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自宅の換気口にパイプファンを取り付けたいと思っております。

候補の機種はプロペラファンのタイプで、静圧が大きくなると風量減少が著しいとのことです。

壁面に取り付けなのでパイプ自体の長さはほとんど無いに等しいのですが、出口部分に虫除けのグリルがあるため、風が流れる上でかなりの抵抗になると思われます。

仮にその部分では通過可能な部分の断面積がパイプ部の半分になるとした場合、静圧というのはどれだけになるのでしょうか。

「静圧というものについて教えて下さい。」の質問画像
gooドクター

A 回答 (3件)

No.1&2 です。



こんな資料がありましたので、参考にしてみててください。

https://dl.mitsubishielectric.co.jp/dl/ldg/wink/ …
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

リンク先の文書は大変参考になりました。

ここでも非常に意外だったのはパイプが曲がるだけで大変な抵抗になるという点です。
フードの抵抗も桁外れなので、商品説明を見たところ、ちゃんと圧力損失特性図というものがあり、風量が多いとここでの損失は大変なものになることが分かりました。
興味深かったのは防虫ネット付きのタイプとそれが無いタイプでの差がほとんど無いことです。
金属製ネットと樹脂製のグリルでは事情は違うかもしれませんが、既にいただいたご回答内容を裏付けるものですね。
またこれも意外だったのですが、風圧シャッターがあると抵抗が跳ね上がるのですね。
感覚としては最初に開く時に力がいる物の、その後は大したことがないような気がするのですが、考えてみればずっと押し上げていなければならないわけですからそうではないということでしょう。

いずれにしましても大変勉強になりました。

今回はどうもありがとうございました。

お礼日時:2021/07/31 21:07

No.1 です。

「お礼」に書かれたことについて。

>記しましたようにグリルの枠に当たった風は反射して逆向きになるーつまりそれだけの向かい風が吹き込もうとするのと同じなのではないでしょうか。もし断面積の半分もそれが有ったとした場合、「スカスカ」という感じではないように思うのですが。

はい。流路の断面積が小さくなれば、それで「圧力損失、差圧」が発生します。
圧力損失は、流体(この場合は空気)の粘性や摩擦、抵抗となる流路の形状や表面粗さなどによってまちまちであり、「流体力学」だの「レイノルズ数」だの、難しいことを言わないと概算でも求まりません。
この辺は私も大の苦手なので、何ともいえません。

ただ、「断面積の半分」程度であれば「残り半分」でスカスカ流れますから、圧力損失はそれほど大きくはありません。
もちろん「針の穴」のような極端に小さな断面積ならかなり大きな圧力損失になりますが。

断面積と流量の関係は、例えば下記のような特性になります。
一時的に流路が狭められても、全体の圧力損失はそれほど大きくありません。(意図的に「絞り」を入れて、その差圧で「流量」を測ることが多いので、それで圧力損失が大きくなるのでは困りますから)

https://flow-kk.biz/%E8%A3%BD%E5%93%81%E6%A1%88% …
https://ryutai.co.jp/shiryou/output/rdp-100-dp.htm

なので「パイプ長さ 10 m」と同等程度と考えれば十分だと思います。
細いパイプ(グラフでは直径 150mm = 15cm)で、長さが 10 m もあれば、空気を流すにもかなりの抵抗になります。
従って、質問者さんの条件では、グラフの「パイプ抵抗曲線」よりも寝た特性の「抵抗曲線」になると思います。
従って、動作点は
・50Hz なら 130 m³/h
・60Hz なら 160 m³/h
ぐらいになると思います。


>また「網戸」はこのグリルか「メッシュの細かい『フィルター』」かどちらに近い性質でしょう。

グリルに近いです。
「じゃじゃ漏れ状態」を「ざる」と呼ぶのと同じように、「網の目」「ネット」はほとんど流れの抵抗にはなりません。
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この回答へのお礼

