ゾーニングされた冷暖房は、各部屋またはゾーンの温度を正確に制御しながら、総エネルギー使用量とコストを削減する必要があります。
以上がゾーン制HVACに有利な点です。
不利な点は初期費用で、ゾーンの数に応じて通常2,000ドルから3,300ドルかかります。
欠点は初期費用です。
HVACゾーニングのコスト一覧は以下のとおりです。
費用以外にも、潜在的な問題があります。ゾーニングシステムの設計が悪いと、せっかくのエネルギー効率を無駄にしてしまう可能性があるのです。
さて、ゾーニングされた冷暖房の短所はさておき、適切に設計されたシステムはエネルギー節約で元が取れることをご報告します。
ゾーン別空調システムとは？
ゾーン化されたシステムとは、1つのHVACシステムが2つ以上のゾーンに対応することです。 2つの独立した空調システムではなく、2つ以上のゾーンに対応する1つの空調システムです。 その構成要素は以下の通りです:
1つのHVACシステム。
各ゾーンへの気流を制御する1～20個以上のモーター駆動のダンパー。
各ゾーンへの空気の流れを制御するための1～20個以上のモーター駆動のダンパー：ダクトワークの設計によっては、システムは幹線や小枝からの主要な分岐ごとにダンパーを必要とする場合があります。
ダクトとHVACシステムでの機能については、「ダクト購入ガイド」をご覧ください。
ダンパーは、完全に開くか閉じるかを制御するか、または、各ゾーンの冷暖房需要に合わせてダンパーを部分的に開くために、追加コストで調節コントローラーを設置することができます。
各ゾーンの温度監視と制御。
オプション1：サーモスタット – 最もシンプルな方法は、温度の監視と制御の両方を行うサーモスタットを各ゾーンに設置することです。
オプション2：マルチゾーン・サーモスタットと各ゾーンのセンサーで、各ゾーンの温度を監視・制御することもできます。
マルチゾーン・サーモスタットの利点は、サーモスタットを調整するために各ゾーンに行かなくても、1つの場所からシステム全体をコントロールできることです。
ゾーニングされたシステムの設置経験が豊富なHVAC専門家は、センサーとサーモスタットの最適な組み合わせについて適切なアドバイスをしてくれます。
ダンパーコントロールパネル：このパネルは、各ゾーンの希望温度の情報を受け取り、ダンパーを制御します。
ダンパーコントロールパネル：各ゾーンの希望温度の情報を受け取り、ダンパーを制御して各ゾーンの冷暖房を満足させる空気の流れを作ります。 ダンパーは通常、コントロールパネルに配線されています。
私たちはトランを他のブランドに比べて宣伝しているわけではありませんが、このページではゾーン制で使用される機器の種類を説明しています。
良いゾーン制デザインと悪いゾーン制デザイン
ゾーン制ではないHVACシステムは、稼働している間は常に家のすべてのエリアを暖めたり冷やしたりします。 それはまるで、どの電気をつけても家中の電気がつくようなものです。
ゾーニングシステムを使った省エネのポイントは、人がいない部屋に行く暖房や冷房の空気を減らしたり、止めたりすることです。 例えば、日中は寝室ゾーンへの暖房を60度に設定し、夜になるとリビングエリアを72度にするといった具合です。
適切に行われた場合、ゾーニングによってエネルギー使用量を20%から40%削減することができます。 一般家庭の平均は30％です。
適切なゾーニングシステムの設計
ゾーニングシステムでは、HVACシステムの出力を減らすことでエネルギーの節約を実現します。
