定風量方式（CAV：Constant Air Volume）と変風量方式（VAV：Variable Air Volume）は、空調システムにおける風量制御の代表的な方式です。
いずれも快適性を保つためのシステムですが、運用コストや省エネルギー性能、管理のしやすさなどで大きく異なります。ここでは、それぞれの仕組みとメリット・デメリットについて体系的に解説します。
定風量方式（CAV）の特徴
定風量方式とは、常に一定の風量を送る空調システムです。
運転開始から停止まで基本的に風量を変えず、風量を一定に保つことで室内温度を調節します。多くのオフィスや商業施設などで長らく採用されてきた実績があります。
- 制御がシンプル
定風量方式はダンパーやファンなどの制御が単純で、管理がしやすい点が特徴です。機器の調整も比較的簡単であり、長期間安定した性能を発揮しやすいです。 - イニシャルコストが比較的低い
システム構成がシンプルな分、導入時の設備コストが抑えられる傾向があります。小規模から中規模の建物でよく採用されています。 - 省エネルギー面では不利
一定の風量を常に確保するため、部分負荷状態でもファンがフル稼働しがちです。その結果、冷暖房の必要が低いときでも無駄にエネルギーを消費してしまう可能性が高くなります。 - 室内環境の個別調整が難しい
1台の空調機で複数のゾーンをカバーするケースでは、全体を同じ風量で制御するため、ゾーンごとの温度調整が難しくなる場合があります。
変風量方式（VAV）の特徴
変風量方式とは、空調負荷に応じてダンパーやファンの回転数を制御し、送る風量を可変にするシステムです。
温度センサーやCO₂センサーなどの情報をもとに風量を調整し、省エネルギーを図ります。
- エネルギー消費の低減
部分負荷時には風量を減らし、ファンや冷凍機の消費電力を抑えることができます。稼働状況に応じた運用が行いやすいため、大型施設などで重宝されます。 - 快適性の向上
ゾーンごとに必要な風量を制御できるため、室温をより細かく調整しやすくなります。テナントビルなどでは、異なる用途のフロアを個別管理できるメリットがあります。 - 初期投資がやや高め
可変ダンパーやインバータ制御ファンなど、高度な制御システムが必要なため、イニシャルコストは定風量方式より高くなるケースが多いです。 - システムのメンテナンスがやや複雑
部分負荷時の動作やダンパー制御が精密になる分、維持管理には専門知識が求められる場合があります。
定風量方式と変風量方式の比較
| 方式名 | 風量の特徴 | メリット | デメリット |
|---|---|---|---|
| 定風量方式（CAV） | 常に一定 | 制御が単純 イニシャルコスト低め | 省エネに不利 個別調整が難しい |
| 変風量方式（VAV） | 可変 | 省エネ効果大 ゾーン別の温度調整が容易 | 導入コスト高め 制御が複雑 |
導入判断のポイント
- 建物の規模や用途
小規模施設では、定風量方式のほうが導入コストを抑えやすい場合があります。一方、大規模なオフィスビルや商業施設などでは、変風量方式の省エネルギー効果が生きることが多いです。 - ライフサイクルコスト
設備投資にかかる初期費用だけでなく、運転に伴う光熱費や保守点検費を含めた長期的なコスト試算が重要です。変風量方式は初期投資が高くても、運用コストの削減効果が期待できます。 - 建物の将来的な利用形態
用途が変化しやすい施設や、テナントの入れ替わりが多いオフィスビルなどでは、変風量方式が柔軟で使いやすいといえます。 - 管理体制と技術力
シンプルな管理を求めるなら定風量方式、エネルギー効率を優先するなら変風量方式がおすすめです。導入後の運営担当者のスキルや管理体制も考慮しましょう。
DMM
Q&A
Q1: CAVとVAVの一番大きな違いは何ですか？
A1: 送風量を一定に保つか可変にするかです。CAVはシンプルですが省エネに劣り、VAVは可変制御で省エネに優れます。
Q2: 小規模店舗でVAVを導入するメリットはありますか？
A2: 規模が小さい場合、投資に見合うほどの省エネ効果が得られない可能性があります。コスト比較と建物用途を踏まえて検討してください。
Q3: VAVの導入コストは具体的にどれくらい高いですか？
A3: システム構成や建物規模によって異なりますが、CAVと比べると可変ダンパーやインバータ制御ファンなどが追加されるため、機器費用や設計費が上がる傾向があります。
Q4: 古いCAVシステムをVAVに改修することは可能ですか？
A4: 改修は可能ですが、ダクトやファン、制御系統の大規模な変更が必要になる場合があります。費用対効果を十分に検討しましょう。
Q5: 定風量方式でも部分的に省エネルギー化はできますか？
A5: セクションごとの制御弁を設置したり、スケジュール運転を適用するなど、工夫次第である程度エネルギーを削減することは可能です。
まとめ
定風量方式と変風量方式は、それぞれ運用コストや快適性、導入コストなどに違いがあります。
小規模施設や予算重視の場合は定風量方式が有力候補となりますが、大規模施設や省エネ効果を期待できる現場では変風量方式が活躍します。建物の用途や将来的な変化を見据えつつ、ライフサイクルコストや運営体制を考慮して選択することが重要です。