The Society of Heating, 厂 Air-Conditioning Sanitary Sar ユ Engineers of Japan Japar ユ 村上 並木 鍵 冥 3 喜壱 2 量 初期濃度 減衰 換気 2, 巳 9, 辱 空気清浄濺の効果 変 K o 換気 空気欝 淵 2

The Society of Heating, Air-Conditioning Sanitary Engineers of Japan

NII-Electronic Library Service

The 　Soclety 　of _Heatlng

厂

_Alr

−

Condltlonlng _Sarユltary _Englneersof _Japar ユ

空

気

調和

・

衛

生工

学

会

論文集

　 　 　

No

．

　

216

，

　

2015

年

3

月

室

内

濃

度計算

に

よ

る

空気 清 浄機

の

_{導入 効 果予 測}

村　

上

　栄　

造

＊1

並

木

則

和

＊2

鍵　 　直　樹

＊3

　

室

内

環

境

改

善

に おいて

、

換

気 と 空 気 清 浄 機の併 用 を 検 討 す ることが あ る が

、

導

入に あた っ て は

効 果

を

事前

に予

測

し て

装

置 選

定

す るこ と が望ま しい

。

そこ で

、

瞬 時

一

様 拡 散モ デルに よ り室 内

汚 染 物 濃度

を

計 算

し

、

空

気 清浄 機

の ワ ン パ ス

除

去

率 と室 内空 気

の 通

過

回

数

の関

係

か ら

、

換 気

量 に

応

じた 空 気 清 浄 機の

導

入 効 果 を 大 まか に 予

測 す

る

線

図 を

作 成

し た

。

その

結

果

、

計

画 段

階

に おいて 空 気 清 浄 機の必 要 能 力 （清 浄 空 気 供 給 率

、

相 当換 気

回

数 ） を容 易

に

算 出

でき る よ

う

に

な

っ た

。

キ

ー

ワ

ー

ド：空 気清 浄 機

・

効 果 予測 線図

・

相当換気 回 数

・

清 浄 空 気 供 給 率

・

ワンパス 除 去 率

　 は じめ

に

　

室

内

環

境

中 に 揮 発 性 有 機 化 合 物 （

VOC

）

・

臭 気 物 質 1〕_な どのガス

状 物 質や

、

塵 埃

・

カ ビ

な

ど の

粒

子 状

物 質

が

存 在

す る と

、

居 住 者 や 作業 者

に

健 康 障害 を引 き起

こ

す

こと

が あ

る 2｝

_。

_対

_策

_{とし て}

_、

_換

_気による

_汚

_{染 物の}

_{排 除}

_が

_{有 効}

_{である が}

_、

外 気 導 入 に よ り 空 調エ _ネルギ

ー

の

_増

加 を

伴

うた め

、

室 内 空

気 を循 環 処

理

す

る

空 気 清 浄機

の

併

用 を

検

討 す ること が

多

い。

一

_方

_、

_空

_{気 清浄 機 を導 入}

_{し て}

_{も換 気 単独 処 理 と}

_の

_{優 位 性}

_が

感

じ られ ない こと が あ り

、

検討

段

階

に お い て

対 象

空

間

の

換

気

量 に

見 合

っ た 処 理 能 力 を 決 定

_す

る 方

_法

が 求 め られてい る

。

　 本 研 究

では

、

瞬 時

一

様 拡 散

モ

デ

ル に よ り室

内

汚

染

物 濃

度

を 計

算

し3｝4〕

_、

_空

_{気 清 浄機}

_{の ワ ン パ} ス

除

去

率

と室

内空 気

の 通 過 回 数 か ら

、

換 気 量 に 応 じ た 空 気 清

浄 機

の

導

入

効 果

を 大 まか に 予

測 す

る

線

図

（

導

入 効 果 予 測

線

図 ）の作 成 を 試 み た の で

、

その

作 成過 程

と

活 用 例

を

報 告す

る

。

1 ．

空

気清浄

機

の

導 入 効 果

の

定 義

　

空

気 清 浄機

の

導

入

を検 討 す

る

空

間 と し て は

、

室

内

で 汚

染

物 が 連 続 発 生 し

換

気

単

独 に よ る

排 除

が

困難 な 空 間

、

室

内

で

汚 染 物

が

一

時 的

に 発 生 し

換

気 に よる濃 度 減 衰 が 遅い空

間

、

室 内で

汚 染 物

が

一

時

的

に発 生し壁 面 吸

着

に よる濃 度 減 衰 が 見 込 め ない非 居 室の

_{密 閉}

空

間 な

どが

挙 げ られ

る

。

そこで

、

空 気 清 浄機

の

導

入 効 果 予

測線

図 は

、

換 気 下で

汚

染 物 が 定

常

発 生 し て い る空 間に 空

気 清

浄 機 を設 置 す る 場 合 （定 常 発 生 ） と

、

換

気 下で

汚

染 物 が

一

時

的

に

発

生

す

る空

間

に空

気 清 浄 機

を 設

置

す る

場 合 （

一

時

的 発

生

）

、

及

び

汚 染 物

が

一

時 的

に

発

生 す る

密

閉 空 間 に 空 気 清

浄 機

を 設

置す

る

場 合 （

一

時

的発

生 ：

密

閉

）

の

3

条

件で 作 成 す る

。

空 気 清 浄 機の導 入 効 果 は

、

壁 面

吸着

の

影 響

が小 さい

条 件

に お い て

、

換 気

・

空

気清

浄 機の

併

用

効 果

か ら

換 気

の

効果

を

差

し

引

いた

も

の と

定 義す

る

。

　