2つのステージを持つシステムは、低音で65％、高音で100％の能力で作動します。 したがって、さまざまなゾーンの冷暖房需要を3分の1に減らし、システムの能力の約3分の2（66.7％）を必要とするようにしたらどうなるかを考えてみましょう。 これは65％に近い値です。
このPDFを使って説明することができます。 ダクトワークは、家の3つのセクションに対応するように分割されています。 ゾーニングをしない場合、各セクションは常に約33.3%のエアフローを得て、合計で100%になります。
図のようにゾーニングされたシステムでは、マルチゾーン・サーモスタットまたは各ゾーンのサーモスタットを設定することで、一部のエリアが冷暖房の気流の不均衡な量を得られるようにし、全体の容量を減らすことができます。 例えば、2階はシステム容量の20%を得ることができます。
合計すると、100%ではなく65%になり、2段階または可変容量システムにとって理想的です。
ここでも、経験豊富なHVACシステム設計者が役に立ちます。
Bad Zoned System Design
ゾーニングには2つの大きなシステム上の欠陥があります。 シングルステージのシステムは、100%の能力で冷暖房を行い、オンの時は常に送風機がフル稼働するため、ゾーニングを行うべきではありません。
第二に、送風機が空気容量の100%を動かしている場合、その空気はどこかに行かなければなりません。
2つ目は、送風機が空気の容量を100%動かしている場合、その空気はどこかに行かなければなりません。1つまたは複数のゾーンが閉じている場合、過剰な空気が開いているゾーンを吹き抜けます。
その結果、開いているゾーンに大量の加熱または冷却された空気が送り込まれることになり、システムが短いサイクルで頻繁に作動することになり、温度変動や機械の故障の原因となります。 部屋は暑すぎたり寒すぎたりします。
2.バイパスダクトやダンパは使用しないでください。
ゾーニングシステムに詳しい方なら、上の画像のようなバイパスダクトとダンパーの存在をご存知かもしれません。
バイパスダクトは、一方の端が暖房または冷房された空気をゾーニングされたブランチに供給するトランクに接続され、もう一方の端は、空気が再加熱または再冷却されるためにファーネスに戻るリターンエアプレナムに接続されています。 ダクトの中央にはダンパーがあります。 すべてのゾーンが開いているときは、ダンパーは閉じています。
This Old Houseのビデオは、バイパスダクトとダンパーを備えたゾーンシステムの設置を示しています。 このビデオは、ゾーン・システムの仕組みを学ぶのに役立ちます。 ダンパーの取り付けと、ダンパーを使用する理由を示しています。
シングルステージのゾーニングシステムでは、バイパスを使用しないと、気流やダクトワークに大きな問題が生じます。 ダンパーの一部または全部が閉じているときにブロワーによって押し出される余分な空気は、バイパスを通って戻り空気プレナムに押し戻されます。
問題は解決しましたか?
いいえ、バイパス ダクトはどのようなシステムにも使用すべきではないという4つの理由があります。
これが私たちのプロとしての意見であり、主要なHVAC専門家によって裏付けられたものです。
私たちがこの問題を取り上げたのは、HVACインストーラーの間で熱い議論が交わされているからです。 もし設置業者がバイパスを使ったシステム構築を提案した場合、バイパスに反対する新しい設置業者を探してください。 あるいは、最低でも、私たちが提起した懸念事項を解決するように設置業者に依頼してください。
Is a Zoned System Right for You?
