ASHRAE OR-10-037-2010
コンデンサーフィンの凹みが空調性能に及ぼす影響

規格番号

ASHRAE OR-10-037-2010

制定年

2010

出版団体

ASHRAE - American Society of Heating@ Refrigerating and Air-Conditioning Engineers@ Inc.

範囲

はじめに 家庭用および業務用エアコンの性能は、米国の電力エネルギー消費に大きな影響を与えます。 2004 年に米国の家庭では 2,168 億 kWh の電力が空調に使用され、これは住宅で消費される全電力の 6.4 パーセントに相当します。 2004 年の商業ビルでは、空調用にさらに 1,699 億 kWh の電力が消費されました。 2001 年には、米国内の 8,080 万世帯にエアコンが設置されました。 2003 年には 360 万の商業ビルにエアコンが設置されました。 それらのほとんどは南西部@南大西洋@中西部@および中部大西洋岸の州にありました。 どの地域でもエアコンの数は、人口と気候という 2 つの主な要因に起因すると考えられます。 メーカーは自社製品の性能を厳格な基準に従って評価します。 ただし、設置後の空調機器の性能に影響を与える要因は数多くあります。 現場でよく見られる症状の 1 つは、コンデンサーのフィン内のへこみです。 へこみの原因はさまざまです。 1つは雹による影響です。 他には、風に運ばれた破片@やさまざまなアイテムがフィンにぶつかったときなどがあります。 米国本土の多くの地域では雹が降ります。 ロッキー山脈の東の地域@、特に南西部と中西部の州@が特に発生しやすいです。 これらの地域では、メキシコ湾からの暖かく湿った空気が北からの冷たい空気と衝突し、雹が発生しやすい環境を作り出しています。 図 1 は、ひょうに関するすべての報告の場所を示す米国の地図です。 1981 年から 1990 年までは直径 19.1 mm (インチ) 以上でした。 同じ地図には、エアコンを備えた住宅および商業ビルの数の地理的地域別の内訳が含まれています。 地図@ からは、雹が降る地域にはエアコンの効いた建物が多いことがすぐにわかります。 作物、屋根、自動車、航空機に対する雹の影響は十分に文書化されていますが、空調設備の性能に対する雹の影響についてはあまり理解されていないようです。 著者らが知る限り@特にエアコンに対する雹の影響に関する研究は発表されていません@。 Dooley が報告した関連研究では、時間の経過による汚れが効率と容量に与える影響は最小限であることが示されています。 エアコンの修理やメンテナンスの際にへこみをとかすという一般的な方法以外に、フィンのへこみが性能に及ぼす影響を定量化したデータは公表されていないようです。 雹はエアコンシステムのコンデンサーコイルフィンをへこませることで物理的に変化させます。 通常、@ コンデンサー コイル アセンブリは、銅コイルに取り付けられた、打ち抜きおよびプレスされたアルミニウムのフィンで構成されます。 フィンの間隔は通常、1 インチあたり 8 ～ 20 フィン (1 cm あたり 3.1 ～ 7.9 フィン) の間で変化します。 フィンの薄い断面は、コイル内の冷媒からの熱を伝導し、その熱をコイルを通過する空気に伝達するのに役立ちます@が、これらのフィンは曲がりやすいです。 図2は、ひょうによりフィンが変形した復水器の写真です。 このようにフィンを折り畳むと、空調システムの性能がどの程度低下するかについてはあまり報告されていません。 空調システムの性能に対するフィンのへこみの影響について系統的な研究が行われています。 雹は、凝縮器フィンにさまざまな形状、サイズ、深さの凹みを形成します。 へこみの特性は、衝突するひょう石の特性 (サイズ、硬度、速度)、風に対するコンデンサーの向き、コンデンサーの周囲の遮蔽構造など、多くの変数によって決まります。 この研究は、実際の現場の状況を完全に再現しているわけではなく、実際のより複雑なへこみシナリオを理解するのに役立つように、管理された実験室の状況のみを扱うという範囲に限定されています。 この研究には、へこみのランダムな分布、各へこみの個別のサイズ、フィンが折り重なって特徴づけられるへこみなど、ひょうによって引き起こされるへこみのいくつかの特徴的な側面が組み込まれています。 この研究の限定的な目的は、へこみが空調システムの性能に及ぼす影響を特定し、従来のフィン修理方法でどの程度性能を回復できるかを判断することです。