物置に換気扇をつけても効果なかった件

物置に換気扇を設置したものの，温度があまり下がらなかったので，メモとして残しておきます．

排気ファンの効果

物置の温度上昇対策として，断熱材を設置したら 10 ℃下がったのに気をよくして，排気ファンを設置したので効果を確認してみました．

排気ファンの設置前後で物置中と外の温度変化をプロットすると次の水色線のようになります．軸は右側です．上がファン無しの場合で，下がファン有の場合になります．また，薄黄緑のラインが 5W (左軸)を超えている期間が排気ファンが動いている時間になります．

このグラフを見ると，温度が上昇する時間帯では排気ファンによって温度上昇速度が低下することが確認できます．逆に，温度が下降する時間帯はファンが停止してから温度下降速度が低下していること，すなわちファンが動いている間の方が温度下降速度が速度が速かったことが確認できます．

ただし，その変化の幅はわずかでです．ピーク温度でいうと，せいぜい 2℃くらい押し下げる効果しかなさそうです．

そこで，より効果を得るために，吸気ファンも設置することにしました．

使用したのは次の部品です．

ブロアファンです．静圧が稼げるので，換気扇には最適．

ブロアファンは吸気と排気の方向が違っているうえに形状が非対称なので，円筒形の筒に設置するのは難易度が高いです．そのため使用を避けていたのですが，吸気であれば何とかなりそうだったので採用することにしました．

吸気用のガラリです．ブロアファンで静圧を稼げるので，外観がすっきりしたものを選択しました．

塩ビ管 VP100

ガラリを固定するための塩ビ管です．10cm もあれば十分なので，ホームセンターで短いものを入手するのがおすすめです．

ブロアファンを塩ビ管に固定するため，Fusion 360 でアダプタを設計します．出来上がったのはこんな感じ(データ)．

実は 3D モデリングしたのは今回初めてだったのですが，参考書を見ながら作業することで割と簡単にできます．使った操作は「押し出し」と「回転」くらい．思ったよりもお手軽です．

小原照記, 藤村祐爾

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モデルを STL 形式に変換した後，3D プリンタで出力します．フィラメントは ABS．

組付けるとこんな感じ．

吸気口を下のほうに設置し，ブロアの吹き出し口を上に向けることで，冷たい空気を上の方に送り込む効果を狙っています．排気ファンは反対側の側面の天井付近につけてあるので，両方が動くことで効果的に冷やせるはずです．

ちなみに配線は配策がしやすい単線の VVF ケーブルで行いました．下記のコネクタを使うと，単線とより線の接続が簡単にできます．

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排気ファンのみの場合と，排気+吸気ファンの場合の温度変化をプロットすると次のようになりました．

残念ながら効果は確認できません…

季節が違えばもう少し異なった結果になるのかもしれませんが，グラフを見る限り有意差なしでした．

少し調べてみたところ，太陽から降り注ぐエネルギー量は下記のように $800W/m^2$ もあるようです．設置した物置は約 $2m^2$ あるので，1600W．家庭用電気ストーブが全開で動いている状態よりも強いので，この程度のファンでは太刀打ちできないのも頷けます．

物置にΦ120mm 程度のファンを設置しても効果はあまり期待できなさそうです．費用対効果を考えると，断熱材の設置が一番お勧めです．