図

一

1

、

図

一

2

、

図

一

3

に そ れ ぞ れ 定 常 発 生 と

一

時 的

発

生

、

一

_{時 的}

_発

_{生 （}

_密

_閉

_）

_{に お け る 室 内 汚}

_染

_{物 濃}

_度

_{の 変 化 を 示 す}

_。

定常 発

生に お

け

る

空気 清 浄 機

の効 果 は

、

換

気

・

空 気 清 浄 機

併

用 時の

平衡 濃 度

と

初 期 濃 度

との

差

で

あ り

、

空 間

とし ての

効

果 と

一

致

す る

。

一

時

的 発 生 に お ける空 気

清 浄 機

の

効 果

は

、

換 気

・

空 気清 浄機 併

用 t

分

後の

濃 度

と

換

気 t

_分

後の濃 度 と の

_差

とした が

、

（

初期 濃 度 基 準

の

）空 間

とし て の効 果 は

、

改 め て

換 気

に よ る

減 衰

分 を 加 え る必 要 が あ る

。

一

時 的

発

生

（

密

閉

）

にお け る 空 気 清 浄 機の効 果 は

、

空 気 清 浄 機

t

分 後の濃 度 と

初 期

濃 度 との

差

であり

、

空

間

と し て の効 果と

一

致

す る。 ooO 3 　 　 　 　 　 　 2 　 　 　 　 　 　 1 　 　 　 　 　 　 0 『 日 ＼ bo 日

］

［

_臼 Ω

ロ

凵

団 騨 § 課 ゆ

郭

κ 弸 qs2s3 （株 ）朝日工業社 　

SHASE

技 術フ

ェ

ロ

ー

工学 院 大 学

　

正 会

員

東 京 工 業 大 学

　

正 会

員

O；10　　0；20　　0：30　　0：40　　0：50　　1；00 　 　 　 経 過 時 間 ［h ；min ］ 図

一

1

定

常発

生に お

け

る室

内汚染 物 濃度

の

変

化

37

N工 工

一

Electronlc 　Llbrary 　

　

冥

3

　 喜

　 壱

　 量

2 　 辱 1 　

．

変 　 K　o 　 淵0：00　　　0：10　　　0：20　　　0：3D　　　O：40　　　0；50　　　1：00 　 　 　 経i咼時 間　［h：min ］

　

図

一

2

一

時 的発

生 に お け る 室 内

汚

染 物

濃

度の変

化

　

冤 3

　 喜　　

　 碧

　

奮

2 　 遡 　 　 　 　 馨 1 　 胆　　 　 　 Ko 　 鯛　　　0：00　　　0：10　　　0：20　　　0：30　　　0：4D　　　O

：

50　　　1

：

00 　 　 　 経 過 時 間　匚h：min ］ 図

一

3

一

時的

発 生

（

密 閉）

にお

け

る 室 内

汚 染 物濃 度

の

_{変 化}

初 期 濃度 減衰 換気 空 気_{清 浄}濺の効果

　

　　↓　

換気．空 気_欝

2 ．

空 気 清 浄 機

の

導

入

効 果

予 測

線

図 の

作 成 手 順

表

一

1

に 室 内 汚

染

物

濃 度

予 測モ

デ

ル で

使

用

す

る 記

号 を

示

す

。

→

2

，

α 巳α

9

，

α

悉

　 ノ 図

一

4 室 内

濃度

予

測

のた めの フ ロ

ー

_{図 （換 気 ）}

VdCe

＝

（

9Ci

＋

S

−

∠［

JCe

−

9Ce

）

dt

→

’

°

°

_（

₁

_）

Ce

一

_謝

・

〔

・_・

一

i

瀞

コ娩

禦

〕

・

・

（

・

_・

t→ 。。

、

mu

＝

0 （壁 面 吸

着

影 響が

無 視

で きる

場合 ）

で は

Ce

＝

塑

　 　　

9

→

’

”

_（

₃

_）

→ 図

一

5 室

内濃 度

予 測のた めの フロ

ー

_{図 （}

_{換 気}

＋

_{空 気 清浄 機 ）}

VdCe

＝

（

2Ci

＋

S

−

AJ

（］e

− 9Ce−

ij　

2AcCe

_）

dt

”°

_（

4

_）

表

一

1

　

室

内

汚

染 物濃 度

予

測

モ

デ

ル化で

使 用 す

る

記 号

記 号

名 　

称 単 　 位

7

室 内 気積 ［m3 」

9

換気 量

　「

［m

｝

／min _］

ρ

κ 空 気 清 浄 機 1台 当 た りの循 環 風 量

　「

［m

’

／mjn _］ 7 室 内 気積を 基 準 と し た 換 気 回 数 ［h

．

勹

η

c 室 内気 積を基 準とした 空 気 清浄 機の室内空気の通 過 回数 ［h

．

1 ］ α 外 気」_{尸汚染 物 質 濃 度}

　　　　　 「

_［ppm｝

，

_［mg 〆m

“

_］

Co

初 期の室内汚 染 物 質濃 度

　　　　　 「

［ppm ］

，

［mgm り ら 室 内 汚 染 物 質 濃度 ［ppm］

，

［  m3_］ ∫ 汚 染 物 質 の発生速度 匝pm

・

m31m 云n ］

，

［mg〜_{min ］} 澄 室 内表面積 ［m2】 」 汚 染 物 質の壁面

へ

の吸着 速 度 ［m3〆min

・

m2_］ ε 経過 時間 ［min ｝ η 空 気 清 浄機の ワ ンパス除去率 ［

一

ユ ε 空 気 清 浄機の導入 に よ る 汚 染 物の空間 での除 去 率 ［％ ］

Ce＝一一

廻

一一

　 　

9

＋η

2AC

＋ 浸 ノ ・

［

乙

_。

一一

WL

−

−



₉

十_〃

eAC

＋

AJ

〕

即

E

隅

7

幽

_〕

・

_（

・

_）

t→ 。。

、

AJ

≡

O

_（

_{壁 面 吸 着}の影 響が無 視できる場

合 ）

で は Ce

＝＿＿

2

錙

一一

　 　 　

9

＋ η

9AC

…

_（

₆

_）

従

っ て空 気

清 浄機

の

導

入 に よ る 室 内 汚

染

物の

除去 率

E は

、

・

一

・

一

∈

甜

〕

・

陛碧

　　 　

η

9

κ 6；

歹

砺

9

κ

　

2．

1

定

常

発 生 に お け る

室 内

汚

染 物 濃 度

　

