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エアコンの必要能力の計算

日経新聞に「小型で高効率がベスト エアコン選びの極意」と題して東京大学大学院工学系研究科の前真之さんが記事を書いているのに興味を持って、自分の家のリビングのエアコンにかかっている負荷を計算してみました。

計算に用いたのはここ10年間で一番負荷の大きい先月25日の寒波の日の気象データを使いました。
気象庁のデータを使って比エンタルピーを計算したところ、二番目は2011年1月31日でした。

家は横長リビングなので窓が大きく、1.8m*3.6mです。
部屋の幅6mで室内階高は2.47m。
熱貫流率は窓部分は複層ガラスなので3.4W/m2K、壁は0.49W/m2Kで計算しています。
中層階中住戸なので、上下左右の家からの入熱はないものとして計算します。

窓部分の透過熱量: (20-(-3.5))*1.8*3.6*3.4=518W
壁部分の透過熱量: (20-(-3.5))*2.47*6.0*0.49=96W
換気による負荷:   0.33*37*(38.5-1.2)=455W

ここで、0.33は単位をそろえるためのおまじない、36は大体の換気風量
38.5は室温20℃湿度50%の時の比エンタルピー、1.2は外気-3.5度湿度67%の時の比エンタルピーです。

合計で1069W

エアコンの定格が4kWということを考えると定格の25%とかなり低負荷で運転していることになります。
もちろん、定格に余裕がないと急速に室温を上げる必要があるときに困るので余裕は必要ですが、ちょっと余裕がありすぎな気もします。

素早く温めるという必要さえなければ一番小さな機種で十分ということになりました。

実際に計算して気が付いたのは、意外に換気の負荷が大きいことです。
この計算では30m2で2.47m換気回数0.5回で計算していますが、キッチンの換気扇は風量が大きいのでキッチンで調理している間はかなり負荷が高くなりそうです。
キッチンの換気扇の定格風量が分からなかったので今回計算ができませんでしたが、省エネをしていくと意外なところにも気を使わなくてはいけなくなりそうです。




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