空調服の原理と仕組み

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空調服の冷却の原理と着用効果・節電効果

生理クーラー

 

生理クーラー理論とは

人の体温調整機能の仕組み

人間は身体の体温が上昇しすぎるのを防ぐために、適温を保つための冷却システム、つまり、理想的なクーラー(冷房)の働きをします。

脳=制御装置、皮膚や体=温度センサー、汗腺=マイクロクーラーの役割を担います。

体が暑くなると、脳の指令で汗腺から必要量の汗を出し、汗が蒸発した時に発生する気化熱で体温をコントロールします。

この身体の生理な的反応、つまり「生理クーラー」が備わっています。

生理クーラー
気化熱とは

1グラムの液体が蒸発する時、同じ温度の気体になるときに熱を奪い吸収する時に発する熱を 「気化熱(または蒸発熱)」と言います。

その熱エネルギーは、水100ccが蒸発すると氷800g解ける時と同じ熱量だといわれています。

例えば、 夏の熱い日に、庭や道路に水をまく光景を目にしますが、これこそが、気化熱の仕組みで道路を冷やすことで涼しくしています。

水が地面を冷やすことにもよりますが、おもに、水が蒸発するときに、気化熱をうばって地面を冷やすからです。

他にも、熱い茶を飲むときに、フウフウ吹いて冷まして飲みます。 また、ごはんが熱いとき、うちわであおぐと、早く冷えます。

ぬるま湯を手の甲につけ息をふきかけてみると、とても冷たく感じます。 濡れているだけでは、とくに冷たくはありませんね。

また、エアコンや冷蔵庫などの一般的な冷却装置も、この気化熱を応用した仕組みになっているのです。

気化熱

空調服と生理クーラー理論

気化熱による冷却効果は蒸発させるための風が必要です。 しかし、人の体は汗を気化させる為に体表面に送風する機能はなく、自然蒸発により気化熱が発生するため、生理クーラーが効く温度範囲は広くありません。

空気の流れがなければいくら水を飲んでも無駄な汗として流れ、体を冷やすことは出来ません。 そこで、体に対して平行に新鮮な空気が十分に流れていれば、汗を完全蒸発させ、気化熱作用が働き冷却効果を得る事が出来ます。

体に平行な大量の新鮮な空気の流れを作るのが 空調服空調ヘルメット空調ざぶとんなのです。
外部の空気をファンで吸い込み衣類内を送風することで生理クーラーの有効範囲を拡大します。

空調服の気化熱作用

人間にとって快適な条件とは唯一生理クーラーが効いている時

空調服が生理クーラー作用の有効範囲を拡大する

下図は空調服の場合での説明図です。
左図は一般の服を着ている場合で、横軸は温度、左縦軸は人が感じる暑さ・寒さ、 右横軸は発汗量を示しています。

個々人で多少異なりますが、Aの領域(20℃以下)では寒く汗は出ていません。
Bの領域(20~26℃)は快適な範囲です。

気化熱

この時には脳からの指令で汗が出ますが、量が少ないためにすぐに蒸発して、丁度よく体温をコントロールしています。

Cの領域では体温をもっと冷やせという脳からの指令で、より多くの汗が出て完全蒸発出来ずに一部が液体状の汗となってしまいます。

汗は蒸発しなければ体を冷却することができないので、いわゆる『汗』が出ると生理クーラーの有効範囲をはずれてしまい 暑苦しくなります。

これに対し、空調服を着用し体と平行に大量に空気を流した状態が右の図で、汗の完全蒸発=生理クーラーが効いている状態=快適 な範囲を大幅に広げる事ができます。

室温を生理クーラーの効く温度範囲にする為の手段がエアコン等であり、生理クーラーが効く温度範囲を広げるのが空調服で、 いずれにしろ人間にとって快適な条件とは唯一生理クーラーが効いている時なのです。

空調服の着用効果

身体に対する効果
  • ・「生理クーラー」により、身体が求める最適な状態に体表面を冷やします。
  • ・冷えすぎる事はなく、常に「快適なあたたかさ」の状態となります。
  • ・無駄な汗をかく事がなくなり、体力の消耗を抑える事ができます。
  • ・汗がすぐに蒸発しますので、汗臭がなくなります。
  • ・汗がすぐに蒸発しますので、汗疹(アセモ)など汗や、日焼けによる皮膚病になり難くなります。
気化熱
各種作業能率の改善効果
 