図

一

4

、

図

一

5 に汚

染 物

が 定

常 発

生 した 場 合の換 気

、

換

気

・

空 気 清浄 機 併 用 時

の 室 内

濃度

フロ

ー

_{（定 常 発}生） を示

す

。

そ れ ぞ れ 式 （

D

及 び 式 （4_）のマ ス バ ラン ス を

表す

式 が

得

ら れ る

。

式 〔2_）

、

式

（

5

_）

が非

定 常

室 内

物 質濃 度

の計

算

式であ り

、

式

_（

3

_）

、

式

_（

6

_）

が 定 常 室 内 物 質 濃 度の 計 算 式であ る

。

空 気

清 浄機

の ワンパス 除 去 率 qにつ い て

解

くと n

・

＝

　　

E

　

×

−

2

−

　 　 　　 　　 　

9

，c 　 　 　

1

−

E η

＝

　　

f



×

　

T

　 　 　

1

−

E

’

　 　 　

T

”c

…

_（

7

_）

’

”

_（

₈

_）

…

（

9

）

・

・

_（

10

_）

従

っ て ワ ンパ ス除 去 率 ηは

、

式 （

10

）

よ り

換 気

回

数

T

と 空 気 清 浄 機の通

過

回

数

乃cの比 で

表

さ れ る （式 （

9

）は 風 量 比 ）

。

米 国

家

電

製

品 協 会 （

AHAM

）が空 気 清 浄 機の性

能

試

験

法

（

AC

−

1：処 理 対

象

は

粉

じ ん

、

タバ コ

煙

、

花 粉 ）において提 案 し

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−

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室 内 濃 度 計 算による空 気 清 浄 機の導 入 効 果 予 測 て い る

効 果判

定し

き

い

値

Eを

80

％以

上5）_を

_{達成 す}

_{るに は}

_、

式 （

9

）か ら

、

空 気

清浄 機

の清

浄

空 気 供 給 率

CADR

（

＝

空 気 清

浄 機

の ワン パ ス

_除

去 率 η ×

循 環 風

量

2xc

）

が

換

気 量

2

の

4

倍 以 上 必 要 と な る （η

・

　

2

オc

＝

0

．

8

／

0

，

2g

＝

42

）

。

ま た

、

脱 臭

効 果

につ い て は

ウ

ェ

ー

バ

ー ・

フェ ヒナ

ー

の

法 則 （

感 覚

の

大

き さは

刺 激 強度

の対

数

に 比

例 す

る

）

か ら

嗅 覚 閾 値 濃度

以 下 に

低 減

さ

れ

た

場合

を

除 き

、

効果 判 定

し

き

い

値

は

少 な く

と

も

E

≡

90

％ 以 上 が 妥 当 で あ り6）

_、

脱 臭 効 果 を 得 る に は 空 気 清

浄 機

の

清 浄

空

気

供

給 率

CADR

が

換 気

量

2

の

9

倍 以上必 要 と なる （_η

・

eAC

＝

O

．

9

／

0

．

1e

＝

＝

92

）

。

　

図

一

6

に 式

_（

10

）か ら

導

いた

定 常 発

生 時 に お け る 空 気

清 浄

機の

導

入

効 果

予

測

線

図

（

汚

染

物 が 定

常 発

生

、

0

．

5h

’

i 　

ge

_気

、

空 気 清 浄 機 運 転 ） を 示 す

。

空 気 清 浄 機の ワンパス除 去 率η と

室 内

空

気

の通

気

回

数

TAC

の関 係 に よ り

、

空 間 と し ての

導

入

効 果

を 予

測 す

る

線 図

で

あ

る

。

空 気 清 浄機 導

入に よる 室

内

汚 染

物の

除

去 率 E ライン は

清浄

空 気

供 給 率

CADR

が

一

定 値の曲

線

で あ る。 Eラ イン上の ワ ンパス

除

去 率 η

1

．

0

に

対応

す

る 通 過 回

数

　

T

_，σは

相 当換 気

_回

数

_と

な

_る 。例 え

ば

、

E

・

＝

80

％ の

相 当換 気

回

数

は 2

．

Oh

’

1 で

あ

る

、

ま た

、

空気 清 浄 機

の効 果

判 定

の 目

安

とし て

、

粒

子

・

VOC

用に E

＝

80

％

と

脱 臭

用に f

＝

₉₀

_％

_を

_太

い

_{実 践}

で

示

した

。

換 気回数 05h

−

1 → ρ

，

α _γ

_，

_α

₉

，

α ノ → 図

一

7

　

室 内

濃 度

予

測

の た め の フロ

ー

_図

_（

_{換 気 ）}

’

VdCe

　

＝

_（

2CimAJCe−

2Ce

_）

dt

’

”

（

11

）

Ce

一

_轟

・

阮 鑑

物

吽

鯛

…

_〔

₁₂

_・

α＝

0

、

AJ

≡

O

（

_外

気

・

_{壁 面 吸}

着

_の影

_響

_{が 小 さい場 合}

_）

_{で は}

Ce

−

c

… xp

〔

2t

グ

〕

→

…

（

13

）

→ 図

一

8 室 内

濃 度

予

測

の た めのフU

一

図

（

換

気＋空 気 清 浄 機 ）

VdCe

＝

（

gci

−

AJCe

−

9Ce

−

vQAcCe 　

_）

dt

Ce

＝

　

＿＿＿

9

Ω

＿＿＿

　 　 　

9

＋_ny　

eAC

＋

AJ

…

_（

₁₄

_）

・

［

Ce

一

轟

万

〕

岬

騨

癬

』

’

〕

・

（

1

・

_）

凾

_α一 _。

、

AJ

− _。

_（

_外気

と

_鹽

_嚇

_の

_{影 響 撫}

_視

_で

_{き 腸}

_{合 ）}

_は

魎

図

一

6

定常

発 生 に お け る 空 気 清 浄 機の

導

入

効

果 予 測 線 図

　　

（汚 染 物 が 定 常 発 生

、

0

．

5h

二1

換

気

、

空 気

清 浄機

運

転 ）

　

