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エアコンは除湿機として使いましょう

2009 - 07/23 [Thu] - 23:55

いきなり質問です。
エアコンはどうやって冷房してると思いますか?
細かい話は置いといて、
簡単にいえば 家の中の熱を外に逃がすから ――
そう思ってる人が多くありませんか?
【図】にしてみるとこんなイメージです……

図をクリックすると拡大します
エアコン-1

エアコンの中で熱を取ってもらった熱い空気は、
冷たい風に”変身”して拭き出し口から出てきます。
この風が家の中を流れながら、
私達の皮膚から熱を奪ってくれるわけです。
対流による放熱が促進されるので、
火照った身体も気持ちよくクールダウンされます。

もう少し、具体的に考えてみましょう。
まず、真夏の外気を次のように設定します。

1.デフォルト→→→温度=35℃、相対湿度=50%

このときの不快指数は「84.8」――
ほとんど全員が不快と感じるうだるような暑さ
私の住む群馬県東部では、この程度は普通です。
最高気温が35℃を超える【猛暑日】も珍しくありません。  

当然のことながら、
放っておけば家の中もほぼ同じ蒸し暑さになります。
それでは耐えられないので、
家の中の温度を下げることにしましょう。

2.室温を28℃まで下げる

【省エネ温度】とされる28℃にしてみましょう。
しかし、それでも不快指数は「79.0」――
これで快適と感じる方はほとんどいないでしょう。
28℃で快適っていうのはウソなんでしょうか?

3.室温を25℃まで下げる

そこで、家の中の温度を25℃まで下げてみます。
これで不快指数は「76.0」――
ようやく気持ちよくなってきました。
洞窟の中みたいにヒンヤリします。

ただし、この家に長居をするのは要注意です。
人間の深部体温は約37℃ですが、皮膚表面温度は30~35℃程度。
室温25℃ということは、5℃以上も差があるわけでしょ?
皮膚表面温度がどんどん下り、
真夏なのに手足が”雪女”みたいに冷たくなっちゃうのです。

部屋の温度を下げ過ぎるのは、健康上にも好ましいことではありません。
そうかといって、暑いのも問題。
熱中症になるリスクが増大します。
冷え過ぎてもダメ、暑過ぎてもダメ……

いったいどうしたらいいんでしょう?

そこでここまでの流れを、
もうちょっと科学的に検討してみましょう。

図をクリックすると拡大します
湿度

これは湿り空気線図というものです。
横軸は【乾球温度】、ふだん「温度」といってるものです。
縦軸は【絶対湿度】で、緑色の曲線が【相対湿度】になります。

さて、最初の「35℃-50%」というのが【1】のpointです。
これが「28℃」になれば【2】、「25℃」になれば【3】になります。
横に真っ直ぐ移動していくということは、
横軸の温度は変化しても縦軸の値は変化しないことを意味します。
つまり、【絶対湿度】は変わりません。

「35℃」の空気は39.6g/㎥の水蒸気を”持つ”ことができます。
この限界値を飽和水蒸気量といい、
飽和水蒸気量の何%の水蒸気を含んでいるかという値が【相対湿度】です。
これに対して、含まれている水蒸気の絶対量が【絶対湿度】になります。
「35℃-50%」ということは……

  39.6(g/㎥)×0.5=19.8(g/㎥)

【絶対湿度】は19.8g/㎥です。

ところが、空気は温度によって膨張したり収縮したりします。
同じ「1㎥」でも”量”が違うわけですから、
いちいち補正を加えないと正確な比較ができません。
それでは不便でしょ?
温度でも変わらない”基準”の方が好都合というわけで、
現在では空気「1kg」当たりの水蒸気量を【絶対湿度】として用います。
この場合は約0.018kg/kgとなります。

ただし理解しやすいよう、
ここでは誤差を無視して「g/㎥」で考えましょう

【1】から【2】、さらに【3】へと空気を冷やしていくと、
飽和水蒸気量が減るので【相対湿度】も変化します。
「35℃-50%」の空気が28℃になれば75%、
25℃では90%となってまさに”洞窟”状態でしょ?
しかし、【相対湿度】が変わっても【絶対湿度】は変わりません。
いくら温度を下げても水蒸気の量は減らないのです。

