暑さ対策・熱中症対策グッズ | 株式会社空調服

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空調服の原理・効果


空調服と生理クーラー

【1】服内に大量の風を流すことにより汗を完全に蒸発させます。

【2】汗(水)100ccが蒸発すると氷800g解ける時と同じ熱量を体から奪います。

【3】人間には生理的なクーラーが備わっています。暑さを検知するセンサーの情報を脳で処理し、その人の体がそのときに求めている冷却量に対応した汗をだします。


【4】汗を蒸発させるためには新鮮な空気が必要です。

【5】体に対して平行に新鮮な空気が十部に流れていれば汗を完全蒸発させる事が出来ます。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。

【5】体に平行な大量の新鮮な空気の流れを作るのが空調服です。


【資料】作業による一時間あたりの産熱量比較

・デスクワーク:100kcal/1h
・歩行:200kcal/1h
・作業:450kcal/1h
・走行:600kcal/1h


生理クーラー理論

人間には脳を制御装置とする理想的なクーラー、(皮膚や体が温度センサー、汗腺がマイクロクーラーの役割を担い、暑くなると脳の指令で汗腺から必要量の汗を出し、汗の気化熱で体温をコントロールする)生理クーラーが備わっています。しかしながら汗を気化させる為に体表面に送風する機能はなく、生理クーラーの効く温度範囲は広くありません。空調服や空調ベッドは体と平行にファンで送風することで生理クーラーの有効範囲を拡大します。

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。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。

 寒く感じる時で発汗していない。

 汗は気体汗のみであり、体表面温度は汗の気化熱で丁度良く制御されている。

 液体汗が出て暑い。
 液体汗が出るのは、発汗量に対して新鮮な空気の供給が間に合わないからである。

 快適限界点。湿度と空気の供給量によって決まる。
 風があればP点は右にシフトして快適な範囲は広がる。


空調服の着用効果

1.身体に対する効果
  • 生理クーラー(参照)により、身体が求める最適な状態に体表を冷やします。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)など汗による皮膚病になり難くなります。

2.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。


3.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。 

 使用期間の人権費等=3×4×50=600万円

 使用期間中の作業効率が平均2%向上した場合  600*0.02= 12万円
 使用期間中の作業効率が平均5%向上した場合  600*0.05= 30万円
 使用期間中の作業効率が平均10%向上した場合 600*0.10= 60万円
 使用期間中の作業効率が平均20%向上した場合 600*0.20=120万円

 このように空調服導入により驚くべき利益改善が図れます。


4.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、1ヶ月の電気代(充電式ニッケル水素 乾電池を用いた場合)は

500キロカロリータイプでは、約20円となります。


5.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。

空調服を導入することにより夏場の電力消費を抑えることが可能です。
また、地球の温暖化の対策としても有効であると考えています。


空調服工場導入シミュレーション

使用条件
1000平米(31m×32m)の面積で、特に大きな発熱源の無い工場に50人が作業していると仮定する。

冷却装置の種類 初期投資額 月間電気代
(夏季のランニングコスト)
排熱量
(ヒートアイランド゙現象の一因となる)
エアコン 1,500万円 37万円 1時間あたり175kw
空調服 100万円
(充電器、5年間の消耗品
50人分含む)
1125円 排熱なし(0kw)


夏季の電力料金(6,7,8,9月で想定 6,9月は7,8月の70%の費用と考える)

冷却装置の種類 6月 7月 8月 9月 合計
エアコン電力料金 259,000円 370,000円 370,000円 259,000円 1,258,000円
空調服 電力料金 788円 1,125円 1,125円 788円 3,826円

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。

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。今回は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)

契約電力は、当月を含む過去1年間の各月の最大需要電力のうちで最も大きい値となります。
ただし、電気使用開始から1年間の各月の契約電力は、電気使用開始月からその月までの最大需要電力のうち最も大きい値となります。

【例】平成×年7月に電気使用開始の場合

最大需要電力とは?
お客さまがご使用された電力を30分毎に計量し、そのうち月間で最も大きい値を最大需要電力といいます。この値は、同時にお使いになる負荷設備が多いほど、大きくなります。


空調服の原理・効果


空調服の冷却原理である“生理クーラー理論”や、空調服の着用効果・省エネ効果についてご説明します。

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