2，

2

　

一

時 的

発

生

に

お

け る

室

内 汚 染

物濃

度

　

図

一

7

_、

図

一

8に

汚 染 物

が

一

時 的

に

発

生した

場 合

の

換 気

、

換 気

・

空 気 清 浄 機 併 用 時の室 内 濃 度フロ

ー

_（

一

時

_的

_{発 生}

_）

を 示

す

。

そ れ ぞ れ

式 （

ll_）及び_{式 （}14_）のマ ス バラン ス を 表

す

式 が

得

られ る

。

式

_（

12

_）

、

式

_（

15

_）

が t

分 後

の

非 定 常室 内物 質 濃度

の

計 算式

で あ り

、

式

（

13

）

、

式 （

16

）が 外 気

・

壁 面 吸

着

の

影 響

を

受

け ない

時

の

計 算 式

であ る

。

・e

−

C

・

・

岬

F

鰯

盛

〕

’

”

（

16

）

従

っ て空

気 清浄 機

の

導

入によ る

室 内汚 染 物

の

除去 率

Eは

、

E

−

・

−

q

卿

F

騨

些

円

・

c

・… p

　

［

S

’

コ

・

・

（

17

） E

−

・

一

・ ・p

〔

コ

解

〕

空気 清 浄 機

の ワ ンパ ス

除 去 率

ηについて

解

く と …

コ

｝

・

〔

警

c

〕

＝

OP

．

L

＝

．

L

） 〃

＝

　 　 　 　 　

t

’

TAC

…

_（

₁₈

_）

゜

”

_（

19

_）

’

”

_（

₂₀

_） 従っ て

濃 度

減 衰 t分 後の ワ ン パ ス 除 去 率7は

、

式

_（

20

_）

より 経 過 時

間

tと空 気

清 浄 機

の通

過

回

数

ηcの

積

に 反 比 例 す る。

39

N工 工

一

Electronlc 　Llbrary 　

濃 度減 衰

t

分 後 に おいて

、

米 国

家

電

製

品

協

会 （

AHAM

）

が 空 気 清 浄 機の性 能 試 験 法 （AC

− D

にて提 案 し ている 効 果

判 定

し

き

い

値

E

を

80

％

以 上5｝

を達 成 す

る に は

式 （

19

）

か

ら空

気

清 浄機

の

清 浄

空 気

供 給

率

CADR

が 室 内 気

積

V

の

1

．

61

／ t 倍 以 上 必 要 と な る

（

ny

・

2．

gc ＝

−

ln

（

0

，

2）

・

V

／

t≒

1

．

617

／

t

）

。

　

図

一・

9_{に 式 （}20

_）

か ら

導

いた

一・

時 的

発生 に お け る 空

気 清 浄

機

の

導

入

効 果

予

測 線 図 （

汚染 物

が

一

時 的

発 生

、

05h11

換 気

、

空 気 清浄 機

運

転

30

分 ）を示 す

。

空 気 清 浄機

の ワ ン パス

除

去

率

ηと 室 内 空 気の 通気回

数

TAC

の

関

係により

、

空

間

とし て の

導入 効 果

を

予測 す

る

線 図

であ る

。

空

気 清 浄 機 導

入 に よ る 室 内 汚 染 物の除 去 率 f ラ インは 清 浄 空 気 供 給 率

CADR

が

一

_定

_値の曲

_線

_{で あ る}

_。

_{E ラ イン上の ワン パ ス}

_除

_去

_率

_vl

_．

_O

に

対応 す

る 通過 回

数 勾

c は

相

当

換

気回

数

と なる

。

例 え ば

、

f

＝

80

％

の

相 当換 気 回数

は

3

．

2h

’

1 であ る

。

ま た

、

空 気

清 浄

機

の

効 果 判

定の 目

安

とし て

、

粒子

・

VOC

用に E

＝

80

％ と脱

臭

用に f

＝

90

％ を 太い 実 践で示 した

。

30

分処 理 後

一

一

60

・

上n（1

一

δ） 鼠 η

一

f

・

『

堅

髦 　

LOTo

，

9

一

毳

「

0

．

8

癬

粥

　

0

・

7

趣



₀

_．

₆

夢

丶　

0

．

5

丶 昏　

0

．

4e

邂

　

0

・

3

盤

・ ・

脈

　0

．

1

馴

　

0．

0

　、

　．

“

一

＼ 8

、

房 o

、

o

哥

、

O

　　

l

　　　　　　

3

　　

4

　　

5

　　

6

　　

7

　　

8

　　

9

　　／

0

ε

8000

の

黥

換

気回数 _{室 内 空 気の黼}

_騰

恥

［

h

−

1

］

區

國

VdCe

＝

（

一

／4JCe）

dt

∴

（

21

）

・e

−

・_・e・

p

［

一

_AJt

　

7

〕

　 　 　 　

…

（

22

）

AJ

＝

0

（壁 面 吸 着の影 響 が

無 視

で き る 場

合 ）

で は

Ce

＝

Co

”°

_（

23

_）

図

一

11 室 内

濃 度

予

測

の た め の フロ

ー

図 （密

閉

一

空 気

清 浄

機 ）

VdCe

　

＝

i_（

−

AJCe

一

η　

eAcCe

_）

dt

”°

（

24

）

図

一

9

一

時 的 発 生 に お け る 空 気 清 浄 機の

導

入 効 果 予 測

線

図

　

（汚

染

物 が

一

時 的

発 生

、

0．

5h

’

iit

気

、

空

気 清 浄機

運

転

30

分 ）

・e

−

・・exp 　

［

二

學

4

〕

　 　

’

”

（

・・

）

AJ

＝

0 （壁 面 吸 着の影 響が

無視

できる場

合 〉

で は

Ce

−

・・

呵

二

準

剄

　 　 　 　

