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冷房しても蒸し暑い家

2009 - 07/28 [Tue] - 21:50

竜巻被害が発生したのと同じ頃、
館林市内の高校に通う長男は登校していました。
心配して「凄かったろ?」と聞いてみると、
「知らね」と素っ気ないお返事。 反抗期です
でも実際、被害はとても狭い地域に集中しているようです。

5年以上も前から、私はこのエリアの夏が暑くなると力説してきました。
実際その通りになり、
一昨年には熊谷で日本最高気温が約70年ぶりに更新されたのは有名です。
現在では、【日本一暑い街】として町興しをしています。

しかし今後さらに気温上昇が続いた場合、
シベリア寒気が南下してきたときには注意が必要です。
熱気と寒気が関東上空でぶつかって不安定となれば、
今回のような竜巻がいつ発生してもおかしくありません。
自分の家の近くを竜巻が通ることがあるのかどうか、
こればっかりは自然が相手なので運次第です。
しかし、その確率が上がっているように思えてなりません。
とても心配です(=_=) 

ただ、それだけこの地域の暑さが半端じゃないということ!
私の家の延べ床面積はだいたい125㎡ですが、
夏にはエアコン3台で朝から夜まで一日中冷房しています。
エアコンの冷房能力は1.8kWが1台、2.2kWが2台です。
一般的に1.8kWは4.5畳用(約15㎡)、2.2kWは6畳用(約20㎡)とされていますから、
普通の家の半分以下の冷房能力で家中を冷房している計算になります。

もちろん、計算上はでっかいエアコン1台でもOKです。
ただ小さいエアコンを各部屋に分散する方が、
温度や湿度の差が小さくなって快適性は向上します。
エアコンが多かろうと少なかろうと、冷房の”仕事量”は同じ!
重要なのはエアコンの数ではなく、
どれくらいの仕事をしてもらうのかという問題です。
ところが、この点を誤解する方が少なくないようです。

【追補】
カタログを引っ張り出したところ、
周波数によって冷房能力が違っていました。
60Hzのときは2.5kWでも、50Hzでは2.2kWでした。
ここは関東だから、50Hzのときの冷房能力を見ないといけません。
10年前の機種のため、インバータ制御でないことからこのような違いが生じます。
本文は訂正しておきましたが、
不正確な情報を流して申し訳ありませんでした


「FPの家」に住んでいる他の方も、やっぱり快適に暮らしているようです。
ある本の中では、こんな風に喜びが語られています。
  室内機7台で、28℃、ドライ運転で家中がとても快適です
ところがこれを聞いて、
久保田紀子さんという女性は「え、エエッ?」と驚いてしまったようです。

全室のエアコン7台を24時間動かし放しにしておかないと快適さが持続しないとすると、その家の住み心地はどのようなものなのだろうか? 私が住んだとしたらたぶん不快に感じるだろう。

いえいえ、快適に感じていただけるはずです。
24時間空調するということは、24時間換気するのと同じこと。
外気が快適な季節なら問題はありません。
しかし暑い季節や寒い季節にも快適にしようと思ったら、
24時間、家中を空調してやるのがむしろ好ましい姿です。
だって、”不快な”外気が24時間家の中に入ってくるわけでしょ?

しかし、換気や空調を理解していない、
あるいは潜熱が”見えない”方に限ってエアコンを毛嫌いするようです。
そうかといって、
自然の力に頼って絶対湿度を下げることは困難なのです。

私の家でも3台のエアコンを稼働させていますから、
久保田さんにかかれば手厳しく批判されてしまうことでしょう。
しかしエアコンを使って快適に過ごせるなら、
それでいいんじゃないでしょうか?
考えるべき問題はもっと違うことだと思います。
どうすれば、より少ない消費電力で快適になるのか?
より快適な高温低湿冷房を実現するにはどうしたら良いのかという点です。

ところで。
1時間にどの程度除湿しているのか――気になりませんか?
エアコンのドレンホースから水がぽたぽた落ちてきます。
これを容器に溜めて簡単な計測をしてみました。

