手作り工作・発明教室  上へ    暖房器具の特徴とランニングコスト比較    2011/3/4

 エアコン暖房の方が灯油より安いので省エネエアコンを買うようにエアコンメーカー、電力会社、国はエコポイントを設けて宣伝している。納得いかないので調査した。

 エアコンは電力会社が石油を燃やして作った電気を家庭まで送電し、それをエアコンのヒートポンプで外気の熱を部屋に汲み上げる方法である。この間エネルギーロスは発生している。一方灯油は直接燃やして熱を発生する。だから灯油の方が絶対安くて地球にとってもエコである。 と思っていた。
「調査結果」
 電気は電力会社が原子力、LNG,石炭、石油、水力などから作っている。発電原価が15円と高い石油は10%にすぎない。他の材料は発電原価が安いので平均すると1kWh当たり数円で発電されている。
 これにいろんな費用が加わって家庭では1kWh当たり20~25円で利用できる。

■暖房器具の比較
 仕組み特徴
エアコン ヒートポンプで外気の熱を部屋に汲み上げる方法。  ○自動運転でき手間がかからない。
×部屋をあたためるのに時間がかかる。
×電力消費量など電気代の計算が非常に難しい。
灯油ヒーター 石油を直接燃やす方法。(炭酸ガスと水が発生し換気が必要)  ○短時間で部屋をあたためることができる。
×灯油の購入、給油など手間がかかる。
電気ヒーター 電気を直接熱に変える方法。  ○短時間であたためることができる。×電気代が高い。


■エアコンの使い方と電力

汲み上げに必要なエネルギーは温度差に比例する ・・・・ 理科の勉強
 温度差のある2つの物体間の熱を移動させるに必要なエネルギーは、温度差に比例する。温度が高い場所に移動させるのがヒートポンプである。逆に温度が高い所から低い場所に移動すると温度差に比例してエネルギーを取り出して発電できる。
 エアコンでは外気温と室内温の温度差に比例して消費電力量が増加する。外気温と室内温が同じになれば、コンプレッサーは動く必要が無く消費電力はゼロになる。

 JIS(日本工業規格)C 9612では、外気温7℃から室内温20℃に熱を汲み上げるに必要なエネルギーを消費電力としてW(ワット)表示し、汲み上げた熱量を暖房能力としてkW(キロワット)で表示するように定めている。
 具体例をあげれば、暖房能力4.2kW,消費電力860Wのエアコンの場合、暖房効率は4.2/0.86=4.9となる。
 このエアコンで外気温が2℃の場合の仕様値は暖房能力5.6kW、消費電力1,755Wなので、暖房効率は5.6/1.755=3.2と計算で求めることができる。注意すべき点は、気温が5℃下がっただけで電気代が2倍以上に大幅に増加し、ブレーカが落ちることもある。

 前記理論値から計算すると、外気温2℃から室内温20℃に熱を汲み上げるときに必要なエネルギーは18℃/13℃で1.4倍に増加することがわかります。実際のエアコン3社・9機種の平均は4.8/2.9=1.7倍になった。
 2℃より低すぎたりすると、もっと電気を使うことになります。ブレーカーに余裕を持たせたり、寒冷地仕様のエアコンを購入する必要があります。そうしないとブレーカーが飛んだり、コンセントが熱くなってエアコンは効かないトラブルも発生することがあります。

●COP値 JIS C 9612,2005年
 エアコンのCOP値は室外7℃、室内20℃の時の値と定義されている。これが6ならば、電力使用量の6倍の熱を室外から室内に汲み上げる。
 このCOP値が一人歩きし、どんな条件でも数倍の効率と誤解されることが多い。
 COP=5.5:電気代4.5円/kWh=25円/5.5
 COP=4.5:電気代5.6円/kWh=25円/4.5
COP=3:電気代8.3円/kWh=25円/3≒灯油

日立RAS-S40A2エアコン 寒冷地用、価格20万程度のカタログより
 COP=5.6(外気温7℃温度差13℃):電気代4.5円/kWh=25円/5.6
 COP=2.9(外気温2℃温度差18℃):電気代8.6円/kWh=25円/2.9
 COP=5.6(外気温マイナス15℃温度差35℃):電気代12.5円/kWh=25円/2

●電気量は熱交換機の汚れで増加する
 熱交換器は室内機と屋外機につている。フィルターの掃除をこまめにする必要がある。
 フィルターを2週間に一度は掃除する。15~20%節約になる。裏返すと2週間放置すると新品に比べて15~20%増加する。

