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昨秋、商業用空気処理装置（AHU）を10年以上にわたり製造しているメーカーから連絡がありました。 『ダニスさん、当社のAHUは工場出荷検査では風量目標値を完璧に達成します。しかし、現場設置後1か月で風量が20％も低下してしまいます。これまで3社のファンメーカーに依頼しましたが、いずれも同仕様のAC軸流ファンを使用していますが、すべて同じ現象が発生しています。原因はファンにあるのでしょうか、それとも当社の設計・施工にあるのでしょうか？』
同社からAHUの構成仕様が送付されました。 混合室＋G4プリフィルター＋F7バッグフィルター＋冷却コイル＋加熱コイル＋加湿器＋ファン室 —これは典型的な商業オフィス向けAHUであり、設計風量は3,000 m³／h、固定速度駆動の350mm AC誘導電動機式軸流ファン（速度制御なし）を採用しています。
工場出荷検査時、各構成部品はすべて新品でした。プリフィルターの圧力損失は50 Pa、冷却コイルは乾式運転で80 Pa、加湿器は停止中でした。システム全体の抵抗は約180 Paでした。ファンは定格動作域内で余裕をもって運転しており、風量は3,000 m³／hを確保できました。検査は合格しました。
1か月後、現場にて：プレフィルターの圧力損失が120 Pa、冷却コイルが湿潤状態（実際の冷却モード）で150 Pa、加湿器が30 Paで作動。システム全体の抵抗は： 350 pa —工場出荷時の試験値のほぼ2倍。では、空調ファンはどうか？速度制御機能はなく、運転点はPQ曲線上を左方向にシフトした。風量は3,000 m³/hから 2,400 m³/h .
まず最初の考察： ファンに欠陥はなかった。3社のサプライヤーすべてが問題なかった。根本的な問題は選定ロジックにあり、ファンは工場出荷直後の新品状態のみを想定してサイズ選定されており、現場での可変抵抗への対応が一切考慮されていなかった。
システム抵抗を時間経過とともにプロットすると、根本原因が明確になる：
| タイムライン | 状態 | フィルター | コイル | 湿気補給器 | 総抵抗 | 空気流 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 工場試験 | 新品・乾燥コイル | 50 パ | 80 Pa | 0 Pa | 約180Pa | 3,000m³／h ✅ |
| 1か月目 | フィルターの目詰まり・湿ったコイル | 120 pa | 150 パ | 30Pa | 約350Pa | 2,400m³／h ❌ |
| 6か月目 | フィルター寿命終了・湿ったコイル | 200 パスカル | 150 パ | 30Pa | 約430Pa | 1,800 m³／h ❌ |
空気処理装置（AHU）は静的なシステムではありません。フィルターは目詰まりし、冷却コイルは乾式運転から湿式運転へと切り替わり、加湿器はオン・オフを繰り返します——こうした変化のすべてが、ファンが受ける抵抗を変化させます。固定速度のACファンは、そのPQ曲線上で自由に調整できるパラメーターが1つだけです： 抵抗が増加 → 運転点が左側へ移動 → 風量が減少 。速度制御がなければ、ファンはこの曲線に沿って下方向にしか移動できません。
この問題の解決には、より大きなファンやインバーター（VFD）、あるいはAHUキャビネットの再設計は必要ありませんでした。必要なのはただ1つ： 変化する抵抗に応じて回転速度を自動調整できるモーター——ECモーターです。
当社は以下の製品をおすすめしました。 FG3G350-2APL-90 —直径（350 mm）、電圧（230 VAC）、風量クラス（3,500 m³／h）は従来通りですが、AC誘導モーターを BLEC92 外部ロータ型ECブラシレスモーター に置き換え、0–10 V／PWM方式の可変速制御機能を内蔵しました。
| 設計要素 | 選択された | 本ケースにおいて重要であった理由 |
|---|---|---|
| 扇風機タイプ | 軸流式（G型・ガード付き） | 高風量・軸流排出・AHUの空気流れ方向と一致 |