ご多忙のところ、再度詳しいご解説を下さいましてどうもありがとうございました。

ある程度内容を理解してからと思いましたため、お礼が遅れまして申し訳ありません。

もっともリンク先の数式に圧倒されて結局詳細は理解できないままでしたが。

不思議なのは同じ径のパイプを通っていくことになぜそんなに抵抗が生じるのかという点ですね。パイプの材質とかで摩擦が無視できないとかがあるのかもしれませんが、まっすぐ進むことに力が必要になるということがどうもピンと来ません。

ただ、たとえば人間が道路を進む際、人が少なければスイスイ歩けますが、押しくらまんじゅうに近い状態だと進むのは極めて大変です。
風量が多くなると抵抗曲線の傾きが急に大きくなるというのはそういうことなんでしょうね。

調べていて意外に思ったのは網戸やパンチングメタルの開口率が見た目で受ける感じより思いの外少ないということです。
7割ぐらい開いていると思っていても、実際の開口率は40パーセントとかといった具合で、このあたりは気を付けねばならないかもしれませんね。

お礼日時:2021/07/31 21:06

>静圧が大きくなると風量減少が著しい



その「静圧」がグラフの縦軸のことであれば、それはファンの「吸込み圧」と「吐き出し圧」の圧力差のことです。

その「差圧」と「流量」の特性がお示しの「右下がり」の曲線です。(「流量 Q」と「差圧 H」の関係を表すので、通称「Q-H カーブ」と呼ばれます)

そして、その「差圧」がどうなるかは、流量を流したときの「換気口」や「パイプ」や「虫除けのグリル」などの「流路の圧力損失」で決まります。これは「一定値」ではなく、流れる流量で変わります。
そのうちの「パイプ」の「圧力損失」を表したものが「パイプ抵抗曲線」と書かれたカーブです。
圧力損失の要因が「パイプ」だけであれば、「Q-H カーブ」と「パイプ抵抗曲線」の交点が「動作点」となり、その流量が「定格流量」ということになります(60Hz なら約 160 m³/h)。ただし、これは「パイプ長さ 10 m」のときの特性なので、「パイプ自体の長さはほとんど無い」ということであれば「ほぼゼロ」かと思います。(そのときには 170 m³/h ぐらい流れます)

圧力損失の要因が他にもあるのであれば、その「抵抗曲線(流量と差圧の関係)」を「パイプ抵抗曲線」のように引いて、「パイプ抵抗曲線」との交点から「定格流量」を求めます。
「出口部分に虫除けのグリルがあるため、風が流れる上でかなりの抵抗になると思われます」と書かれていますが、メッシュの細かい「フィルター」などに比べれば、「虫除けのグリル(ネット)」程度ではほとんど圧力損失はありません。感覚的には「パイプ長さ 10 m」に比べればかなり小さいです(ほとんど「スカスカ」だと思います)。
質問者さんの場合の流路をきちんと見ないと何ともいえませんが、通常の住宅の「換気口」であれば、換気口よりも内側部分に狭い流路があるものと思います。従って、お示しの「パイプ長さ 10 m」程度と見込んでおけばよいのではないでしょうか。
詳細な条件が必要なら、専門業者に見積もってもらう必要があると思います。
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この回答へのお礼

詳細にご解説下さいましてありがとうございます。

訳が分からないまま決めることもできず、困っておりましたので助かりました。

ただ少しだけ気になることがあります。

>「虫除けのグリル(ネット)」程度ではほとんど圧力損失はありません。感覚的には「パイプ長さ 10 m」に比べればかなり小さいです(ほとんど「スカスカ」だと思います)。

記しましたようにグリルの枠に当たった風は反射して逆向きになるーつまりそれだけの向かい風が吹き込もうとするのと同じなのではないでしょうか。もし断面積の半分もそれが有ったとした場合、「スカスカ」という感じではないように思うのですが。

また「網戸」はこのグリルか「メッシュの細かい『フィルター』」かどちらに近い性質でしょう。

大変恐縮ですが、もしよろしければもう一度ご教授いただけないでしょうか。

よろしくお願いいたします。

お礼日時:2021/07/27 10:43

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