●暖房時は設定温度を1度下げると10%節減になると思う
冷房時、設定温度を1度あげると10%節減になると言われている。暖房時は設定温度を1度下げると10%節減になると思う。裏返すと外気温が1度上がると10%増加する。さらに正確には、温度差を10%縮めると10%の節約

●暖房時は風向を真下に向け、風量を「強」にする
 エアコンの設定温度は室内機の吸い込み空気温度で検知。暖房時は風向を真下に向ける。そうしないと天井のみ暖まる。真下の床の温度を測って制御するエアコンもある。灯油ファンヒーターは床面に空気が噴き出すので好都合。風量は強440W,弱530Wで強の方が20%電気代が節約できたとの報告もある。

●APF値
 年間を通じてエアコンを使用した時、1年間に必要な冷暖房能力を、1年間でエアコンが消費する電力量(期間消費電力量)で除した、性能評価指標。東京の木造南向き住宅の年間電機量の値、0時から6時までの6時間を除いた18時間の値。外気温度が16℃以下の時暖房が必要、24℃以上の時冷房が必要と規定されている。冷房時は27度以上の外気温、暖房時は20℃以下の外気温の時エアコンを入れる。暖房期間10月28日~4月14日、冷房期間6月2日~9月21日。
COP値よりAPF値がよく使われる。両方とも、ほぼ同じ値。
 実態は一日に冷房は4時間以下、暖房は2時間以下で大きくかけ離れている。

■暖房器具 エアコンの暖房エネルギー使用効率はCOP値であることに注意
 パナソニック
CS-406XB2
富士通
AS36HPV
三菱電機
KD-SX404
コロナ
DH-1109R
購入年月 2006年12月(H18)  2002年7月  1999年12月   2010年2月  
種類 エアコン(単相200V)  エアコン  灯油ファンヒータ 遠赤外線電気ストーブ
冷房エネルギー
消費効率
4.8  4.14
外気温21から43℃ 
---- ----
冷房消費電力 840W  870W  ---- ----
冷房能力 4kW  3.6kW  ---- ----
暖房エネルギー
消費効率
5.5  4.47
外気温24℃以下 
 1  1
暖房消費電力 905W  1075W  25W   1100W
暖房能力 5kW  4.8kW  4kW 1.1kW
ランニングコスト 電気4.5円/kWh
(外気温7℃の時)
電気5.2円/kWh
(外気温7℃の時)
灯油8.3円/kWh 電気25円/kWh
備考 おそうじロボ     0.4L/h 物を暖めるため使用


最新エアコンの調査結果
 2011年2月の3社9機種のカタログの仕様を調べた。暖房能力4kWh以上のもの
 外気温7℃の時の効率は平均4.8で電気代=25円/4.8=5.2円/kWh
 外気温2℃の時の効率は平均2.9で電気代=25円/2.9=8.6円/kWh。(古いエアコンにはこの仕様値が記載されていなかったが最近のエアコンには記載されている)すなわち外気温2℃以下では灯油が安い。

 なお効率指標としてCOPは使われていないで、APFの平均は5.7
 暖房効率は5年前から向上していない。

灯油代8.3円/kWh=85円x860キロカロリー/8771キロカロリー。
  名古屋の2月26日灯油価格は85円/リットル。発生熱量は8771キロカロリー/リットル。
電気量とカロリーの換算:1キロワットアワーで発生熱量は860キロカロリー
(1kWh=1000*60秒*60分*ジュール=3600kジュール=3600k/4.19カロリー≒860キロカロリー)
暖房効率が冷房効率より1割ぐらい高い理由
 以下推定である。暖房時は室内機のファンモータなど消費する電気が全て熱になり暖房機と働く。冷房時は逆に室内機が消費する電気が冷房負荷として働き効率が下がる。

■問題点など
●エアコン分解掃除  16,000円
●2月28日午後2時、外気温14℃だったので灯油ヒータをエアコンに切り替えた。設定温度24℃、風量大、風向真下にした。やはり床は暖まらないようだ。エアコンを切ったらすぐ部屋の温度が下がった。
●3月3日寒波がやってきて寒かった。ホットクッションを購入して使っている。18Wで25円x0.018=0.45円/h、10時間で5円。エアコンの設定温度20℃に下げた。