EN
スワールディフューザーが均一な空気分配と全コーナーへの到達を実現する仕組み
スワールパターンの物理原理：制御された乱流によるジェット流の制限の克服
標準的な空気吹出し口は、強い空気ジェットを放出する傾向があり、その結果、一部のエリアでは局所的な高温（ホットスポット）が生じ、他の場所では冷たい気流（ドラフト）が発生することがあります。スワール吹出し口は、空気の流れをまっすぐ前方に噴出させるのではなく、特別に配置されたベーンで空気流をねじりながら放出することで、この問題を解決します。この回転運動により、空気の流れがロケットエンジンのように前方へ押し出されるのではなく、あらゆる方向へ広がるように分散されます。昨年『HVAC最適化ジャーナル』に掲載された研究によると、このような渦状の空気流パターンは、従来のジェット式システムと比較して約40％速く空気を混合します。実際にはどのような効果があるのでしょうか？空間全体におけるより精密な温度制御、隅々でのドラフトに関する苦情の減少、および建物利用者全体の快適性向上が実現されます。
- occupied zones（人が滞在する領域）におけるドラフト風速が、ASHRAE推奨基準値である0.15 m/sを一貫して下回る
- 着座エリアおよび立位エリアにおける温度差が1.5°C未満
- 遠心分散による滞留コーナー（空気のよどみが生じやすい角落ち）の実効的な解消
クワンダ効果の増幅：壁面付着および横方向拡散のための径向渦生成
スワールディフューザーは、空気が周囲の表面に自然に付着する現象であるクワンダ効果を強化します。これは、安定した回転渦（スワール）を生成することによって実現されます。この渦状の気流が天井や壁面に低圧領域を形成し、その結果、空気がこれらの表面に沿って横方向に押し出されるのです。そのため、通常の矩形型または直線型ディフューザーでは到達が困難な隅々まで空気を届けることが可能になります。この優れた性能の鍵となるのは、気流の吐出速度が特に高くない場合でも、これらの渦が安定して維持されることにあります。これにより、空気が早期に表面から剥離してしまうのを防ぎ、効果の低下を抑制します。2023年にASHRAEが実施したプロジェクト番号1724の研究によると、このようなスワールディフューザーは、標準的なスロットディフューザーと比較して、壁面への付着性が約4倍高いとのことです。この向上した付着性は、室内周辺部におけるより広範な空気カバレッジおよびファンの追加電力消費を必要としないより均一な熱分布を実現します。
建物の種類と occupancy 需要に応じたスワールディフューザーの選定最適化
医療・教育施設：低乱流スワールディフューザーによる気流感のない均一な温度環境を最優先
病院や学校などの施設において、利用者は温度の急激な変化や不快な気流を感じない状態で過ごすことで、より快適に感じます。こうした課題を解決するために登場するのが、低乱流スワールディフューザーです。これらの装置は、空気をあらゆる方向に柔らかく拡散させることで、室内全体の温度を均一に保ち、時に感じられる不快な風速の変動を回避します。病院では、患者がベッド付近で冷え込むことがなくなり、回復が早まるだけでなく、滞留した空気によって引き起こされる感染症リスクも低減されます。教室でも同様の効果が得られます——極端に寒い場所や暑い場所がなくなり、生徒が学習内容に集中できる環境が整います。このようなシステムの動作原理は「コアンダ効果」に基づいており、空気が壁や天井に沿って適切に流れることを保証し、隅々まで新鮮な空気が循環するよう設計されています。これにより、細菌などが潜む可能性のある死角が一切発生しません。特にNICU（新生児集中治療室）やクリーンルームなど、極めて感度の高い空間向けに開発された専用モデルでは、HEPAフィルターと0.25メートル／秒未満の乱流レベルを実現する制御された気流パターンが統合されており、清浄な空気品質基準を確実に満たしつつ、利用者の快適性も滞りなく確保します。
商業オフィスおよび改修プロジェクト：スワール角、吹出し距離、静的圧力損失を室の形状に適合させる
商業ビル向けに適切なスワールディフューザーを選定するには、空気の流れと建物の外観とのバランスを取ることが重要です。天井高が約2.7～3.5メートルのオープンオフィス空間では、スワール角が35～45度のディフューザーが最も効果的です。このような角度は、空気を十分な距離まで広範囲に送りつつ、短絡（ショートサーキット）を防ぎ、さらにデスク高さにおける気流速度を秒速0.8メートル未満に抑えることができます。一方、既存の老朽化した建物の改修工事では、状況がより複雑になります。古いダクトシステムでは、抵抗が大きくなりすぎないディフューザー（理想的には15パスカル未満）を選ばなければならず、既設のファンがその限界を超えて過負荷運転しないよう配慮する必要があります。実際の現場条件も無視できません。空間内の柱の位置によっては、非対称に空気を噴出させるディフューザーが必要になる場合があります。壁面沿いの照明設備は、空気が表面に沿って流れる様子（アタッチメント効果）に影響を与えます。また、パーテーションの高さが異なると、空間内における空気の垂直方向への混合効率も変化します。こうした要素をすべて適切に考慮して設計すれば、その成果は自ずと明らかになります。床から天井までの温度差は1℃未満に抑えられ、暖冷房設備のエネルギー消費量は、従来型ディフューザーと比較して通常18～22％の削減が達成されます。当社では、さまざまな業種における実際の改修プロジェクトにおいて、こうした効果を繰り返し確認しています。
