CAVとVAVの議論は、ほとんどすべての換気設計で持ち上がりますが、多くの場合、評価の軸がずれています。定風量は変風量の旧式版ではありません。一方は決まった空気量を保証するために設計され、他方は動く需要を追うために設計されています。実務で答えるべき問いはもっと狭いものです。このゾーンに固定風量の義務があるか、在室人数や汚染負荷が大きく変動するか、そして制御系が端末の需要を合算してファンまで伝えられるか。
一つの違いがすべてを決める
**CAV（定風量）**は各室に供給する風量を固定します。ダクト網の他の場所で風量が変わり圧力が動くと、CAVダンパーは開度を変えて目標風量を設定値に戻します。部屋に何人いるかは関係ありません。1時間あたり何立方メートル入るかを保証します。
**VAV（変風量）**は需要を追います。CO₂/TVOCセンサーが端末コントローラーに信号を送り、ダンパーを開閉します。空気質が悪化すれば風量を増やし、基準を満たせば減らします。システムはその瞬間に部屋が必要とする量を届けます。
以下のコスト、消費エネルギー、保守性の差は、すべてこの設計意図の違いから生じます。
定風量（CAV）：利点と代償
CAVが力を発揮する場面
- 制御が単純で安定。 空気質センサーをループに入れないため、ドリフトを追う必要がありません。圧力変動は端末で吸収され、試運転後も設定値は長期間維持されます。
- 初期コストが低く保守も容易。 CO₂/TVOCトランスミッターやインテリジェントコントローラーを購入する必要がなく、固定風量の設定は1点だけ、その後のプローブ校正も不要です。
- 法令適合に議論の余地がない。 一定の換気回数が義務付けられる場所、または空気質の連続監視が非現実的な場所——生産工場、化学実験室、クリーンルーム——では、固定風量が条文を直接満たし、需要変動制御に伴う適合リスクを持ち込みません。
CAVがコストになる場面
- 部分負荷効率が低い。 半分空いた部屋にも設計風量が送られます。冬は建物外へ持ち出される熱となり、夏はコイルの冷房負荷を押し上げます。
- 適応性がない。 ある空間の用途が変わる——オープンオフィスが会議室になる——と、固定風量は新しい在室人数に対応せず、ダンパーを手作業で再設定する必要があります。
- VAVとの直列接続で不安定。 CAVダンパーが制御に必要とする上流側圧力と最小風量は、VAVボックスの下流では確保できません。VAVが閉じた瞬間に圧力が崩れ、枝路が設定値を外します。
変風量（VAV）：利点と代償
VAVが力を発揮する場面
- 実質的な省エネ。 需要に応じた換気は過剰供給を避け、在室人数の変動幅と運転時間が大きいほど効果が増します。そのため環境建築の認証ではVAVが標準的な解になります。
- 混在する用途への適応。 オープンオフィス、会議室、商業フロアは負荷が時間ごとに変わります。VAV端末はそれに追従し、外部センサーやBMSの信号も受けられます。
- システム全体への統合。 中央静圧制御を組み合わせると、端末需要が合算されてファンに伝わり、建物の負荷低下に合わせてファンも減速します。省エネは端末の先まで届きます。
VAVがコストになる場面
- 初期コストと試運転の負担が大きい。 センサー、コントローラー、アクチュエーターの費用に加え、試運転ではセンサー閾値、ダンパー開度、風量の対応を校正し、中央静圧ループとの連携まで確認する必要があります。
- センサーの健全性に依存。 プローブ精度が制御品質を決めます。定期的な清掃と校正を怠ると測定値がドリフトし、風量制御が劣化して室内空気質も低下します。
- 最小風量の制約。 サンプリングを有効に保つため端末を完全に閉じられず、低需要時にも基礎的なエネルギー消費が残ります。
直接比較
| 項目 | CAV | VAV |
|---|---|---|
| 制御目標 | 固定の送風量 | 需要に応じた風量 |
| 端末構成 | 定風量ダンパー、必要に応じ定風量ファン | センサー＋コントローラー＋VAVダンパー |
| 初期コスト | 低い | 高い |
| 試運転 | 容易：固定設定値1点 | 煩雑：校正とシステム全体の検証 |
| 部分負荷消費 | 劣る | 優れる |
| 保守 | 少ない、センサー校正不要 | 多い、センサーの清掃と校正が必要 |
| 適する空間 | 生産工場、実験室、クリーンルーム | オフィス、会議室、商業施設、ホテル |
| 主なリスク | VAV直列接続による枝路の不均衡 | センサードリフトと最小風量 |
実用的なハイブリッド：ゾーン別に、そしてファン側で閉じる
実際の建物は純粋なCAVでも純粋なVAVでもなく、両方のゾーンを含みます。妥当な方法は2種類のダンパーを同じ枝路に通すことではなく、別の階層で制御することです。
- 定風量ゾーンには専用の枝路を与える。 クリーンルーム、実験室、プロセス室は専用のCAV枝路を持ち、建物全体の変風量制御から切り離した定風量ECファンで独自の設定値を保ちます。
- 変動するゾーンはVAVで運転する。 オフィス、会議室、商業フロアの端末はセンサー需要に応じて調整し、その需要を上流へ伝えます。
- ファン側でループを閉じる。 中央静圧コントローラーが端末需要を圧力設定値に合算し、0-10VまたはPWMでECファンの回転数を調整します。需要が下がれば、閉じていくダンパーに対して全速で運転し続けるのではなく、ファンも減速します。
この構成では、ファンは固定回転の空気源ではなく、省エネを実際に実現するアクチュエーターになります。SF146A-E092A3-CA 定風量EC両吸込遠心ファンは、まさにこの用途向けに設計されています。600 m³/h、最大480 Pa、230 V AC入力で180 W、1200 r/min、52±1 dB(A)、IP42、PA6+GF25%羽根車にNSK玉軸受、−25 °C〜+50 °C。実測された4本の運転曲線はPWM 100/65/40/20 %（Vsp 10.0/6.5/4.0/2.0 V）に対応し、600、450、300、180 m³/hという4つの設計風量を選択できます。系統抵抗がおよそ100 Paから300 Paへ上昇しても、ダクトを再バランスせずに設定風量を維持します。
より大きな風量には、SF146Aシリーズの他のモデルや、高静圧のSF160シリーズ（最大705 Pa）が同じ0-10V/PWM制御を備え、中央静圧制御に統合できます。部分負荷におけるECモーターの効率優位性についてはIE5 PMSM ECファン技術の解説を、吸込方式の選定は両吸込と片吸込の比較をご参照ください。
選定チェックリスト：5つの質問
- そのゾーンに固定風量の義務があるか。 あるならCAVを優先します。適合性をエネルギー数値と引き換えにはしません。
- 在室人数と汚染負荷の変動が大きいか。 変動幅が大きく運転時間が長いことが、VAVの投資回収を成立させます。
- 建物側がセンサーと制御を維持できるか。 校正能力がなければVAVの精度は急速に落ち、CAVがリスクの低い選択になります。
- 端末がすでに別の制御ダンパーの下流にないか。 VAVボックスの下にCAVを重ねてはいけません。不均衡はほぼ確実です。
- ファンがシステムに追従できるか。 できれば省エネはファンまで届きます。できなければ、端末を閉じるだけでは余剰空気をダクト内に押し込むことになります。
この5問に答えれば、CAV対VAVの議論は好みではなく工学計算になります。CAV枝路用の定風量ECファン、または中央静圧設定値に追従するファン側の構成が必要でしたら、風量、静圧、制御信号、設置スペースを当社技術チームにお送りください。選定をご提案します。