ドレン水

1台のエアコンで1時間に約300g(300cc)のドレン水が溜まりましたから、
これを単純に3倍すれば 900g になります。

計測した日は曇り空で蒸し暑い1日でした。
外気は温度29℃ですが、湿度はちょっと高めの80%――
絶対湿度は23.0g/㎥になります。
一方、室内は温度27℃、湿度60%でしたから、
絶対湿度は15.5g/㎥です。
差し引き余分な水蒸気は7.5g/㎥となり、
換気によって1時間に155㎥の外気が入ってくることから……

  7.5(g/㎥)×155(㎥)≒1160(g)

ほらね、ドレン水の量にほぼ等しいでしょ?
外から入ってきた余分な水蒸気が、
エアコンの力で外に捨てられていることがわかります。

ただし、水蒸気は家の中でも発生します。
たとえば人間も水蒸気の発生源、炊事や入浴でも発生します。
これらを全て総合すると、
家の中で1日に発生する水蒸気は10kg程度といわれています。
特に洗濯物からは大量の水蒸気が発生するため、
洗濯物を室内に干すとき、私は除湿機を併用しています。
計測中もちょうど除湿機が稼動していたので、
これも誤差の一因でしょう。

ちなみに、自分の家のエアコンの除湿能力はご存知ですか?
私の家のエアコンは、1.8kWが1.1ℓ/h、2.2kWが1.3ℓ/hです。
3台を合計すれば3.7ℓ/hの除湿能力がありますが、
これは「室温27℃、湿度60%」で冷房運転している際のカタログ値です。
弱冷房除湿の場合には、除湿能力は大きく下ります。

除湿-1
図は東京電力のHPより引用

東京電力が冷房能力2.8kWのエアコンを使って実験した結果を参考にすれば、
冷房に比べて約半分程度の除湿能力と考えて良さそうです。
そうなると、わが家のエアコン3台を弱冷房除湿した場合
1時間に除湿できるのは 約1.8ℓ となります。
それでも、余分な水蒸気を追い出すには十分な性能です。

しかし、外から入ってくる余分な水蒸気が多かったらそうはいきません。
ここで昨日と同じモデルを想定してみましょう。

  【外気】→→→温度=35℃、相対湿度=50%、絶対湿度=19.80g/㎥
  【室内】→→→温度=28℃、相対湿度=55%、絶対湿度=14.96g/㎥

気積300㎥の家を0.5回/hで換気する場合、
外から入ってくる余分な水蒸気の量は 726g でした。

水蒸気侵入量-1

この程度なら弱冷房除湿で対応できますが、
これはC値(相当隙間面積)が少なくとも 1.0c㎡/㎡以下 でのお話です。
気密性能の低い家、つまり隙間の多い家では話しが違ってきます。

”高気密住宅”といってもC値=5c㎡/㎡程度になると、
家の中と外の温度差、そしてその日の風速によって換気量が増減します。
これを自然換気といえば聞こえはいいですが、要は【隙間風】です。
正しくは漏気(air leakage)といい、本来なら換気(ventilation)と呼べないものです。
詳しいことは、こちらをご参照ください。

そこで換気と漏気をあわせて、
気密性の高い家の2倍になる1回/hの外気が入ってくるとしましょう。
このときの余分な水蒸気量は 1452g となります。

水蒸気侵入量-3

これだけならなんとかなりそうですが、
室内で発生する水蒸気を加えると弱冷房除湿では手に負えなくなりそうです。
その場合、より除湿能力の高い【冷房モード】で除湿しないと間に合いません。

【冷房モード】と【除湿モード】を比べた場合、
イメージ的には【除湿モード】の方が除湿能力が高いと感じませんか?
しかし実際には、
東京電力の実験からもわかるように【冷房モード】の除湿能力が一番高いのです。
これはエアコンの仕組みを考えれば納得できます。