…

（・・）

従

っ て空 気 清 浄 機 導 入によ る 室 内 汚 染 物の除 去 効 率E は

、

・

−

1

−

・・exp

〔

二

梺

己

コ

…

・

−

1

一

_岬

〔

ニ

ー

za2AC∠

＿

　 　 　v

〕

空 気

清 浄機

の ワ ン パス除 去 率 mにつ いて解 く と ・

一

二

里

評

・

〔

劉

一

₆₀

・

_ln

　1

−

　E ワ

＝

_t

’

_TAC

凾

噛

’

_（

₂₇

_）

…

_（

₂₈

_）

’

”

（

29

）

”匿

_（30_）

　

2

．

3

　

一

時

的 発 生 （密 閉 ）にお け る 室 内 汚 染 物 濃 度

　

図

一

10

、

図

一

11 に 密 閉 空 間 で 汚

染

物が

一

時 的

に発生 し た 場 合の空 気 清 浄 機 運

転 前

後の

室 内濃 度

フロ

ー

（

一

時的 発

生 ：密 閉 ） を 示 す

。

そ れ ぞ れ 式

_（

21

_）

及び式

_（

24

_）

のマ ス バ ラ ン スを

表す

式 が

得

られ る

。

式

_（

22

）

、

式

_（

25

）

がt分 後の 非 定 常 室 内

物 質濃

度の計

算

式で あ り

、

式 （

23

）

、

式 （26_）が壁 面 吸

着

の

影

響 を 受 け ない

時

の

計算 式

で

あ

る

。

図

一

10

　

室 内

濃

度予測のた めの フ ロ

ー

_{図 （密 閉}

一

_{無 処}理）

従

っ て

、

濃 度 減 衰

t

分 後

の ワンパス

除

去 率 ηは

、

式 （

30

）よ り経 過 時 間 tと空 気 清 浄 機の通 過 回

数

TAC

の

積

に反比

例 す

る

。

濃

度 減

衰 t分 後に お い て

、

米

国

家

電

製

品

協

会 （

AHAM

） が空

気 清 浄機

の性 能 試 験 法 （

AC

−

1

） にて提 案 して い る 効

果 判

定しきい

値

（室 内 汚 染 物の除 去 効 率

）

f を

80

％

以 上5） を 達 成 す る に は

、

式

（

19

）か ら

、

空 気 清 浄機

の

清 浄

空

気 供 給

率CADR が 室 内気

積

γの

1

．

61

／

t

倍

以上必要 と なる（η

・

2

浸c

≡−

_ln

_（

₀

_．

₂

_）

・

_V

_／

　

t≒

1

．

61

_厂／／

　

t）。

　

図

一

12 に 式 （

30

）か ら

導

いた

一

時 的

発 生

（

密 閉）

にお

け

る

空気 清 浄機

の

導

入

効 果

予

測 線

図 （汚 染 物 が

一

時 的 発 生

、

換

気 なし

、

空 気 清 浄 機 運 転

30

分 ） を示 す

。

空 気 清 浄

機

の ワ ン パ ス 除去率ηと室内 空 気の通 過 回

数 乃

c の

関

係によ り

、

空 間 と し ての

導

入

効

果 を 予

測す

る

線 図

である

，

空

気清 浄 機 導

入 に よ る室 内 汚 染 物の除 去 率 E ラ インは

清 浄 空 気 供 給 率

CADR

が

一

定 値の 曲

線

であ る

。

　 Eライ ン上の ワ ン パ ス除 去

The Society of Heating, Air-Conditioning Sanitary Engineers of Japan

NII-Electronic Library Service

The 　Soclety 　of _Heatlng

厂

_Alr

−

Condltlonlng _Sarユltary _Englneersof _Japar ユ

室 内 濃 度 計 算による空気 清 浄 機の導 入 効 果 予 測

率

vl

．

0

に 対 応 す る 通 過 回 数

TAC

は

相 当換 気

回

数

と

な

る

。

例

え ば

、

6

；

80

％の

相

当

換 気

回

数

は

32h

−

i で

あ

る

。

ま

た

、

空

気 清 浄 機

の

_{効 果 判}

定の 目安 とし て

、

粒 子

・

VOC

用

に E

＝

80

％ と脱 臭 用 に f

＝90

％

を

太

い

実 践

で 示し

た

。

30分 処 理 後

．

．

_一

一

6G

・

l　l

一

ε η

一

_f

・

₇

・

…

_．

．

．

．

1 …

丶

0 1 　 　

1

．

OTo

．

9

；

軌

8

恥

・

謹



₀

_．

₆

奨

。 ， 誌 昏　

0

．

4e

韲

0

・

3

姫

・

恢

　

0．1

矧

　 　

0．0

、

_一

90％ 々 o0

一

80％

． 、

髴

．

、

旨

．

登 _i

．

0

　　

1

　　　　　

3

　　

4

　　

5

　　

6

　　

7

　　

8

　　

9

　　

10

ざ

80

％の

鼎

換 矩 数 _室

_{内 空 気}

_の

_颶

_{回 数}

_恥

_［

_岡

　

図

一

12

一

時 的

発

生 （

密 閉）

に お け る

空 気 清浄 機

　 　 　 　 　

の

導

入 効 果 予

測 線

図

（

汚染 物

が

一

時 的発

生

、

換

気 なし

、

空 気

清 浄

機 運 転

30

分

）

3 ．

空 気

清浄機

の

導

入

効 果

予

測 線

図 の

活

用

例

　

3．1

　 定 常発

生

時

の

場 合

　

空 気

清 浄 機

の

導

入

効

果 予 測

線

図 を 活 用 す る と

換 気 量

に

適

し た 空

気 清 浄 機

の 必 要

能 力 を容 易

に

算 出

で

き

る

。

そこ で

長

谷 川 らが厳

密

に

行

っ た

単体

ガス

_{成 分 （}

ホル ム ア ルデヒ ド：

HCHO

）

に

対

す る

家 庭

用 空 気

清 浄 機

の性 能 評 価 試 験 結 果7） を利 用 して

、

空 気 清 浄 機の必 要

能

力 を

算

出

す

る 手

順 を紹 介

す る

。

長 谷 川 らは

O

．

5h

−

ide

気

の チ ャ ンバ

_（

V

；

14m3

_）

に お い て

、

定

常 発

生し て い る

HCHO

をワ ンパ ス除 去 率 η

O

．

36

（

2Ac

＝

115

．

6

　m31h

、

　