スワールディフューザーの効率評価：誘導比、混合性能、および熱的快適性
誘導比を超えて：高誘導比のみでは快適性が保証されない理由 — 流速減衰とプラムの安定性の役割
高誘導比は確かに空気の混合をより良くするのに役立ちますが、熱的快適性は、実際には気流速度がどの程度予測可能に低下するか、およびその気流が安定して維持されるかどうかに大きく依存します。ここでいう「速度低下」とは、 basically、吹出口から供給された空気が離れてからどれだけ速く減速するかを指します。人が実際に作業・生活する場所では、この速度を約0.15メートル／秒以下に保つ必要があります。そうでないと、制御された環境で実施されたいくつかの試験によれば、不快感を覚える割合が約30％増加します。また、上昇気流（プラム）が不安定になると、乱流や急激な温度変動などさまざまな問題が生じ、利用者が空気が十分に新鮮でないと感じてしまう原因となります。良好な結果を得るためには、誘導率と速度低下パターンの慎重な管理との間で適切なバランスを取るとともに、気流自体を堅固かつ信頼性の高い状態に保つことが不可欠です。これにより、利用者は不快なドロフト（気流）やシステム運転に伴う常時発生する騒音に悩まされることなく、快適さを維持できます。
ASHRAE RP-1724検証：4.2—線形スロットディフューザーと比較して、コアンダ効果の活用がより強力で、周辺部への空気供給性能が向上
ASHRAEのRP-1724研究によると、スワールディフューザーは、一般に多く見られる線形スロット型ディフューザーと比べて、コアンダ効果を約4.2倍も効果的に活用できることが明らかになっています。実際には、これは壁面への空気流の付着性が大幅に向上することを意味し、その結果、室内全体に空気がより均一に拡散されます。従来の空調システムでは対応が難しいような隅々のエリアにも気流が到達し、室内の表面温度を全体にわたり一貫して維持することが可能になります。ホテルのロビーやオフィス空間、さらには実験室など、あらゆる種類の建物がこの恩恵を受けられます。さらに注目すべき点は、これらの性能向上を達成する際に、ファンの出力を上げる必要もなく、また快適な室内空気質（IAQ）を犠牲にすることもないという点です。多くの空調システムが、ある性能を高めようとすると他の性能を妥協せざるを得ない中で、これだけの改善を同時に実現できるのは、非常に印象的です。
スワールディフューザーの最大性能を発揮するための最適設置方法およびよくある落とし穴
適切な設置を行うためには、メーカーが推奨するクリアランス仕様を厳密に遵守することが不可欠です。通常、ASHRAEガイドライン1および適用される地方法令に基づき、壁から約45～60cm、照明器具やその他の障害物から約30～45cmの clearance を確保する必要があります。運転開始前に、高品質のアナモメーターを用いて上流側の空気流量バランスを確認する必要があります。どこかで静圧差が10％を超える場合、空気の均一な分配が妨げられ、ドロフト（気流の乱れ）が生じる可能性があります。今後のトラブルの多くは、保守作業の不備に起因します。羽根板には時間とともに塵埃が堆積し、運用開始からわずか2年で空気流量効率が最大約30％も低下するおそれがあります。設置作業中は、ダクトの正確な位置合わせを確認し、すべてのガスケットが無傷であることを点検したうえで、空気漏れを防ぐため、すべての接合部を完全にシールする必要があります。空気漏れがあると、吹出し距離や空間内での拡散性能に悪影響を及ぼします。工事完了後には、認定HVAC専門技術者を招き、システムが静圧を適切に制御できることを再確認するとともに、設置後にすべてのディフューザー羽根板が自由に可動し、何らかの原因で固着しないことを最終確認してください。
スワールディフューザーに関するFAQ
スワールディフューザーとは何ですか？
スワールディフューザーは、空気を渦状に流すことで均一な空気分布を実現し、空間内の温度制御を向上させるよう設計された特殊な空気ディフューザーです。
スワールディフューザーはどのように空気分布を改善しますか？
スワールディフューザーは、特別に配置されたベーンを用いて空気の流れをねじり、空気の動きを部屋全体に外向きかつ均等に拡散させます。これに対し、標準的なディフューザーではドロフト（気流による不快感）や温度ムラが生じる場合があります。
クオーダ効果とは何ですか？また、スワールディフューザーはこの効果をどのように増幅しますか？
クオーダ効果とは、空気が近接する表面に沿って流れようとする性質のことです。スワールディフューザーは、空気を表面に沿って横方向に押し出す回転渦（ボルテックス）を生成することで、このクオーダ効果を増幅し、隅々や周辺部への空気到達性を高めます。
スワールディフューザーは主にどこで使用されますか？
スワールディフューザーは、空気の均一な分布と温度均一性が極めて重要な医療施設および教育施設、商業オフィス、ならびに既存設備の改修（リトロフィット）プロジェクトなどで広く採用されています。
スワールディフューザーの設置におけるベストプラクティスは何ですか？
適切な設置には、メーカーが定めるクリアランス仕様を遵守すること、アナモメーターを用いて空気流量のバランスを確認すること、およびほこりの堆積を防ぐための定期的なメンテナンスを実施することが含まれます。ほこりの堆積は効率に影響を与える可能性があります。