2026.09.03 2026.09.29

空調機負荷（装置負荷）の計算｜コイル容量までの手順

setsubi

熱負荷計算書を開くと、室内顕熱40 kW、室内潜熱12 kW、外気負荷18 kW。「全部足して70 kWだから、冷却コイルは70 kWで選べばいいですよね？」と考えたくなる場面は、空調設計を始めたばかりのころに誰でも一度は通ります。

ただ、ダクトと送風機の熱をまだ含めていないなら、70 kWでは少し足りないんです。空調機でつくった冷たい空気は、ダクトを通って室へ届くまでに天井内の熱を受けますし、空気を送る送風機そのものも熱を出します。空調機負荷は、次の4つを足して求めます。

空調機負荷＝室内負荷＋外気負荷＋ダクト通過熱＋送風機発熱

この記事の計算例では、外気・ダクト・送風機の熱が室内負荷に含まれていない条件で、70 kWにダクト通過熱4.0 kWと送風機発熱3.80 kWが加わり、空調機負荷は77.8 kWになります。4つの負荷を1つずつ足していく手順と、計算で間違えやすい点、出た数字をコイル選定にどう使うかまでを順番に見ていきましょう。

この記事でわかること

4つの負荷を足して77.8 kWを求める計算手順
ダクト通過熱と送風機発熱を計算するときの注意点
計算結果と一緒にメーカーへ渡すコイル選定条件

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空調機負荷（装置負荷）とは

室内負荷は、室の温度や湿度を変えようとする熱の合計です。壁や窓から入る熱、日射、人体、照明、OA機器などがこれにあたり、熱負荷計算書で室ごとに並んでいる数字がこれです。

空調機負荷（装置負荷）は、空調機の中のコイルが処理しなければならない熱です。「コイル負荷」とも呼びます。コイルは室内負荷だけでなく、換気のために取り入れた外気を冷却・除湿する熱と、空気を室まで運ぶ間に加わる熱も先回りして処理する必要があります。この例では、それらを足す分だけ室内負荷より大きくなります。ただし、計算書にすでに含まれている熱は、再び足しません。

記号で書くと、各負荷を別々に計算した冷房では次の式になります。この式では、ダクト漏気と再熱はないものとします。

qTc = qs + ql + qF + qD + qB

記号	負荷の名前	中身
`qs`	室内顕熱負荷	室温を上げる熱。壁・窓・日射・照明・機器など
`ql`	室内潜熱負荷	湿度を上げる熱。人体から出る水蒸気など
`qF`	外気負荷	換気用の外気を冷却・除湿する熱
`qD`	ダクト通過熱	給気ダクトの壁から入る熱
`qB`	送風機発熱	送風機と電動機から空気へ入る熱

空調機負荷の計算手順

次の条件で、冷房時の空調機負荷を4つの手順で計算します。室内負荷には外気負荷、ダクト通過熱、送風機発熱を含めていません。ダクト漏気、再熱、ベルトなどの伝動装置の損失もないものとします。

項目	条件
室内顕熱負荷	40.0 kW
室内潜熱負荷	12.0 kW
外気負荷	18.0 kW
ダクト通過熱	室内顕熱負荷の10％と仮定
送風量 `Q`	10,000 m³/h
送風機全圧 `ΔP`	800 Pa
送風機全圧効率 `ηF`	0.65
電動機効率 `ηM`	0.90
電動機の位置	空調機内の気流の中

手順1：室内負荷を系統で集計する

空調機1台が受け持つ室の負荷を合計します。

室内負荷 = 40.0 + 12.0 = 52.0 kW

ここで注意したいのは、各室の最大値をそのまま足さないことです。東向きの会議室は朝日が入る午前中に、西向きの執務室は西日が入る午後に負荷が最大になります。両方の最大値を足すと、実際には同時に起こらない負荷を合計してしまいます。熱負荷計算書では「各室最大」の列ではなく、「系統最大」や時刻別集計の列から、同じ時刻の値を拾ってください。

手順2：外気負荷を加える

換気のために取り入れる外気を、室内の温度・湿度まで冷やして除湿する熱を加えます。

52.0 + 18.0 = 70.0 kW

外気負荷は、外気量と、外気と室内の空気状態の差から求めます。計算方法は外気負荷の計算方法で詳しく説明しています。

手順3：ダクト通過熱を加える

冷たい給気が流れるダクトが、空調していない天井内や屋外を通ると、周りの暖かい空気からダクト内へ熱が入ります。入る熱の大きさは、ダクトの表面積、周囲の温度、給気温度、保温材の性能で変わります。

ダクトのルートがまだ決まっていない基本設計の段階では、発注者の設計基準や社内基準で決められた割合を使って見込むことがよくあります。この例では室内顕熱負荷の10％と仮定しました。

ダクト通過熱 = 40.0 × 0.10 = 4.0 kW

70.0 + 4.0 = 74.0 kW

10％はこの例で置いた仮定で、一般的な推奨値ではありません。割合を使うときは、「室内顕熱負荷40 kWの10％」のように、何に掛けたかまで計算書に書いておきましょう。実施設計でダクトのルートと保温仕様が決まったら、ダクト平面図から非空調部を通る区間を拾い、表面積と保温性能を使った計算に置き換えます。