HCHO

≒

0

．

2ppm

）

の 空

気 清 浄 機

（

TAC

＝

115

．

6

÷

14

＝

8

．

3

　

h

’

1

＞

で

処

理 し

、

空

間での

除

去

率

E

＝

82

％ （

図

読

取 り：

0

，

22ppm

→

0

．

04ppm

に低下）を示 し て い る

。

この時の空 気

清 浄機

のワンパ ス除 去 率 vO

．

36

と 通 過 回 数

TAC8

．

3

　

h’

1を 図

一

13 に プロ _{ッ ト}した

。

その

結 果

、

空 間

で の

除

去

率

E

＝

85

％ （

図

一

13 の

◎ ）

は

長 谷川

らの

実測 値

E

；

82

％

と

概

ね

一

致

し て おり

、

導

入

効

果 予 測 線 図 が 空 気 清 浄 機 の 選 定 に

利

用で き ること が 示 唆 され た。 次 にこ の空 気 清 浄 機 を

1．

O

　

h

−

1

_{換 気}

下 に おいて

HCHO

　

O

．

22ppm

で

平 衡

し て い る チャ ン バ に設 置 し

、

先 程

と同

様

に空

間

で の

除

去

率

6

＝

82

％

を

得

るた めに必 要 な 空 気 清 浄 機の 処 理 能 力 増 設 分 を 導 入 効

果

予

測 線

図 か ら求 め る 方 法 を 示 す

。

図

一

14 に

1

．

Oh

’

T

換 気

下

（

初 期

HCHO は

0

，

5

　

h

−

1

_{換 気 下}

_と

_同

_じ

_{平衡 濃 度}

_{と す る た め}

、

発 生 量は

2

倍 ）

に

設 置

した 場

合

の 空 気

清 浄機

の

効 果

予

測 を

示

す

。

05h

二1

換 気

下の

空

間で の

除

去

率

E

＝

85

％

は

約

75

％

ま で

低 下

した

（

図

一

14 の◎ ）

。

O

．

5

　

h

’

1

_換

_{気 下 と 同 等の効 果}

_（

_E

＝

₈₅

_{％ ）}

を

得

るに は

、

HCHO

発 生 量 増 加 分 に 応 じ て

 

当

該

空 気

清 浄機

を2台 設

置

し て通 過 回 数 TACを

2

倍に

す

る

、

ま た は

 

ワン パ ス

除 去 率

_〃

を

2

倍

に

高

めて

対応

で

き

る

ζ

と が

導

入 効 果 予 測

線

図か ら

容 易

に

判 断

できる

（

図

一

14 の

 

。

　 1

．

0

工

。

．

9 魯 0

．

8

癬

o

．

7

謹

o

．

65 。

．

5

弐

岱

　

0

・

490

．

3

牽

o

．

2

取

o

・

1 　 0

．

0 換 気 回数 05h

−］

國

區

012345678910

　　　　　　　

室

内

空

気

の通

過

回

数



TAC

［

h −

1

_］

図

一

13

定 常 発 生 に お け る 空 気 清 浄 機の

導

入 効 果 予 測

線

図

　　

（

汚 染 物

が 定

常発

生

、

0

．

5h

’

iec_気

_、

_{空 気}

清 浄機

運 転

）

　 　1

，

0T

一

_〇

_．

9 換気 回数 10h

−

1 肥 留 嵋 価 脳 昭 怩 ω   魯

　

癬

粥

饉

K

て

入 瓜

e

韲

艇

煙 恢 創

國

國

02468101214161820 室

内

空 気の通 過 回 数

　

TAC ［

h

−

1］ 図

一

14

定 常

発

生

に お け る

空気 清 浄 機

の

導

入

効

果 予

測 線

図

　 　 （

汚

染

物 が

定常

発

生

、

1

．

Oh

．

1

_{換 気}

_、

_{空 気 清浄 機}

_運

_{転 〉}

　

3．

2

　

一

時

的

発

生の

場 合

　JEM1467

（

家

庭 用 空 気 清 浄 機 ）の集 じ ん 性 能 試

験

で示

さ

れている 清 浄 時 間 目

安

一

覧

表 8）を

利

用し て

、

空

気 清

浄

機

の

導

入

効果

予

測 線 図

の

適 用

の可

能 性

を

調

査した

。

清 浄

時

間

目 安

一

覧 表では

、

12

畳の 空 間

（

容積

475m3

）

に おい て

濃 度減

衰 法 （自然 換 気

回

数

T

』

1

．

Oh

’

1

、

_{相 当換 気 回数}

3

．

3

　

h

’

i←

_集

_じ

41

N工 工

一

Electronlc 　Llbrary 　

ん

能

力2

．

57m31min ×60min ！h÷47

．

5　m3 ＞ に よ り

、

粉

じ ん

濃 度

L25mg

〆m3 が

30

分

で

0

．

15

　mgtm3 に

達 す

る

結

果

（

除

去 率 E

；

88

％ ）

を示 し て い る

。

こ の

時

の空

気 清 浄 機

の

相

当

換 気

回

数

3

．

3

　

h

’

i_{と 自然 換 気 回 数}

L

 

h

’

1_を図

一

_{15 にプ}ロ ッ トした

。

そ の

結

_果

、

初

期

濃 度 基

準 と す る 空 間 での効 果 は 空

気

清 浄 機の

効果 （

相 当換気 回数

3

．

3h

’

i

）

に

自然 換 気

回

数

1

，

0h

．

1

を

加 え た

4

．

3

　

h

’

i_に

_対

_応

_す

_る

88

_％

_（

_図

一

_{15 の}

_{◎ ）}

_{と なり}

、

JEMI467

除

去

率

E

＝

88

％

と

一

致

した

。

こ の よ

う

に空

気 清 浄機

の

_{導 入}

効

果 を

線

図 か ら容 易 に 判 断 で き る。

0

　 　

