本研究では、直接外気冷房を導入し寒冷地に立地する大規模データセンターを対象とし、その機器冷却特性の評価と高効率運用方法の提案を行う。既往の研究より各部温度は外気温度の変動に影響し、期間推移を比較できないため、より正確に評価する必要があるとされた。そこで機器冷却モデルを基に作成した機器冷却特性を冷却性能指標として扱い、正確な性能評価を行った。さらに機器冷却特性と消費電力量の関係から、高効率化に向けた運用方法の提案を行う。

本研究では、既報に引続き、コンテナ型データセンターを対象として、実運用時を想定した風向・風速などの外部条件の影響に関して、CFD解析により自然換気時における流入・流出条件のケーススタディをすることで、自然換気の導入効果・可能性について明らかにすることを目的とする。

次世代データセンターの計画において3つの目標を設定した。（1）モジュール化による設計・建設期間の短縮、事業の早期開始。（2）日本データセンター協会ティア3レベルの信頼性の確保。（3）建物一体型空調システムによる外気冷房・搬送動力の低減によるPUE 1.2未満の省エネルギー性能の実現。空調プロセス、および、熱源最適運転制御のシミュレーション、および電気設備損失計算を行い計画目標のPUE1.2の達成が可能であると予測した。

施工段階でのモックアップ実験、実負荷試験を実施し施設性能を確認するとともに、運用中の施設で年間性能検証を実施している。モックアップ試験では空調システムの基本的な動作、定常時・Mode移行時のコールドアイルの温度状況を確認。実負荷試験では冗長機の起動・停止時の温度の安定性、追従性を確認した。年間性能検証では、実測結果を分析、設計性能と比較し、ICT機器稼働率50%程度で、PUE＜1.2となると予想した。

本報では,フリークーリングの水コイルを使用したパッケージ空調機の性能特性を試験し,さらにエネルギー消費量をシミュレーションから間接での外気冷房の活用による省エネルギー性を評価した.その結果,水コイルと直膨コイルの併用運転において,吹出し温度の安定制御と負荷変動に対する追従性を確認した.LCEMツールを活用した年間エネルギーシミュレーションでは,最も省エネルギーとなる運転条件が存在することを確認した.

データセンタ空調の省電力化を図るため、ポンプで冷媒を循環させるポンプサイクルに着目した。本研究では、ポンプサイクルのシミュレーションモデルを構築し、性能特性を評価した。本結果より、ポンプサイクルを導入するうえで必要な設計時の基礎データを得た。

間接外気冷房としてのポンプサイクルの活用は、データセンタにおける空調システムの消費電力を削減する手法の一つである。ポンプサイクルとは、圧縮機よりも大幅に消費電力の小さいポンプで冷媒を搬送する熱搬送技術である。本報では、シミュレーションにより、ポンプサイクルの制御性を検証した。制御パラメータは、冷媒循環量と室外送風機風量である。検証の結果、ポンプサイクルの制御特性を明らかにした。

データセンタ用空調機の屋外熱交換器が汚れると、消費電力が増加するだけでなく故障の原因につながる。これらの問題は熱交換器を洗浄することで解決できるが、熱交換器の汚れ度合が不明確なため、洗浄時期が適切となっていない可能性がある。そこで、我々は過渡状態の運転データを用いた屋外機熱交換器診断に関する研究に着手した。本論文では、ARXモデルにより空調機のシステム同定を実施し、熱交換器の汚れ度合の診断評価を試みた。

前報において、重要機器室を対象に、質点シミュレーションおよびCFDシミュレーション手法を順次構築し、これら手法の空調省エネ評価への適用可能性（実用性）を検討してきた。本報告では、前報で実用性を確認したCFDシミュレーションを用いて、実在機器室（計算機室）空調設備の運用や設備更新の条件を変更した場合の消費電力削減効果を評価する。

本研究は、データセンターにおけるICTを冷却する床吹出空調方式の性能評価を目的としている。前報1)では、床吹出方法のCFD解析と実測検証、サーバー模擬負荷実験による定常状態での温熱環境評価について報告した。本報では、空調機の故障及び停電など部分停止状態におけるCFD解析とサーバー模擬負荷実験による評価について報告する。