HVAC システムが 2 段または可変容量で、送風機が可変速度である場合、私たちは住宅のゾーニング システムに賛成します。
温度の不均衡。 家の中には暖かすぎる場所や寒すぎる場所があります。 例えば、夏、2階建ての家の1階に孤独なサーモスタットがあると、1階は快適で、2階は暖かすぎます。 また、夏にオーブンを使用しているキッチンには、より多くのACを流したいと思うかもしれません。 冬には、サーモスタットが燃え盛る暖炉の近くに設置されている場合、家の他の部分に余分な暖房をかけたいと思うかもしれません。
HVACゾーニングシステムのコスト
住宅の建設時にゾーニング機器を設置することは、後付けするよりもはるかに簡単で、コストも低く抑えられます。
- マルチゾーン・サーモスタット：基本的なデザインか、フルカラー液晶画面、タッチスクリーン、WiFi機能を備えているかなどの機能に応じて、130ドルから600ドル。
- ゾーンコントロールパネル：機能に応じて115ドルから200ドル。
- ゾーンセンサー：28ドルから45ドル。
- パワーダンパー：丸い分岐ダクト用のダンパーは85ドルから175ドル、大きなトランク用の大きな長方形のダンパーは150ドルから325ドル。
- 配線：ゾーンの数に応じて1システムあたり50ドルから150ドル。
- ダクトを密閉するためのファスナー、マスチック、テープ：ゾーンの数に応じて、作業全体で35ドルから100ドル以上。
- 工具と安全装備：購入した工具の質にもよりますが、作業全体で60ドルから225ドル。
機器の合計は、2ゾーンのシステムの場合、485ドルから725ドル程度で、ゾーンが1つ増えるごとに150ドルから300ドル程度上昇します。
DIYでのゾーニングはお勧めしません。適切なエアフロー容量を得るために必要なダクトサイズ、HVACシステムに適合するゾーン数、ニーズを満たす最適なダンパーの種類などを知るには経験が必要だからです。
| ゾーン数 | 新築 | 既存の家 |
|---|---|---|
| 2つのゾーン | $1,500から$1,850 | $2,000から$2,500 |
| 3つのゾーン | $1,850～2,100ドル | $2,200～2,850ドル |
| 4つのゾーン | $2,000～2,500ドル | $2,650～$3,300 |
| 追加ゾーン | $225 to $350 per zone | $335 to $500 per zone |
2階建て住宅のためのHVAC。
選択肢としては、これまで説明してきたように1つのHVACシステムを2つのゾーンに分けて使用する方法と、2つの独立したHVACシステムを家の各階ごとに使用する方法があります。 1つのHVACシステムとゾーニング機器のコストは、2つのHVACシステムよりも低くなります。 各システムタイプの価格については、メインのHVACシステムガイドを参照して比較してください。
#2 現在のHVACシステムの容量は十分です。 もしあなたの家がすでに建てられていて、HVACシステムが十分な暖気・冷気を作っているなら、2つ目のシステムは必要ありません。
When Two Systems are Best
#1 現在のHVACシステムは十分な容量を持っていません。 ほとんどの時間、システムは稼働していますが、夏の冷房や冬の暖房が十分にできていませんか？ まず最初に、HVAC技術者に一般的な問題をチェックしてもらいましょう。 フィルターの汚れが原因の場合もありますが、簡単に解決できます。 ファーネスやAC/ヒートポンプのコイルが汚れていると、冷暖房が十分に機能しません。 コイルの清掃も簡単にできます。 次に、ダクトを点検する必要があります。 水漏れしている場合は、空気の流れを良くするために密閉しなければなりません。 一部のダクトはサイズが不適切で、家の一部に送られる空気が少なすぎるかもしれません。
このような問題がなければ、2台目のHVACシステムが理想的なソリューションになるかもしれません。 2つ目のゾーンとなる場所へのダクトを永久的に遮断して、2つのゾーンを作ることをお勧めします。 そして、ミニスプリット式のダクトレスシステムを第2ゾーンに設置します。
このシナリオでも、システムにゾーニングを追加することでうまくいくかもしれません。 例えば、HVAC技術者が、現在のシステムは30％小さすぎると判断した場合（例えば、4トンのユニットであるべきところを3トンのACで、80Kであるべきところを60,000BTUのファーネスで）、ゾーニングの解決策があります。 ゾーンダンパーを使って、冷暖房の総量を30％削減します。 シングルステージのシステムではこの方法は使えませんが、ステージングされたHVACでは可能です。
#2 増築したり、ガレージや屋根裏部屋を改造したりする場合。 現在のHVACシステムでは、余分なスペースに対して十分な暖房や空調を行うことができないでしょう。 また、ダクトの設置にも手間がかかるかもしれません。
ところで、ガレージのような1つの部屋を暖めるにはスペースヒーターが良い方法ですが、詳しくはトップスペースヒーター（レビューと購入ガイド）をお読みください。