9L

　 α

　

［

1

］

876543210

q

　 　 ∩

W

　

q

　 　 α 　 　 α 　

　

α 　 　 α 　 　 α 　 　 α 魯

碍

粥

鍾

K

て

λ 隊

e

羅

馳

煙

取

剥

自然 換気回数7判 30分処 理後

＿

−

60

・

1n

　

1

一

ε）

＝

88％ 　ワ

ー

_f

・

_7T

．

蒔 髦

、

ぐ 醐

口

0 覧

、

、

33

_梱

Il 　 I ［

國

區

012345678910 室 内 空

気

の

通 過 回数

TAC 　

［

h−

1

］

図

一

15

一

時 的

発

生にお ける空 気

清 浄機

の

導

入

効 果

予

測 線 図

（

汚 染 物

が

一

時 的

発 生

、

0

、

5h

’

1

換

気

、

空 気

清 浄 機

運

転

30

分 ）

　

3

．

3

　

一

時

的 発 生 （

密

閉 ）の場 合

　

JEM1467

（

家 庭

用 空 気

清

浄 機 ）の脱 臭 性 能 試 験は

、

　 lm3

密 閉容 器

で

一

時 的

に タバ コ

_{煙 を}

_発

_{生 さ}

せ

た後

に

空気 清 浄 機

で

循 環

処 理し

、

処 理

前 後

の

容器

内

臭 気成 分

の

除

去

率

によっ て性 能 を 評 価し ている

。

効 果 判 定 は

、

処 理 開 始

30

分 後の臭

気 成 分

の

除

去

率

が 50％ 以上 s ）と なっ て い る

。

そ こ で

、

当該

試

験

で

脱 臭 効 果

が

認

め られる空 気

清 浄機

の必

要

能 力 を 求 め る 手 段 と し て

、

導 入 効 果 予 測

線

図の利 用 を

検

討 した

。

　

図

一

16 に

一

時 的

発 生 （

密

閉 ）に お け る 空 気 清 浄 機の導 入

効 果

予測

線

図

（

汚

染 物 が

一

時 的 発 生

、

換

気 なし

、

空 気

清 浄

機 運 転

30

分

）を 示 す。線 図 か ら脱

臭

性 能 試 験の

効 果判

定し きい値 E

＝

50％の相 当

換

気 回 数 約

L4h

．

1

_（

＝−

_21n （1

−

0

，

5

） ≒

1

．

38

）が

得

られ

、

必要 能 力を表わ

す 清 浄

空気 供 給

率

CADR

O

，

023m31min （

＝

1

．

4× 1！60）が容 易 に 算 出で き た。 こ こで

、

家 庭 用 空気 清 浄機

の ワ ンパス

_除

_去

_率

_{m が}

一

_{般 的}

_な

O．

4

_程

_度

の時

、

循 環 風

量

 

c は

約

0

．

e58m31min

（

＝

O

．

02310

．

4

）

、

通 過

回 数　

T

，c は約

35h

凵

1 （

＝

O

．

058

×

60

〆

1

）

と なる

（

図

一

16 の

◎ ）

、

従っ て循 環 風 量 1rn3tminを 超える

多

くの機 種に とっ て本 評

価 指 針

の

脱 臭 効 果 判 定基 準

は

非 常

に

低

いといえ る

。

30分処 理後

…

η

＿

皿

−

_f60

・

・

_τlnl

一

ε …

■

著

i

…

丶

．

0 　 　

1．OTo

．

9

；

。

．

8

碍

粥

　

0

・

7

謹



₀

_．

₆

夢

ミ

o

・

5

昏

國

e

翠

0

・

3

蹇

・ ・ 恢

　

0

．

1

創 　 　

0

．

0

：

丶

： 隠 … _鞠 　 搭 o

國

匯

區

：

、

窕 ：

“

： o ：

、

： ： ：

魍

23

・

8

　

9

　

10

ぞ50％の 相 当換 気回数 1

．

4h

−

L 　 　 　 　 5

室 内 空 気

の

通 過

回

数



_ろ

c

　

［

h

−

1 〃0

．

4で1 通 過 回 数 3

．

5h

−

1 図

一

16

一

時 的

発

生

（

密

閉）

にお ける空 気

清 浄

機

　 　 　 　 　

の導 入 効 果 予 測

線

図

（

汚 染 物

が

一

時 的発

生

、

換 気 な

し

、

空 気 清浄機 運 転

30

分 ）

4

．

ま

と め

　 瞬 時

一

様 拡 散

モ

デ

ル に よ り

室 内

汚

染

物

濃 度

を

計算

し

、

空 気 清 浄 機のワン パ ス

除

去率 と

室 内

空 気の通 過 回

数

か ら

、

換

気 量

に

応

じ た

空気 清 浄 機

の

導

入

効 果 を 大

まか に予

測す

る

線

図

（

導

入

効 果

予 測

線

図

）

を

作 成

した

。

当 該 線 図 は

、

換 気 下 で汚 染 物が定 常 発 生し てい る 空 間 に 空 気 清 浄 機 を 設 置 す る 場

合 （

定常

発 生

）

と

、

換 気

下で

汚 染

物 が

一

時 的に発 生

す

る 空

間

に空

気 清 浄機

を

設 置 す

る

場 合 （

一

時

的発

生

）

、

お よ び

汚

染

物 が

一

時 的 に 発 生 す る

密

閉 空 間 に 空 気 清 浄 機 を 設 置 す る 場 合 （

一

時 的 発 生 ：

密

_{閉 ）}の

3

条 件

につい て

作 成

し た

。

空

気 清 浄 機

の

効

果

判 定

の 目

安

とし て

、

空 間

にお

け

る

除

去

率

80

％

を

粒

子

・

VOC

用

、

90

％

を 脱

臭

用 と して強 調 して示 した

。

予 測

線

図 作

成

の た め に

導

き 出 し た 関

係 式

を 以 下 に 示

す

。

1

_）

換 気

下で

汚染 物

が 定

常 発

生し て い る空

間

で の

効

果

 