| エンジンの種類 | ECブラシレス（BLEC92） | 0–10V／PWMによる原生速度制御・無段階・VFD不要 |
| 圧力は | 230VAC | 商用電源への直接接続・外部DC電源不要 |
| ファン車輪直径 | 350mm | 従来品と同一の外形寸法－AHUキャビネットの改造不要 |
| 仕様 | 価値 | 注記 |
|---|---|---|
| モデル | FG3G350-2APL-90 | PL電気式・90機械式シリーズ |
| ファンの種類 | 軸流ファン（グリル付き） | G型 |
| ファン車輪直径 | 350mm | — |
| 定格電圧 | 230 VAC | 50/60Hz |
| 定格速度 | 1,580回転／分 | 0～10V／PWM無段階速度制御 |
| 最大風量 | 3,500m³／h | 自由吹出し状態 |
| 最大静圧 | 135 pa | 閉塞状態（風量ゼロ） |
| 定位電源 | 160 W | 満載 |
| 定格電流 | 1.15A | 230VAC時 |
| 音圧レベル | 63 dB(A) | 定格条件・1m |
| エンジンの種類 | BLEC92 | 3相ECブラシレス・外装ロータ型 |
| スピードコントロール | 0～10VDC／PWM | 標準 |
| 耐環境等級 | IP44 | 室内用AHU設置 |
| 動作温度 | -25～+60℃ | — |
顧客は当然の疑問を投げかけました： 「同じインペラー径でも、ECはACより高価です。それだけの価値があるのでしょうか？」
我々は彼に比較表と3つの意思決定基準を提示しました。
| メトリック | 従来型：AC誘導モーター | 新規型：ECブラシレス（BLEC92） | 違い |
|---|---|---|---|
| 全負荷効率 | ~55-65% | >85% | 30～40％の省エネルギー |
| 速度制御範囲 | 固定出力／VFDが必要 | 0～100％無段階・内蔵式 | VFDのコストが不要 |
| スタート電流 | 定格の5～7倍 | 定格の1.2倍未満 | 電源系統への影響が極小 |
| 力率 | 0.6-0.75 | >0.95 | 低反応損失 |
| 騒音 | 68～72 dB(A) | 63 dB(A) | 5～9 dB静か |
| 使用寿命 | 20,000～30,000時間 | 40,000～60,000時間 | 寿命が2倍 |
この事例を決定づけた3つの観点：
① 速度制御は必須であり、任意ではない： この空調機の多段式動的抵抗により、ファンには速度制御が必要であった 持っていた aCモーター＋インバーター＋制御盤＋配線＋据付工事の総コストは実際には が オールインワンECソリューション。
② 騒音に敏感な場所： AHU室がオフィススペースに直接隣接していました。AC式では72dB(A)でしたが、EC式では63dB(A)に低減。この9dBの差により、遮音段階を1段削減でき、消音器のコスト削減額がEC導入による価格プレミアムをほぼ相殺しました。
③ 将来的なVAV対応： クライアントは今後、可変風量（VAV）を要するプロジェクトを予定していました。ACモーター＋インバータ方式では、VAV化に際して制御ロジックの再設計が必要ですが、ECモーターの場合、0–10V／PWMインターフェースをDDCに直接接続できるため、CAVからVAVへの切り替えにファンセクションの変更は一切不要です。
すべての選定機種はPQ曲線を満たす必要があります。以下は、当該事例における実際のシステム抵抗特性を重ね合わせた、FG3G350-2APL-90（回転数1,580rpm）の例です：
| 運転点 | 気流 (m³/ h) | 静圧（Pa） | 該当事例の条件 |
|---|---|---|---|
| 自由吹出し | 3,500 | 0 | —（理論上の最大値） |
| 定格ポイント ⭐ | ~1,750 | ~70 | 工場出荷時新品・ドライコイル → 速度を低下可能 |
| 1か月目 | ~3,000 | ~90 | ECモーターが約85％の速度まで上昇・風量を設計値まで戻す |