人間は各種の作業をする事により、産熱量(体が発生する熱量)が増加 しますので、体温を一定に保つ為には産熱した分を放熱(冷却) しなければなりません。

 

したがって、暑い所での作業や、重労働を行う場合、連続して同種作業を続 ける事は出来なく、一定時間毎に充分な休息をとり、 その間に身体を冷やさな ければなりません。

作業内容をカバーするに十分な空調能力のある空調服を着用することにより 汗の蒸発により必要量の冷却を行う事が出来ますので、 連続作業が可能となり ます。

例えば、30分作業し、30分休憩しなければならない様な作業現場に、空調服を導入する事により、 連続して作業が出来る様になり、作業効率を2倍に上げる事が可能となります。

空調服導入による利益改善効果

空調服を使用することにより作業効率が上がり、結果的に大きな利益改善が図られます。 与等+社会保険料の企業負担分+福利厚生費等+通勤費等社員1人にかかる人件費などを月額50万円と仮定します。 なお、作業効率が例えば10%上がれば10人で11人分の仕事ができる、または11人で行う仕事が10人で行えると仮定します。

通常空調服は3年程度は使用できるので、3年間の利益改善効果を示します。 空調服を使用する期間を6月~9月の4ヶ月と仮定します。

  空調服導入による利益改善効果
エネルギー・コストに対する効果

空調服を一日10時間着用した場合、
(=充電式ニッケル水素 乾電池使用、または、リチウムイオンバッテリーを使用した場合)
1ヶ月の電気代は、約20円となります。

空調服導入による利益改善効果
地球環境問題に対する効果

総発電量を少なく出来る事はもちろんですが、特にクーラーを多用する先進 国の場合、ピーク時電力は暑さにより決まるため、 例えば東京の場合、10年に一度程度は40℃を超える事がありますが、その際の停電を防止するためには、 それ相応の発電設備を備えて置く必要があります。

空調服社会が実現すれば、原子力発電所を含めた発電設備を大幅に縮小する事が出来る事になり、 地球環境保全に大いに役立つ事となります。

空調服導入による利益改善効果

空調服工場導入シミュレーション

空調服の初期投資金額はエアコンの夏季1シーズンの電力料金以下です。
空調服導入による利益改善効果

エアコン使用の場合、屋内を冷やした以上の熱量を外部に排出するしくみの為、排熱量が大きいという問題点はさけられません。

また、エアコンの排熱は、ヒートアイランド現象の原因と考えられています。

これに対して、空調服は気化熱を利用して、体の周りの熱をうばう仕組みのため、排熱はいっさい起こりません。 シミュレーションですが、御社の夏季の電気料金を参考に、コストを比較してみてください。

  • ・参考:電気料金の決定方法 (東京電力の例)
  • ・契約電力の決定方法(実量制)
  • 空調服導入による利益改善効果

空調服の有効範囲

空調服の空調能力について

空調服は、服に取り付けられた小型ファンの送風能力によって、一時間あたりの最大空調能力をキロカロリー単位で表示しています。

この、「キロカロリー」単位の空調能力表示は、人が作業を行なう場合の、 1時間あたりの産熱量(消費カロリー)と対応させております。

例えば、標準的な大人の場合、歩行時では約260キロカロリー、大工作業では、190~240キロカロリーが 産熱されると言われておりますが、500キロカロリータイプの空調服(※当店の空調服は全て500kcalタイプとなっております)を用いれば、 それらの作業を行なった場合でも、充分な空調能力がある事がわかります。

ただ、空調服は外気を洋服内に取り入れる事によって、空調効果を得る仕組みになっておりますので、 着用現場の温・湿度によって、一時間あたりの最大空調能力は変化致します。

表示している最大空調能力(500kcal/時)は、温度33℃・湿度50%を基準にして算定しております。

下記のグラフは、各温・湿度条件において、空調服がどの程度有効に能力を発揮できるかを、 わかりやすくゾーン別にまとめたものです。

実際に空調服を着用する現場の温・湿度条件や、着用時の作業内容を下記のグラフに当てはめてみて、 空調服購入の際の参考にしてください。

空調服導入による利益改善効果
空調服ご案内

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リチウムイオンバッテリ【単品別売】税込価格:10,735円

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