空調機ファンへの周波数制御は省エネルギーの観点から一般的に幅広く実施されている。しかし、導入にあたって、既存施設への導入、特に電算センターでのCPU室空調機用へのファン周波数制御は、サーバーへの障害の原因となる高調波電流、放射ノイズ、雑音端子電圧などの問題が切り離せないものとなっており、十分な対策が必要となる。既存電算センターへ導入可能な周波数制御装置の開発について報告を行う。

空調機ファンへの周波数制御は省エネルギーの観点から一般的に幅広く実施されている。しかしながら、電算センターなどのサーバーへの影響が懸念される高調波電流、放射ノイズなどの対策が必要となる。これらの問題に対し、高調波レスの制御機器であるマトリクスコンバータの概要と実験室での実験結果について報告を行う。

電算センターにおいて、空調機ファンの省エネルギーを図るうえで、一般的に幅広く実施されている周波数制御は、インバータの高調波電流、放射ノイズ等による、サーバーへの影響が懸念され、対策が必要となっている。 高調波電流、放射ノイズ等の対策を行ったマトリクスコンバータ盤を現場実機により検証した結果と、マトリクスコンバータ盤を設置したことによる、省エネルギー効果についての報告を行う。

消費電力が急増するデータセンターに対し、本プロジェクトでは抜本的な消費エネルギーの抑制技術で電力70%削減を目指すシステムを提案し効果実証を目指す。ICT機器、空調、電源での消費電力削減の個別手法開発だけでなく連携制御することで総消費電力を最小化する。また耐高温サーバの排熱をオフィス空調に利活用することで消費電力総量の削減を図る。本報ではプロジェクトの概要と新しいシリーズ・アイル構成と空調システムの検証結果について述べる。

データセンターの空調システムについて省エネルギーを図りつつ、より信頼性を向上させるための制御手法や予測手法の技術開発を目的としている。第1報では、省エネルギー手法として外気冷房やフリークーリングを使用し、地域性も加味したその効果について、エネルギーシミュレーションを用いて検討を行った。

既報では,実験室内において,実際の機器配置を模擬して設置した合計160台のサーバ実機を稼働させ,サーバ周囲における気流・温度を詳細測定した結果について報告した。本報では,定常CFDによる再現計算を実施し,実験結果の再現性の確認を行う。また,非定常での気流・温度変動が生じる場合の一例として,空調ファンを停止させた場合の温度変動について,非定常CFDにより再現計算した結果について報告する。

機器メーカー独自で制御されるEHPに対して,外部から制御可能なシステムを導入し,運転効率向上を目的とする高効率運転制御法を開発した.本報では,高効率運転制御法に関するこれまでの課題を改善し,改善制御システムによって冷房・暖房運転時のEHP運転効率向上効果を検証した.また,EHPの運転効率向上の要因を推測し,その確認を行った.

In previous report, we developed a new control method using the external controller which can operate in door units of multiple packaged air-conditioning system (EHP) more efficiently. In this report, we developed a control method for the outdoor-air processing unit which can save energy and keep indoor environment (temperature, relative humidity ratio, and CO2 level) to proper conditions. And we verified its energy-saving performance.

ビル用マルチエアコンの部分負荷特性を考慮して高効率運転への移行を狙いとした「屋外機最適運転省エネ制御」アルゴリズムを構築の上、実建物に適用し省エネ効果の検証を行った。　冬期運転において、1日毎の制御有無の繰返し運転各々22日間の集計結果から約16%の省エネ効果を確認した。

As a representative use of GHPs except the office building, I applied the energy-saving operation using the remote monitoring system in 5 buildings of different uses (a furniture store, a home center, a supermarket, a gym and a bank). It is proved that the energy-saving operation of GHP is effective in various buildings of different uses.