| 6か月目 | ~3,000 | ~110 | ECモーターが約95％の速度まで上昇・依然として定格ゾーン内 |
| 遮断 | 0 | 135 | 最大静圧・風量ゼロ |
結論: FG3G350-2APL-90（最大静圧135Pa）は、システム抵抗が元の設計値の2.4倍に達しても、動作点を定格ゾーン内に維持します。ACファンではすでに風量が2,400 m³/hまで低下していたところ、ECファンは閉ループ速度制御により、風量を3,000 m³/hまで回復させ、なおかつ最大速度の90％未満で快適に運転を継続します。
顧客は、1台の試験用空気調和装置（AHU）にFG3G350-2APL-90を導入し、閉ループ制御用に0–10V静圧センサーを併用しました。フィルターの全6か月交換周期終了後に報告された結果は以下の通りです：
フィルターの全交換周期にわたって性能低下ゼロ。ECクローズドループ制御により、フィルターの目詰まりやコイルの濡れ状態を自動的に補償します。
160W（従来機約250W）・1日12時間運転・1台あたり年間400～500kWhの節電。
63dB(A) vs. 72dB(A)。オフィスに隣接する空調機室。騒音苦情が解消。
従来のAC方式ではベルト張り調整を四半期ごとに実施する必要あり。EC直接駆動方式はメンテナンス不要。
| メトリック | 従来（AC固定速運転） | 改良後（EC可変速運転） |
|---|---|---|
| 工場内の気流 | 3,000 m³／h | 3,000 m³／h（速度を合わせて低下） |
| 6か月後の風量 | 1,800 m³／h（－40％） | 3,000 m³／h（閉ループ補償・ゼロ劣化） |
| 入力電力（運転時） | 約250 W | 約160 W |
| 1mにおける騒音 | 72 dB(A) | 63 dB(A) |
| スピードコントロール | なし | 0～10VDC（直接DDC接続） |
| メンテナンス間隔 | 四半期ごと（ベルト張力） | メンテナンスフリー（ダイレクトドライブ・ベルトなし） |
顧客はその後、FG3G350-2APL-90を3件の後続プロジェクトで採用しており、さらに別の製品ライン向けに大風量仕様の派生機種を検討中です。
本プロジェクトから得られた、共有すべき知見は以下のとおりです：
同様のAHUプロジェクトをご担当の場合、以下にFG3G350プラットフォームの全マトリクスを示します：
| モデル | モーター | 圧力は | 最大風量 | 最大圧力 | 電力 | 騒音 | 最適な用途 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
FG3G350-2APL-90 |
Ec | 230VAC | 3,500m³／h | 135 pa | 160W | 63dB | AHU標準仕様・EC速度制御・ このケース |
FG3G350-2AGL-90 |
AC | 230VAC | 3,500m³／h | 135 pa | — | — | AHU定風量型（CAV）・予算重視向け |
FG3G350-2APN-90 |
Ec | 230VAC | 3,500m³／h | 135 pa | 160W | 63dB | PN電気式・据え置き交換対応モデル |
FG3G350-48PL-90 |
Ec | 48VDC | 3,500m³／h | 135 pa | 160W | 63dB | DC電源駆動・特殊用途向け |
選定時の注意点： PLおよびPNは、速度制御信号の極性が異なります。配線を逆に接続すると、制御信号に関係なくファンが最小速度で動作します。注文前にDDC出力タイプを確認してください。
AHUの空気流量低下に対処していますか？システムとの照合のため、FG3G350-2APL-90の完全なPQカーブデータが必要ですか？アプリケーションエンジニアリングチームまでお問い合わせください： [email protected]aHUセクションの構成と抵抗値の見積もりをご送付ください。当社でPQマッチングを実行いたします。
