セントラル空調システムの心臓部
遠心ポンプ：セントラル空調システムの心臓部
セントラル空調システムは、特殊なポンプを用いて水を循環させ、熱伝達を行うことで、商業ビルや工業ビルにおける正確な温度制御を実現します。ポンプの選定は、システムの効率、寿命、そしてコスト削減にとって非常に重要です。
1. コアポンプの種類と構造設計
セントラル空調システムは主に遠心ポンプ高い流量、信頼性、そして変動負荷への適応性により、市場は3つの設置構成で支配的となっています。
水平ポンプ：最も一般的なタイプで、シンプルな構造、低振動、メンテナンスの容易さ、そしてコストパフォーマンスに優れています。十分なスペースのある機械室に最適です。制限: かなりの床面積が必要です。
垂直ポンプ: スペースが限られた設置場所（高層ビルなど）で使用されます。モーターはポンプ本体の上部に設置されるため、設置面積は小さくなりますが、高さと幅の比率が大きいため、動作が不安定になります。注記: 水平ポンプよりも 30% 高価です。
パイプラインポンプ: パイプラインに直接組み込む垂直型ポンプです。機械室のスペースを節約できますが、モーター出力は30kW以下に限られます。
構造革新：
片吸込ポンプ水は軸方向に流入し、放射状に排出されます。水力効率は低くなりますが、標準的なACプロジェクトでは費用対効果に優れています。
両吸込ポンプ水はインペラの両側から流入し、軸力をバランスさせることで15～25%の効率向上を実現します。大流量システム（950 m³/h）に不可欠です。
2. AC給水システムにおける機能的役割
ポンプはサブシステムごとに異なる機能を果たします。
A. 冷水ポンプ
役割チラーからエアハンドラー/ファンコイルユニットの冷却コイルに冷水（通常4～7℃）を循環させます。
デザイン: 処理された水による腐食に耐えるステンレス鋼または青銅の内部構造。
B. 冷却水ポンプ
役割: 凝縮器の水（27～37℃）を冷却塔に送り、放熱します。
圧力処理: 高層ビルでは1.6MPa以上に耐える必要があります。
C. 補給水ポンプ
役割: 蒸発・漏水により失われた水を軟水で補給します。
バックアップ戦略: 信頼性を確保するために、運用 "1 台 + スタンバイ 1 台 " 構成で導入されています。
3. 主要な選定基準と技術的パラメータ
ポンプを選択する際には、パフォーマンス指標と運用上の要求のバランスを取る必要があります。
| パラメータ | 冷水ポンプ | 冷却水ポンプ | メイクアップポンプ |
|---|---|---|---|
| 流量（m³/h） | 5～950 | 10～1,200 | 1～50 |
| 頭囲（メートル） | 5～45歳 | 18～26歳 | 15～25歳 |
| モーター出力（kW） | 0.75～45 | 5.5～150 | 0.37～7.5 |
| 材料 | SS 304/316 | 鋳鉄/青銅 | SS 304 |
重要な計算：
流量：どこ質問= 冷房負荷（kW）c= 水の比熱（4.19 kJ/kg°C）r= 密度（1,000 kg/m³）。
頭圧：摩擦損失を含む（Hf）、局所抵抗（Hd）、および静的ヘッド（Hs）。
並列操作: 10% の流量減少を避けるため、ポンプを 3 台以下に制限します。
4. エネルギー最適化戦略
ポンプはHVACエネルギーの20～30%を消費します。最新のソリューションには以下が含まれます。
可変周波数ドライブ（VFD）: リアルタイムの負荷に合わせてポンプの速度を調整し、エネルギー使用量を 30～50% 削減します。
油圧バランス： 使用バランスバルブそしてインライン流量計過剰なポンピングを排除します。
効率的なインペラ: レーザー刻印された二重吸引設計により、乱流損失が 12 ～ 18% 削減されます。
IoTモニタリング: センサーは流量、圧力、電力消費を追跡し、メンテナンスの必要性を予測します。
💡プロのヒント: 変動負荷のあるシステム（オフィス、ショッピングモールなど）の場合は、VFDを二次ポンプループチラーと負荷側の流れを切り離します。
5. 業界の動向と持続可能性
材料イノベーション: 炭素複合材インペラーは、塩分濃度の高い沿岸地域でのキャビテーションを防ぎます。
スマートシステムAI アルゴリズムは天気予報と占有データを使用してポンプ曲線を最適化します。
グローバルスタンダードASHRAE 90.1-2025 では、最低ポンプ効率 (10kW ユニットの場合、η ≥ 85%) が義務付けられています。
水とエネルギーのつながり自動水処理機能を備えた閉ループシステムにより、消費量が 40% 削減されました。
結論：HVACシステムの将来性確保
セントラルエアコンポンプは、固定速度の主力機器から、インテリジェントでグリッド対応型の資産へと進化しています。国際プロジェクトの場合：
モジュール性を優先する: 混雑した都市の建物の改修にパイプライン ポンプを使用します。
認証された効率を求める: Eurovent または Hydraulic Institute のパフォーマンス シールを探してください。
コントロールを統合するBMS 統合には、BACnet/MODBUS 互換性のあるポンプを選択してください。
🌐グローバルインサイト: 東南アジア市場は好調垂直ポンプ高層ビルではEUのプロジェクトが採用しているVFD搭載両吸込ポンプエネルギーコンプライアンスのため。
地域のニーズと持続可能性目標に合わせてポンプ技術を調整することで、HVACシステムはライフタイムコストを最小限に抑えながら最高のパフォーマンスを実現します。地域固有の技術仕様やケーススタディについては、当社のエンジニアリングチームにお問い合わせください。
