HVLS: シンプルなループ - 空気の物理法則をマスターする
HVLS ファンの直径は 7 フィートを超えることが多く、最も一般的なのは 24 フィートで、150 RPM より速く動作することはほとんどありません。効率は速度ではなく、ブレードの設計と基本的な物理学によるものです。
質量流量の原理: 空気は質量を持つ流体です。大きな質量をゆっくりと動かす方が、小さな質量を素早く動かすよりもエネルギー効率が高くなります (Q = ρ * A * V、Q は流量、ρ は密度、A は掃引面積、V は速度)。HVLS ファンの大きな掃引面積 (A) は、低速 (V) でも大きな気流 (Q) を生成します。
成層解消エンジン: 空間内では、暖かい空気が自然に上昇し、蓄熱効果を生み出します。HVLS ファンは、床に当たって放射状に広がり、壁に沿ってゆっくり上昇する下降気流の垂直柱を作り出し、上部に蓄積された熱い空気を分解して温度と湿度を均一にする連続混合ループを形成します。
ベンチュリ効果とコアンダ効果：翼型ブレードは揚力を生み出し、空気を上面から引き上げ、下方に押し下げます。下降する気柱はわずかに加速されます。気流は床面を放射状に広がり、床面を沿うように広がり、広範囲をカバーします。
層流対乱流：HVLSファンは、大規模で比較的層流の構造を生み出します。これにより、高速ファンによって発生する無秩序な渦と気流が最小限に抑えられ、快適な環境が実現します。HVLS
：シンプルなサイクルを超えて - 空気の物理法則をマスターする
HVLSファンの直径は通常7フィート（約2.3メートル、3.8メートル、4.6メートル、さらには7.2メートルも一般的）以上で、回転速度が150 RPMを超えることはほとんどありません。その効率は速度ではなく、ブレードの設計と基本的な物理法則にかかっています。
高度なシミュレーションの威力：ファン効果の解読
特定の空間内での非常に大型でエネルギー効率の高いファンの複雑な 3D 気流パターンを予測するには、数値流体力学 (CFD) シミュレーションが必要です。CorTec の CFD シミュレーション テクノロジー (添付の図 (B1-B4) に表示) に基づく当社の分析により、その秘密が明らかになりました。
図 B1: 主要な空気巻き込みゾーンの図。この画像は、大量の周囲空気が上方および側方からファンの影響領域に引き込まれていることを示しています。図のスケールは、ファンの設置面積が物理的な直径をはるかに超えていることを強調しており、効率的な巻き込みによる高いパフォーマンスを実証しています。
図 B2 および B3: コアの下降気流速度分布に焦点を当てています。これらの視覚化は、ファンから下方に向けられた主要な空気柱の形状、速度分布、および一貫性を示しています。図 B3 は、フロア ジェットの形成を促進し、層流特性を明らかにするコア気流の一貫性を強調しています。
図 B4: ファンの下の特定のポイントにおける定量的な速度データを示します。
中心直下で 3000 m/s: 高い運動量により下降気流が発生します。
徐々に減少 (2.667 m/s、2.333 m/s、2000 m/s、...): 気柱が中心から離れて下部境界層と相互作用するときに横方向に拡大する様子を示します
。周辺部で 1000 m/s から 0.333 m/s: 目標の「そよ風効果」(通常 0.5～2 m/s) が広い範囲で達成され、人体にとって快適で涼しい速度範囲であることを示します。
シミュレートされた境界で 000 m/s: 効果の範囲を確認します。0.333 m/s でも、成層化の解消と涼しさの実感が発生します。
シミュレーションが重要な理由: 設置前の最適化
CFD シミュレーションは単なる学術的なものではありません。これは、具体的なメリットをもたらす重要なエンジニアリング ツールです。
予測パフォーマンス: 購入または設置前に、特定の建物の形状にある特定のファンのモデルの気流パターン、速度、カバー範囲を正確に予測します。
レイアウトの最適化: 施設全体で均一な環境を実現するために、最適なファンの数、正確な位置 (デッド ゾーンを回避する)、取り付け高さ、ブレード ピッチ設定を決定します。
エネルギー効率の検証: 成層化解除の影響をシミュレートして、潜在的な暖房および冷房のエネルギー節約 (通常、HVAC 実行時間の 20 - 40% 削減) を定量化します。
快適性保証: 潜在的な換気の問題や停滞領域を予測して排除し、居住者の快適性と満足度を確保します。気流速度分布が ASHRAE 基準を満たしていることを確認します。
換気強化: 高容量低スラッジ (HVLS) 気流が自然通気口または機械システムとどのように相互作用するかをシミュレートして、全体的な空気交換と汚染物質の除去を改善し、室内空気質 (IAQ) を改善します。
よくある質問: HVLSに関する重要な質問への回答
Q: HVLSファン1台でどれくらいの面積をカバーできますか？
A: カバー範囲は主にファンの直径、取り付け高さ、天井の障害物、そして望ましい風速に依存します。正確な予測には、cortecfanが提供するCFDプロットなどの高度なCFDシミュレーションが不可欠です。一般的な目安としては、直径20～25フィート（約6.4～7.6メートル）のカバー範囲が快適ですが、成層崩壊の影響は直径100フィート（約30メートル）までのエリアにも及ぶ可能性があります。私たちはシミュレーションで、特定のカバー範囲における風速を定量化しました（図B4）。Q
: HVLSファンの最適な取り付け高さはどれくらいですか？
A: 最適な高さは一つではありません。ブレードのクリアランス、天井の構造、そして望ましい地上速度プロファイルによって異なります。これを決定するには、数値流体力学（CFD）解析が最適です。一般的に、20～24フィート（約6.4～7.6メートル）のファンは、地面または最も高い障害物から8～12フィート（約2.4～3.8メートル）の高さに設置されます。取り付け高さを高くすると、一般的にカバー範囲は広くなりますが、床面のピーク風速は低下する可能性があります。
Q: HVLS ファンは実際にどのくらいのエネルギーを節約しますか?
A: エネルギーの節約は、施設 (気候、 HVAC タイプ、天井の高さ、断熱材) によって大きく異なります。ただし、検証済みの HVLS エネルギー モデルと CFD シミュレーションでは、熱成層を減らすことで HVAC のエネルギー消費を 20 ～ 40% 削減できることが一貫して示されています。 24 フィートの HVLS ファンの消費電力は通常 0.5 ～ 1.5 kW のみで、多くの従来の高速ファンを組み合わせた場合よりも低くなります。
Q: HVLS ファンは冬に使用できますか?
A: もちろんです! これが HVLS ファンの主な利点です。 天井付近の暖かい空気を分割して下方に穏やかに混ぜることで、HVLS ファンは HVAC システムの熱負荷を大幅に軽減し、不快な隙間風を作らずに多くの暖房エネルギーを節約できます。
Q: HVLS ファンはうるさいですか?
A: 最新の適切に設計された HVLS ファンは非常に静かで、通常 1 メートルで 45 ～ 55 dBA、普通の人の会話では 60 dBA です。高度なエンジニアリングと CFD で最適化されたブレードの空気力学により、43 dBA の cortecfan などの騒音をさらに低減できます。
結論：快適性、効率性、価値をエンジニアリングする
これらのシミュレーションで可視化された高度な気流科学を理解し活用することで、施設管理者やエンジニアはデータに基づいた意思決定を行い、最適な設置オプションを選択できるようになります。
https://www.cortecfan.com/news-category/cortec-cfd-simulation/ にアクセスして、当社の技術リソースをご覧ください。さらなる科学的な意思決定にお役立ていただけます。