GHP(ガスエンジンヒートポンプ)空調機器の耐用運転時間は約30,000時間と言われており、本学では導入時期から平成27年度以降に更新対象となる機器数が大幅に増加することになる。本報では、GHP空調機器の最適な長期利用計画に資することを目的として、これまで行った一連の研究より得られた知見を報告する。

神戸市中央区にH25年11月に竣工した葺合事務所では、小規模業務ビルにおいて省エネルギー性、快適性、事業継続性を実現する設備システムとして、在室検知技術を活用した空調・照明省エネルギー制御システム、GHP排熱利用デシカント空調システム、電源自立型GHPによる簡易BCPシステムを設計、導入した。 本報では、本建物へ導入したシステムの設計概要について報告する。

本報は個別分散空調システムの東日本大震災前後の使用実態の変化について述べる。室内機の設定温度設定温度は緩和され、運転時間は短縮される傾向にあるが、地域差が大きいことが分かった。震災の影響により室内機の運転時間の短縮や設定温度の緩和し、平均負荷率は減少したことによりCOPが向上するとともに、冷房時の蒸発温度の上昇の影響もあって室外機の平均COPが向上する傾向にあることがわかった。

中小のオフィスビルでは、エネルギー管理システムの導入が遅れている。筆者らは、SaaS型BEMSを用い、既存の中小建物の室内環境悪化を低減するために開発されたアクティブ省エネ空調制御システムを検討している。本方式は、空調の発停制御による空調の稼働時間の削減を行うが、在室者に手動ON/OFFを許容して快適性を担保している。本報では、冬期にアクティブ省エネ空調制御を複数の室内機が設置されている執務室空間に適用した際の実験結果について述べる。

本学施設の空調方式として最も多く導入されているのが個別分散空調機であるが、これまでの調査から機器容量が過大なため運転効率も低い事がわかった。既設機器更新に際して、既設機器に対する運転状態の把握が困難な事から、用途毎（実験室系、研究室・講義室他、事務所系）に容量原単位の上限値を定めて更新することで機器容量の最適化を図っている。本報では本学独自の上限値に基づいた改修結果とその評価について運転データに基づいた分析を行った。

　ビル用マルチ式空調の実運転データを活用した容量再選定手法を考案し,本手法を実建物に適用して容量再選定による設計を行った。また,エネルギー計算により,再容量選定による省エネ効果予測を行った。 　再容量選定を実施することで,対象系統の合計室外機容量を29%低減することができた。また容量再選定更新による年間省エネ効果は22%であり,同容量更新による年間省エネ効果12%より10%大きいという結果を得た。

居住者の温冷感に対応する空調方式としてパーソナル空調方式が挙げられる。 本研究では、パーソナル吹出口の吹出気流の精度検証及びシステムの実運用を目的とした室への影響をCFD解析にて確認し、PMVの算出及びPMV一定制御による温度緩和により温熱環境の把握を行った。 夏期・冬期共に、パーソナル空調システムを導入した室内において、指向性気流を用いた場合は快適な温熱環境を実現できることを確認した。拡散性気流を用いた場合では、気流は下方に到達しにくかった。

本報では前報で報告したタスクアンビエント併用型吹出口の気流性状の把握を目的とした測定結果とタスクアンビエント空調システムの温熱環境、快適性についての調査結果から抽出した技術的課題の解決を行う為に吹出口の形状改良を検討した経緯と実験結果について報告する。実験の結果、タスク開口面積と給気風量のバランスが重要であり、チャンバーボックス内の偏流防止板や風向ガイドが有効であることがわかった。

本研究では、2030年のオフィスを想定した空調システムに関して検討を行う。そのシステムは、置換換気と壁型の放射冷暖房とタスク空調を合わせたものである。本報では、置換換気と壁型の放射冷暖房を合わせたアンビエント空調システムの実験結果を示す。静穏な環境下で温度成層が形成され、居住域を効率的に冷房することができたことを示している。

Experiments of the isothermal task unit by subjective votes and a thermal manikin were carried out. This task unit is mounted a nozzle and a fan on a chair. A nozzle is located behind the neck. The experiments results showed that convective heat transfer of the neck and the arm of thermal manikin was promoted by task unit. A subject shifted his evaluation from neutral to cool by task unit.