なお、ダクトの継ぎ目から空気が漏れると、室へ届く風量が減ります。漏れた空気が同じ室へ入るのか、還気の通り道へ入るのか、非空調の空間へ逃げるのかで、冷却・除湿への影響が変わります。ダクト仕様書で許容漏気量と試験条件を決め、漏れ先を踏まえて送風機・コイルの風量と空気状態を計算し直します。風量を上乗せするだけで、コイルの計算を終えないようにしてください。

手順4：送風機発熱を加える

送風機は、電気でモーターを回して空気に圧力を与えています。投入したエネルギーのうち、気流へ伝わる分は空気を温めます。その分もコイルで先に冷やしておく必要があるわけです。

送風機発熱は、風量、圧力、効率から求めます。電動機（モーター）が空調機内の気流の中にある場合は、モーターの損失熱も空気に入るので、電動機効率も割り算に入れます。

qB = Q × ΔP ÷ (3600 × ηF × ηM)

3600は、風量の単位をm³/hからm³/sへ直すための数字です。答えの単位はWになります。例の数値を入れると、次のとおりです。

qB = 10,000 × 800 ÷ (3600 × 0.65 × 0.90)

qB = 8,000,000 ÷ 2,106 = 3,799 W ≒ 3.80 kW

74.0 + 3.80 = 77.8 kW

電動機が気流の外にあり、損失熱が空気に入らない場合は、式からηMを外します。この例なら、次のとおりです。

qB = 10,000 × 800 ÷ (3600 × 0.65)

qB = 3,419 W ≒ 3.42 kW

気流内の3.80 kWより0.38 kW小さくなります。電動機の位置は、空調機の機器図や仕様書で確認できます。

計算結果

4つを合計すると、空調機負荷は次のようになります。

qTc = 40.0 + 12.0 + 18.0 + 4.0 + 3.80 = 77.8 kW

室内負荷と外気負荷だけの70 kWに対して、ダクトと送風機の熱で7.8 kW、約11％増えました。この条件で70 kWのまま選ぶと、この分を見落とすことになります。

室内負荷52.0 kW、外気負荷18.0 kW、ダクト通過熱4.0 kW、送風機発熱3.80 kWを加えて空調機負荷77.8 kWを求める計算例

計算で間違えやすい3つの点

各室の最大値を合計してしまう

手順1で説明したとおり、ピーク時刻が違う室の最大値を足すと、空調機を大きく見積もりすぎます。空調機負荷は、同じ時刻の室内負荷、在室・照明・機器の運転条件、外気量をそろえて集計します。

送風機の圧力と効率の種類を混ぜる

送風機の選定表には、全圧と静圧、それぞれに対応する効率が載っています。全圧を使うなら全圧効率、静圧を使うなら静圧効率を組み合わせてください。全圧800 Paに静圧効率を組み合わせるように定義の違う値を混ぜると、送風機発熱がずれてしまいます。

熱源負荷と二重に数える

冷凍機やボイラを選ぶときの熱源負荷は、複数の空調機負荷を集計し、そこへ冷温水配管からの熱損失やポンプから水へ入る熱を加えたものです。ダクトと送風機の熱は空調機負荷で、配管とポンプの熱は熱源負荷で、それぞれ一度だけ足します。配管やポンプの熱を空調機負荷にも入れてしまうと、熱源側で加えた分を二重に数えることになります。

計算結果をコイル選定に使うとき

空調機負荷が77.8 kWと出ても、「カタログの定格冷房能力が77.8 kW以上の機種を選べば完了」とはいきません。コイルの能力は、入口空気の温度・湿度、出口空気の目標状態、冷水の温度、風量によって変わるからです。

空調機メーカーに選定を依頼するときは、77.8 kWという数字だけでなく、次の条件をセットで渡しましょう。

コイル入口・出口の乾球温度と絶対湿度（または乾球温度と湿球温度）
設計風量と、外気・還気を混ぜた後の空気状態
冷水の入口温度、出口温度、流量の条件
コイルと送風機の並び、送風機の圧力・効率、電動機の位置
ダクト通過熱と送風機発熱を計算に含めていること

送風機がコイルの上流にあれば入口空気、下流にあれば出口空気の温度条件へ発熱を反映します。コイルの最大負荷と送風機の最大風量は同時刻とは限らないため、選定対象のピーク時刻に対応する風量と空気状態を渡してください。

除湿後に空気を温め直す再熱がある場合は、冷却コイルと再熱コイルの入口・出口の空気状態を決め、別々に選定します。今回の77.8 kWは再熱なしの計算結果です。

計算に含めた範囲を伝えておかないと、メーカー側でさらに余裕を上乗せされ、二重に割増しされることがあります。汚れや将来の増設に備えて余裕を見込む場合も、「何のために何％」と理由ごとに分けて選定計算書に書いておきます。空気条件からコイル能力を求める方法は、空調機の加熱・冷却コイル能力計算で解説しています。

まとめ｜4つの負荷を順に足して求める

空調機負荷（装置負荷）は、室内負荷、外気負荷、ダクト通過熱、送風機発熱の4つを足して求めます。計算例では、室内負荷52.0 kWに外気負荷18.0 kW、ダクト通過熱4.0 kW、送風機発熱3.80 kWを順に加えて、77.8 kWになりました。外気・ダクト・送風機の熱は室内負荷へ未計上で、漏気と再熱がない条件です。

計算のときは、室内負荷を同じ時刻でそろえること、ダクトの割合を使ったら何に掛けたかを書くこと、送風機の圧力と効率の種類をそろえることの3点を押さえておきましょう。出た数字は、コイル入口・出口の空気条件とセットでメーカーへ渡し、コイルを選定します。