用します。
CO2センサー 外気負荷を抑制させる手段の一つは、CO2濃度を常時監視し、設定値(例えば、900ppm)を超えると、換気扇を順次稼働させ、常にCO2濃度を設定値以下になる様に制御します。
VOCセンサー CO2濃度を抑制しただけでは、換気作用は満足されず、有機溶剤等の雑ガスは、人体に影響を及ぼし、体臭等は違和感を与えます。
この様な雑ガスを感知し、このVOC(雑ガスセンサー)とCO2センサーの値が満足されない限り、換気扇は全停止しません。
温湿度センター 温湿度センサーは、コントロールとは直接関連していませんが、室内温湿度と、外気温湿度、換気量の関係から、換気時のエネルギーが算出されます。
強制痛風百葉箱 屋外温湿度センター  屋外温湿度センサーは、外気温度計測として、屋外に設けられた、強制痛風式百葉箱内に設置され、目的は上記センサーと同様です。


C.システム構成系統図
ELシステム_構成系統図


d.稼働試算(参考)【日稼働集計】
ELシステム_稼働試算(日稼働集計)


e.稼働報告 (参考)【月間稼働集計】
ELシステム_稼働報告(月間稼働集計)


f.稼働報告 (参考) 【月間稼働グラフ】
ELシステム_稼働報告(月間稼働グラフ)


g.稼働報告(参考)【月間換気稼働】
ELシステム_稼働報告(月間換気稼働)

③ELシステム概要フローチャート

ELシステム概要フローチャート</a>
フローチャートをクリックすると、画面が拡大します
   

④実例でわかる!ELシステム

ELシステムを導入頂いている店舗の例(換気扇9組:給気用9台、排気用9台)店舗面積約8,000㎡、小売業、関東南部
集計表をクリックすると、画面が拡大します

ELシステムのQ&A
 
   

まとめ
2020年5月のデータを集計したところ、換気制御の効果が一目でわかる結果が出ました。

2019年8月~2020年4月まで、換気制御による削減効果額が上がっていますが、
2020年5月は、削減効果が見られません。
なぜでしょうか?

正解は…「ELシステムの換気制御を行わなかったから」です。
新型コロナウイルス感染拡大防止対策として、店舗営業時間中、換気扇を最大量動かし続けたのです。
(緊急事態宣言発令中でしたが、店舗は営業を続けていました。)
ELシステムは自動で換気制御を行いますが、手動でも換気扇ごとに運転・停止を選択できます。
また、運転時間等も設定できます。
店舗にあるタッチパネルで操作できますが、VPNを構築することで、ネオテック本社からの遠隔操作も可能です。
<ELシステムの特長>
タッチパネルで現状(稼働状況、リアルタイムの情報(温度、湿度、削減量など))が見える、簡単操作
データはPLC本体のSDカードにCSVデータとして収集。LAN(VPN)を構築すれば、遠隔でのモニタリングや情報収集も可能です。
毎営業日にモニタリングを行い、月ごとに月間稼動報告書を作成します。
毎朝稼動時に、室内のガス濃度を計測します。ローテーション起動を採用し、均等に稼働させ、単体機器の連続運転を抑制します。(まんべんなく稼動させることで、特定の1台に負担をかけることがありません)
人の操作に頼らず、(大型店舗などにおいて、人が常に換気をコントロールするのは困難)
快適な室内環境を保ち、同時に外気負荷を抑制させる装置がELシステムです。
<ELシステムの前提>
第一種換気であること
一定の換気量を保つために、定期的なフィルター清掃またはフィルター交換が必要です