機器の高効率化と共に再生可能エネルギー、排熱エネルギーをバランスよく取り入れたシステムとなるよう、昨年度の室内温湿度条件、熱源機の構成を再検討した。 その結果、シミュレーションによる理想値であるが、従来システムに比べ約80%の空調エネルギー削減の見通しを得た。

執務室内の代表的な1スパンを対象とした対流・放射連成解析を用いて、液冷空調システムを構成する室内の冷房装置と液冷熱回収ユニットについて、その方式と能力を変更したケーススタディを行い、仕様を検討した。まず、一連の本研究で設定している設計冷水温度、設計室内温湿度の下で執務者の熱的快適性を適切に確保できると考えられる冷房方式を選定した。続いて、選定した冷房方式を対象に、各装置の能力をパラメータとした感度解析を行った。

液冷空調システムの開発で最も重要な事項の一つは、執務室内のパソコンなどのOA機器および照明器具の排熱を室内へ拡散させず、機器から直接回収・処理することである。本報は、実測や数値解析を元に機器から熱回収を行う液冷熱回収ユニットと液冷熱回収ユニットに冷水を供給する装置を組み込んだワークスペースの仕様検討および製作を行い、その熱的性能の検討を行った結果に関して報告する。

本研究で提案する液冷空調システムは、ワークスペースに散在しているコンピュータなどの発熱機器からの発熱を熱源の付近で液冷熱回収ユニットを用いて冷却する方式で、均一な室内温熱環境の維持することが可能である。本報では、ワークスペース周りに発熱機器、冷却装置がある場合、在室者に及ぼす対流熱伝達と放射熱伝達の変化に対してCRIを用いて検討する。

液冷空調システムの開発に際して、空間分布・時間変動のある負荷に対する室内の温熱環境を評価するために、室内温熱環境寄与率CRIを利用してPMV計算を行なう手法を構築した。その手法により各在室者のPMVの期間計算を行い、従来式空調システムとのPMVの頻度分布の比較を行なった。その結果液冷空調システムでは頻度分布のばらつきが小さくなり、変動する負荷に対して居住域の温熱環境を一定に制御する上で液冷空調システムが効果的であることを示した。

ヒートポンプで同時に生成する低温温水と高温冷水および太陽熱を利用したデシカント空調機の性能を実験により評価した。夏期の湿度高負荷時（20g/kg')と低負荷時（15~16g/kg')の条件での実験で、システムCOPは2.91から3.84の結果が得られた。日射量が800W/m²のときデシカント再生用加熱量の80%が太陽熱で得られた。湿度低負荷時は再生用空気の風量を減らして搬送動力を低減することでより省エネを図ることが可能であることが分かった。

液冷配水システムでは省エネを図るために、低流速で配水している。その場合、ヘッダーからの分岐配管での流量のバラツキが懸念される。床下配管を模擬した配水システムを構築し評価した結果、端末の抵抗系が同一であれば、最長最短経路の流量差は1.7%程度であること確認した。また、1フロア、1ブロック（1スパン領域）、1液冷コンセントの3つのレベルでの漏水検出機構を考案、試験し、目標の漏水流量を検出できたことを確認した。

様々な結露による害の対策としてデシカント空調機が有効であると思われる。また液冷空調システムにおいては天井裏・床下空間の冷水配管等における結露防止が重要であり、従来の空調システムと比較して、液冷空調システムの空調設備機器や建物内の結露リスク評価をする必要がある。本研究では空調システムのモデル化を行った建物内の結露リスク評価、また単一ダクト空調VAV方式とデシカント空調機における空調機内の結露リスク評価を目的としている。

本研究の目的は、45〜60℃の低温再生を意図して開発された吸着材を用いた吸着式冷凍機の基本的性能を明らかにすることである。本稿では、この吸着式冷凍機の試作機を用いた実験による基本性能の調査結果を報告した。温水、冷水の入口温度が高い程、冷却水の入口温度が低い程、冷凍能力、熱COPは共に大きくなる。吸着材熱交換器を増設し、吸着工程、脱着工程の進度を共に考慮した熱交換サイクルを構築すれば、冷凍能力等を大幅に向上させ得る可能性を示した。

現在の空調設備の課題は熱源機が低負荷率で運転されていることである。 この問題を解決すべく熱源機負荷率を高める空調システムとして,冷水カスケード利用システムが注目されている。しかしカスケード利用により送る冷水の温度が上昇しすぎると,冷房能力が減少し空調用に使用できなくなるという課題が挙げられる。そこで空気調和機の室系モデルを作成し冷房に使用できる冷水温度の限界を明らかにし,その時の冷水流量,風量はどのように変化するかを明らかにする。