そして23℃になると、【相対湿度】はとうとう100%になります。
水蒸気の量が”飽和”したということですから限界です。
でもお構いなしにさらに温度を下げると、
持ちきれなくなった水蒸気が水となって”溢れ”出します。
これが結露という現象で、結露の始まる温度を露点といいます。

ところで。
エアコンの吹き出し口に手をかざしたことがありますか?
設定温度が「28℃」でも、
吹き出し口近くの風はもっと冷たく感じるはずです。
実際、エアコンの”内部”は10℃近くまで冷えるんです。

4.空気を18℃まで下げる

では、「35℃-50%」の空気を18℃まで冷やしてみましょう。
それが【4】というpointですが、
18℃の飽和水蒸気量は15.4g/㎥しかありません。
「35℃-50%」の持っている水蒸気は多すぎるので、
申し訳ないけど余分な水蒸気は捨ててもらいます。 

  19.8(g/㎥)-15.4(g/㎥)=4.4(g/㎥)

エアコンの中では、空気1㎥に付き約4~5gの水が結露します。

5.空気の絶対湿度が下る

するとどうなりますか?
空気の持っている水蒸気の量が減るでしょ?
横軸の変化から縦軸の変化に変わり、
ここで初めて【絶対湿度】が減って【5】に移動します。

6.空気が28℃まで暖まる

こうしてエアコンから吹き出てくる風は、
とても冷たく【相対湿度】はほぼ100%の風です。
この極めて低温で高湿の空気がすぐに熱せられ、
最終的に28℃という温度になったとしましょう。
それが【6】のpointです。
【5】→【6】は再び横の移動になりますから、
【絶対湿度】は変化しません。 
28℃の飽和水蒸気量は27.2g/㎥なので……

  15.4(g/㎥)÷27.2(g/㎥)≒0.56

【相対湿度】は凡そ55%となり、
極めて低温で高湿の空気は高温低湿の空気に”変身”します。
家の中がこの空気に満たされれば、
目指す「28℃-55%」という目標が達成されます。

ここに至る過程で一番重要なことは、
【4】→【5】の移動にともなって【絶対湿度】を下げたという点です。
つまり、これは除湿 に他なりません。
「35℃-50%」の空気をいったんとても冷たくすることで、
水蒸気が除かれ「28℃-55%」のカラッとした空気に変わります。
これを冷却式除湿といい、
昔の人がいくら知恵を絞っても、さすがにこれだけはできませんでした。

エアコンは冷房しながら除湿もしてくれる

この点こそが重要、エアコンは”除湿機”です。
”熱”を取り除いて温度を下げるだけでなく、
余分な水蒸気を水に変えて外に捨ててくれます。

図をクリックすると拡大します
エアコン-2

エアコンから出てくる風は、冷たいだけでなく”乾いた風”。
”乾いた風”といっても、冬のように乾燥しているという意味ではありません。
正しくいえば、【絶対湿度】の低い風という意味です。
そのおかげで発汗作用の機能しやすい環境が整えられ、
蒸発による放熱がスムーズに進みます。
やや高めの28℃という温度でも、湿度が55%なら不快指数は「76.4」――
これなら蒸し暑さを感じることもありません。

温度のことしか頭にないと、家の中は快適空間になりません。
温度の下げ過ぎは身体を冷やし、かえって夏バテの一因になります。
それよりも、除湿によって【絶対湿度】を下げることが重要。
高温低湿冷房が重視するのも除湿であり、
効率的に除湿のできる家が快適で健康な暮らしに最も近い家となります

というのも、
蒸発による放熱では温度低下が起こらないからです。
発汗量によって、皮膚表面温度が変動しないよう自動調節されます。
だから、身体が冷える心配もない!
【補足】
汗が額からだらだらと滴り落ちているような状態で、
一気に冷房を開始するときには注意して下さい。
急激に大量の蒸発熱を奪われれば、さすがに身体は冷えてしまいます。
暑さに耐えられなくなるまで冷房を我慢するのではなく、
むしろ早めに冷房を始め、汗の蒸発を促す方が良いのです。


温度のことしか考えない家は、いくら頑張っても快適にならない……
夏の暑さを乗り切るために、人間は汗をかきます。
除湿をして汗の蒸発しやすい環境を整えることが、
一番理にかなった身体に優しい暑さ対策なんです。

これで、温度だけじゃダメ!って納得していただけましたか?


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