…

_「

≒

・

e

⇒ ・

_「

≒

・

昜

2_）換 気 下で汚 染 物が

一

時 的 に 発 生 す る 空 問での効 果

、

また

　 　

は

汚 染

物 が

一

時 的に 発生 する密 閉 空

間

で の

効果

　　2

、C

’

。

一

二里 二

1

）

・

V

⇒ 。

一

一

₆₀

’

 

₁

−

_E 　 　 　 t　 　 　 　t

・

　

TAC

［min ］ m3tmi

　

その

結 果

、

完

全 混

合

空 間に お い て壁面吸

着 影響

が小 さい

_場

　 合 は

、

空 気 清 浄 機の必 要 能 力 （清 浄 空 気 供 給 率 CADR

_、

相

　当換 気

回

数 ）

を

計 画段 階

で

容 易

に

算 出

で

き

る よ

う

になっ た

。

The Society of Heating, Air-Conditioning Sanitary Engineers of Japan

NII-Electronic Library Service

The 　Soclety 　of _Heatlng

厂

_Alr

−

Condltlonlng _Sarユltary _Englneersof _Japar ユ

室内 濃 度 計 算によ る 空気 清浄 機の導 入 効 果 予 測

　謝 　 　 　 辞

本研 究

は

、

公

益 社 団法

人 日

本 空気 清 浄 協会

に 設

置 さ

れ た 「空 気

清浄 機

の性 能

評 価 指

針

作成 委 員 会

」 の 活

動

の

一

環と し て実 施 され た ものであ る

。

　 　 　 参　 考 　 文 　 献

1

） 中

村

祐 子

，

北

島 幸

太

郎

，

長谷 川 靖

之 ：生

活 環 境

の

異

な

　 　

る

家

庭 に お け る室 内

臭

気 成

分

の実 態

調

査

，

室 内

環 境

，

　　

第

17

巻

　

第

1

号

，

　pp

．

1

−

9

，

　2014

2

） 東 賢

一

：空 気

質

の健

康 影 響

，

空 気

清 浄

，

第

51

巻

第

5

　 　

号

，

　

pp

．

71

−

78

，

　

2014

3

）

室 内 空

気 清 浄便 覧 編 集 委員 会

：室

内

空 気 清 浄 便

覧

_， 日

　　

本

空

気 清 浄 協会

，

pp

，

125

〜

131

，

2000

4

） 村 上

栄

造 ：室 内

環 境 向

け 脱

臭

方

法

の原理 と

特 徴

，

_空気

　　

清 浄

，

第 49巻 第

5

号

，

_pp

．

76

−

78

，

2012

5

）

Method

　

fer

　

Measuring

　

PerforTnanee

　ofPortable 　

Household

　 　

Electric

　

RoomAir

　

Cleaners

，

　

AHAM

　

AC

−

1

，

　

pp

，

18

，

2013

6） 川 崎 通 昭

，

堀 内

哲

嗣 郎 ：

嗅 覚

と に おい 物

質

，

に おい

・

　　

か お り環

境協 会

，

pp

．

40−44，

2006

7

） 長

谷 川

麻

子

，

羽 田

崇 秀

，

小

峯 裕

己

，

鎌

田 元

康

：

単 体

ガ

　 　

ス成

分

に 対 す る

家 庭

用 空 気

清 浄 機

の性

能 評価

方

法

に

関

　　

す る

検

討，日本 建

築

学 会 環

境

系 論 文

集

，

第

572

，

pp

，

55

−

62

，

　 　20038

）

日

本 電機

工

業 会 規 格

JEM 　1467

_（

_家

_{庭 用 空 気 清 浄 機 ）}

，

　　

日

本 電機

工

業 会

，

pp

．

4

，

26

−

27

，

2009

（

平成 26

．

12

．

1 原稿受付

）

Predicting

　

the

　

Effect

　of　

lnstalling

　an 　

Air

　

Cleaner

　

Using

　

the

　

lnstantaneous

　

Uniform

　

Diffusion

Mode

且

by

　

Eizo

　

MuRAKAMI

＊1

_，

Norikazu

　

NAMIKi

　

＊

2

_，

　

Naoki

　

KAGi

　

’

3

Key　Words ：Air　cleaner

，

　Effect　estimation 　diagram

，

　Equivalent　air 　change 　rate

，

　

Clean

　air　

delivery

　rate _（CADR _）

，

　Single　pass　effiじiency（SPE）

　Synopsis ：When ＆n　air　cleaner　

is

　applied　to　a　room 　with ventilated 　

facilities

　to　

imprQve

　

its

　

ildoor

　air　

quality

，

　

_predicting

the　effect　ofselected 　air　cleaner 　

prior

　to　

i

皿sta 互

lation

　

is

　

desired

．

　

In

the　present　paper

，

　we 　

present

　a　

diagram

　that　roughly 　

predicts

　

the

effect　of　

insta

旺

ing

　an　air　c正eaner　at　different　ventilation 　rates

based

　on　the　relationship 　

between

　

its

　single

−

pass

　ef ［

iciency

　and

the　rate　of　

indoor

　air　

passage

　through　

it

　using　a　simple 　model

that　 assumes 　

ins

_伽 t跏 eous　 uni 飴m 　

dl

舳 sion　 _{of 血 e}

contaminants 　ofinterest

．

　

In

　the　res 山 s

，

　the　

diagram

　was ｛

bund

　

to

readily 　

provide

　

information

　about 　the　required 　

perforrnance

　of

air

　cleaners 　such 　as 丗 e　clean　air　

delivery

　rate _（

CADR

_）and equivalent 　air　change 　rate　at　

the

　

plarming

　stage

．

＊

1

　

Asahikogyosha

　Co

．

，

　Ltd

，

　Fellow　Engineer

＊2

　Kogakuin　

Ulliversity

，

　

Member

＊

3

　

Tokyo

　

hlstitute

　ofTechno 聖ogy

，

　Member

（

Received

　

December

　

1

，

2014

_）