近年のオフィスビル運用時に行う省エネルギー活動の一環の中で、COOL　BIZの推進により室温設定を28℃として運用する建物が多くなっている。そのような室温設定下では、相対湿度によっては生産性の低下も懸念される。本報は、ヒートパイプと空調機を組み合わせることにより、他のエネルギーを利用しないで除湿再熱が行える空調機についての性能検証及び実測結果を報告する。

第1報では、ヒートパイプ組込除湿再熱外気処理空調機の概要及び試験装置による試験結果について報告した。本報告においては、実際に導入された実建物における夏期の運用実績について、BEMSデータを基に性能検証を行った結果を報告する。

本研究の目的は水熱源ヒートポンプユニットを用いた高効率空調システムの開発にある。本空調システムの1つのユニットとして、低温再生型デシカントロータ搭載の水熱源外気処理ユニットを開発した。本ユニットは冷媒サイクル、水熱源、デシカントロータで構成した。本報ではユニットの特徴と冷媒サイクルを説明し、ユニット性能を実験的に評価した。その結果、本外気処理ユニットは種々の熱源水温での高効率な、優れた除湿能力を確認した。

本研究では、完全密閉人工光型植物工場における省エネ型植物栽培設備の開発を行う。本報では、CFD解析結果と植物栽培実験の結果について報告する。省エネ型栽培設備の内面は反射率99%の反射材に覆われている。天井のファンから給気を行い、栽培設備の長辺側の両側面中央部から排気することによって、設備内の拡散物質濃度分布は比較的均一に制御できる。また、従来の植物栽培棚と比較して、省エネ型栽培設備は半分の電力消費量で植物を栽培することができる。

各種センサーを用いた照明制御やタスク照明の併用、OA機器の省エネ化など、執務者の在不在により、発生する内部負荷の偏在化がすすんでいる状況に鑑み、空調システムにおいても、こうした偏在化対応による省エネルギー推進、室内温熱環境の適正化の検討が必要となる。本研究では、シミュレーションを用いて検討を行う。第一報では、標準的な単一ダクトVAV方式を対象に、内部負荷の偏在化を想定したケーススタディを行い、現状の問題点及び改善対策等の効果に関しての検討結果を報告する。

前報において、在不在消灯制御及びVAV・制気口の風量制御が、熱量偏差についての改善効果が認められたが、室内温度偏差およびエネルギー消費に対する検討も重要である。本報では、ブロックモデルによる温度予測を用いて、室内発熱分布の偏在、在不在消灯制御及びVAV・制気口の風量制御が、室内温度偏差、スパン熱量偏差に与える影響についての検討をおこなう。また、BESTを利用した同制御の導入効果についても検討する。

既報に引き続き、旋回流の強さや圧力損失を小さくすることを目的に改良したタスク空調用床吹出口の気流特性について実験結果の報告である。

複雑形状の空調吹出し口を有する室のCFD解析は計算負荷が増大し実用性に乏しい。そのため計算負荷軽減を目的とした吹出し口のモデリングに関する様々な手法が研究されており、代表的なものに仮想境界面上に気流分布等の境界条件を規定し計算を省略する手法がある。この境界条件の作成に資することを目的に、様々な風量条件に対応出来る吹出し気流性状を表すモデル式を噴流理論を用いて作成し、その性能について検証した。

外気冷房は、一般的に省エネルギー手法として注目を受けている技術であるが、本報では、外気冷房の特徴の一つ、「中間期・冬期に冷水供給する必要がない」ことに着目した。もしも、外気冷房を有効に活用し、冷水温水を同時供給がなくなれば、建物の配管設備を2管式で構築でき、イニシャルコスト削減に大きく寄与できる。そこで、本報では、空調設備を2管式で構築できるかどうか、考え方を整理し分析した。

大空間の某工場において、置換空調よりも電力消費量を削減でき、作業環境も改善できることを目指した新しい空調システムを考案した。本報では、カクテル空調機を活用した風を感じる冷房システム「カクテル・エアーブロー空調」について報告する。