高温多湿の空気を冷やすのがエアコン冷房ですが、
冷やされると水蒸気が結露するので除湿もできるわけです。
”弱冷房除湿”とは名前の通り「弱い冷房」ですから、
それだけ除湿能力は低くなります。
もしこれで足りないなら、エアコンの温度をもっと下げてやらないと無理。
それが【冷房モード】に他なりません。
空気をより低い温度まで冷やすので、除湿能力もUPします。

そもそも、エアコンのリモコンに「湿度設定」なんてないでしょ?
エアコンの湿度制御は成りゆき、エアコン内部の冷え具合で自動的に決まります。
温度は下げずに湿度だけ下げるなんていう芸当はできません。

ただし、一応は”高気密住宅”の端くれですから、
C値=5c㎡/㎡程度の家でも【冷房モード】にすれば何とかなりそうです。
それでは、もっと隙間の多い家はどうでしょう?
一昔前のスカスカ住宅では、6回/hもの漏気があるといいます。
すると、1時間に侵入する余分な水蒸気はもの凄い量になる。
ナンと 約9000g に達します。
念のために付け加えておきますが、窓を閉めていてこの有り様です。

水蒸気侵入量-4

こうなると、【冷房モード】でフル稼働しても除湿が追いつきません。
冷房しているのにムッとする。
設定温度を下げれば除湿量が増えて不快指数も改善されますが、
エアコンから吹き出す冷風で身体が冷え切ってしまいます。
そこで設定温度を上げる。
すると除湿量が減って、蒸し暑くなる。
再び設定温度を下げる。
でもやっぱり寒い……
この繰り返しにイライラしちゃう方も少なくないのでは?

そこで登場したのが再熱除湿というもの。
除湿能力は【冷房モード】より劣りますが、
部屋の温度を下げないという優れものです。
除湿能力はエアコンを冷たくするほど高くなりますが、
それではクーラー病で体調を崩す方が続出してしまう。
そこでエアコン内部を2つに分け、
半分の空気は冷やして除湿、もう半分は加熱してやります。
戻すときに一緒に混ぜれば、冷えすぎの心配がないというアイデアです。

除湿-2
図は東京電力のHPより引用 

ただ消費電力は、多い方から 再熱除湿>冷房>弱冷房除湿 の順番です。
これが再熱除湿の欠点。
高気密住宅と相性の良い除湿は弱冷房除湿であり、
メーカーによっては【冷房除湿】と呼んでいます。
外から入ってくる余分な水蒸気が少なければ、
弱冷房除湿でいとも簡単に高温低湿冷房が達成できます。

ところが、隙間の多い家はそうはいかない。
だから、再熱除湿なんていう”裏技”が必要になったのでしょう。
これは隙間の多い家のための機能であり、
高気密住宅では使うだけ電気代の無駄になります。

そろそろ、まとめましょう。
冷房とは、空気のエンタルピーを下げる行為です。
エンタルピーは全熱に他なりませんから、
顕熱ばかりでなく潜熱も考慮しなければいけません。
それなのに、
冷房しているそばから水蒸気がどんどん侵入してきたのでは、
何のために冷房しているのかわかりません。
そこで効率よく冷房を行うためには、
断熱だけでなく気密が重要になります。
つまり、隙間の少ない家にしないとダメなんです。

相当隙間面積を小さくすること(目に見えない隙間を少なくすること)即ち、気密性能を高めることが必要です。

これは小峯裕己先生(千葉工業大学)のご指摘です。
その意味を、みなさんならもう理解できるはず!

さて、最初に紹介させていただいた久保田紀子さん。
「FPの家」が不快だろうと想像する理由として、
エアコンから吹き出す風や音の問題を指摘しています。
それなら心配には及びません。
冷房で減らすべきエンタルピーが少ないなら、
エアコンはガンガン働く必要がないのです。
風は”そよ風”だし、音だって耳を澄まさないと聞きとれません。

でも普通の方がいつも目にしているのは、
猛烈社員のように血眼になって休みなく働くエアコンでしょう。
誤解されてしまうのも仕方ありませんね。
それより、”お金”を気にする人の方が多いのではないでしょうか?

一日中冷房するなんて、電気代がいくらかかるの?

明日は、その疑問にお答えします。



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