装置露点温度（ADP）とバイパスファクタ（BF）とは｜冷却コイル出口温度の計算

ADPとBFは、冷却コイルを通った空気の温度と湿度を求めるための値です。

ADPは、冷却コイル全体を一つの温度で表した「有効なコイル表面温度」です。BFは、入口空気の状態が出口までどれだけ残るかを表します。

この二つが分かれば、入口空気がコイルでどこまで冷やされ、出口でどのような状態になるかを計算できます。

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ADPとBFで冷却コイルの出口状態が分かる

冷却コイルを通る空気のすべてが、フィンや管に同じように触れるわけではありません。よく冷やされる空気もあれば、入口の状態を強く残したまま通り抜ける空気もあります。

計算では、この複雑な動きを二つに分けて考えます。一つはADPまで冷やされた空気、もう一つは入口の状態を残した空気です。その混合結果が、実際の出口状態です。

ADPは冷却コイルの有効な表面温度

ADPは、Apparatus Dew Pointの略です。冷却・除湿コイルの働きを、一つの有効な表面温度で表します。

実際のコイル表面には温度差があります。そのため、ADPは特定の場所を温度計で測った値ではありません。入口と出口の空気状態から求める、計算上の代表値です。

BFは入口空気の状態が残る割合

BFは0から1の間で表します。単位はありません。

BFが0に近いほど、出口空気はADPに近づきます。BFが1に近いほど、入口空気の状態が出口に残ります。

ASHRAE Handbookには、4列・面風速3.5 m/sでBFが30%、8列・面風速1.5 m/sで2%未満となる例があります。これは推奨値ではなく、コイルの列数や面風速でBFが変わることを示した例です。

ADPと通常の露点温度は別のもの

通常の露点温度は、ある空気を冷やしたときに結露が始まる温度です。一方、ADPは冷却・除湿コイルの働きを表すための値です。

「露点」という言葉は同じでも、求め方と用途が違います。空気そのものの露点を知りたいのか、コイルのADPを知りたいのかを先に分けてください。

湿り空気線図では入口・出口・ADPが一直線に並ぶ

冷却・除湿の計算では、入口、出口、ADPの三つを湿り空気線図上の同じ直線に置きます。入口から出口へ線を引き、その線を飽和曲線まで延ばした交点がADPです。

入口と出口の状態が分かれば、この作図でADPを確認できます。逆に、入口、ADP、BFが分かれば、出口の位置を計算できます。

BFはADPを基準にした温度差の比

乾球温度を使うBFの式は次のとおりです。

BF = (t出口 - tADP) / (t入口 - tADP)

分母は入口からADPまでの温度差、分子は出口からADPまでの温度差です。つまりBFは、入口とADPの間のどこに出口があるかを示します。

同じ直線上にある理想モデルでは、絶対湿度 x と比エンタルピー h でも同じ形で表せます。

BF = (x出口 - xADP) / (x入口 - xADP)

BF = (h出口 - hADP) / (h入口 - hADP)

コイルに有効に接触した割合をコンタクトファクタ（CF）で表す場合は、次の関係になります。

CF = 1 - BF

BFが0.15なら、CFは0.85です。

入口28℃、ADP 10℃、BF 0.15なら出口は12.7℃

出口乾球温度を求める式に直すと、次のようになります。

t出口 = tADP + BF × (t入口 - tADP)

入口28℃、ADP 10℃、BF 0.15を代入します。

1. 入口とADPの温度差を求める：28 - 10 = 18℃
2. 出口に残る温度差を求める：18 × 0.15 = 2.7℃
3. ADPに温度差を足す：10 + 2.7 = 12.7℃

したがって、出口乾球温度は 12.7℃ です。

検算すると、(12.7 - 10) / (28 - 10) = 0.15 となります。また、10℃（ADP）< 12.7℃（出口）< 28℃（入口） なので、位置関係にも矛盾はありません。

ここで使ったBF 0.15は計算方法を示すための仮定です。特定製品の仕様値や推奨値ではありません。

BFとADPは運転条件によって変わる

BFとADPは、コイルだけで決まる固定値ではありません。コイルの列数、面風速、冷水温度、入口空気の温湿度などが変わると、出口状態も変わります。

手計算の結果は、メーカーの選定結果と照合してください。実際の機器選定では、設計入口条件と風量をメーカーへ渡し、出口温湿度、全熱能力、顕熱能力、圧力損失まで確認します。

冷却コイル選定表では入口条件から確認する

冷却コイル選定表を受け取ったら、出口温度だけを見るのではなく、計算に使った条件が設計条件と一致しているかを確認します。

□ 入口空気の乾球温度と湿球温度、または相対湿度が設計条件と一致している

□ 出口空気の乾球温度と湿球温度、または絶対湿度が記載されている

□ 処理風量とコイル正面寸法から面風速を確認できる

□ 冷却全熱能力と顕熱能力が負荷計算の範囲に入っている

□ コイル列数、フィン仕様、回路数が選定条件に含まれている

□ 冷水入口・出口温度と流量が熱源計画と一致している

□ 空気側・水側の圧力損失がファンとポンプの計画に反映されている

□ ドレンパン、排水、点検、清掃のスペースが図面に反映されている

□ 風量変動や部分負荷時の制御方法を制御図で確認している

ADPやBFが選定表に直接書かれていない場合でも、入口と出口の温湿度から湿り空気線図上に二点を置けば、ADPを確認できます。BFは温度差、絶対湿度差、または比エンタルピー差から照合できます。

ADP・BFで間違えやすい4つの場面

通常の露点温度をADPとして使ってしまう

入口空気の露点温度は、入口空気の水分状態を示す値です。コイルのADPではありません。ADPを求めるときは、入口と出口を結ぶ線を飽和曲線まで延ばします。

BFの式で分子と分母を逆にしてしまう

どちらもADPを基準にした温度差です。分母を「入口－ADP」、分子を「出口－ADP」とします。計算後のBFが0から1の間に入り、ADP < 出口 < 入口 になるかを確認すると間違いに気づけます。

コイル選定表のBFをダンパのバイパス率として扱ってしまう

コイルのBFは、フィン付きコイルの性能を表すモデルです。空調系統のバイパス風量とは意味が違います。仕様書の記号定義と、メーカーがBFをどの意味で使っているかを確認してください。

最大負荷時の値を部分負荷時にも使ってしまう

風量や冷水条件が変われば、出口温湿度も変わります。部分負荷を検討するときは、メーカーの部分負荷性能と制御方法を確認し、必要なら出口状態を再選定します。

まとめ｜ADPとBFを線図・計算・コイル選定へつなげる

ADPは冷却・除湿コイルの有効な表面温度、BFは入口空気の状態が出口に残る割合です。

湿り空気線図では、入口、出口、ADPが一直線に並びます。出口乾球温度は t出口 = tADP + BF × (t入口 - tADP) で求められます。

ただし、BFとADPは運転条件によって変わります。手計算だけで機器を決めず、入口条件、風量、冷水条件、能力、圧力損失をメーカー選定表で照合してください。

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参考・出典

ASHRAE Terminology: apparatus dew point / bypass factor（ASHRAE）

ASHRAE Handbook—HVAC Systems and Equipment, Chapter 4: Air Handling and Distribution（ASHRAE）

ASHRAE Handbook—Fundamentals, Chapter 1: Psychrometrics（ASHRAE）

Buildings Modelica Library: DXSystems.Cooling.UsersGuide（Lawrence Berkeley National Laboratory）

Buildings Modelica Library: DXCoils.BaseClasses.ApparatusDewPoint（Lawrence Berkeley National Laboratory）

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