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●暖房に見るヒートポンプの効率 ~根拠~

蓄熱暖房機とヒートポンプ式暖房機の効率の比較という点では、どうでしょう。

ヒートポンプ式の機器を販売しているメーカーの表示通りの数値(冬)では無いにしても、

ヒートポンプ式の方が蓄熱暖房機よりは消費電力は小さいのではないでしょうか。

寒さの厳しい地方でも、冬期間でも温度の変化はあります。-20℃の時もあれば-5℃の時も

あるでしょう。一日の温度変化もあります。夜間のほうが外気温は低いでしょうし、天候によっても

左右されます。例えヒートポンプ式の効率が悪くても蓄熱暖房よりは消費電力が少ないでしょう。

但しこの推測には、ある条件が前提です。

その絶対条件は、運転時間が同じことです!

ママ
「・・・・・ん?当たり前のような、そうでないような・・・・・言っている事が意味不明????」


パパ
「そうですね、少し長くなりますがまとめてみましょう。」


蓄熱暖房機は、ニクロム線に5~8時間通電して熱をレンガなどの蓄熱体に移動させ、その熱を

自然放熱させて暖房する機器です。ニクロム線は数百℃にもなります。その高い温度を、

多くの熱を貯めることのできるレンガやコンクリートに蓄熱させます。5~8時間の時間をかけ

貯めた熱を残りの16~19時間に放熱させます。

片や、ヒートポンプ式は外気温の熱を圧縮させて温度を上昇させ、その熱を利用する機器です。

放出する熱は、室温を20度に設定すれば20℃に上げられる熱量になります。外気温が0℃と

仮定して、3~40℃程度の熱量を電気で作るのではなく、ヒートポンプ式を利用することで

十数℃分の熱量(電気エネルギー)で室内に3~40℃の熱を放熱できます。(cop3~4の場合)

電気エネルギーを数倍の熱に変換できるヒートポンプの効率が良いと今まで述べてきました。

蓄熱暖房機は電気エネルギーをそのまま熱エネルギーに変換する能力しかありません。

ということは、消費電力はヒートポンプ式の機器のほうが省電力です。


しかし、熱量の観点から両者を計ってみましょう。

蓄熱暖房機は数百℃の熱を5~8時間貯めます。方やヒートポンプ式は3~40℃の熱量を瞬時に

放熱しています。瞬時の熱量は蓄熱暖房機の方が数倍もあります。一日のトータルの熱量は

時間が関連します。という事は、蓄熱暖房機の一日の熱量にヒートポンプ式暖房機の熱量が

同じ量に達するためには、長い運転時間が必要になります。


今度は、運転時間の比較です。

蓄熱暖房機の通電時間は契約時に決定します。5時間か8時間のどちらか。

ヒートポンプ式はどうでしょう。室温20度に設定したとします。20℃になれば運転は停止しますが

室温が設定温度より下回れば運転します。

必要な熱量は、単純に言えば【室温ー外気温】です。
(本当は嘘です。住宅の断熱性能と深く関わりますし、一日の温度変化も考慮します。)

外が寒ければ寒いほど運転時間は長くなります。最長24時間運転も考えられます。


       【数百℃の熱量を最長8時間】 と 【20℃の熱量を最長24時間】
                     

この二つの機器の条件を『支払う電気料金』で考えます。(細かな条件等はさておき)

【数百℃の熱量を最長8時間】の使用する時間帯は決まっています。この決まった時間帯の

電気料金は通常の電気料金の1/3と割安です。

【20℃の熱量を最長24時間】の使用する時間は不特定です。いつ運転するかわかりません。

使う熱量は小さいのですが、運転時間は長くなります。1/3の割安な電気料金の時間も利用

しますが、通常の電気料金よりも割高な時間帯も使用することになります。

A  機器の効率

B 機器の熱量と運転時間

C 機器の通電する時間帯と電気料金

                この三者の関係は・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・


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