暖房用ヒートポンプの消費電力

2016.02.23.12:39

 わが家は10月下旬~翌年4月下旬までヒートポンプを熱源とした温水床暖房を連続暖房しています。
 寒い日が多い1月下旬は暖房費が大きくなりますが、毎日の気温や日射によって暖房費は上下します。
 ヒートポンプは電気を使うので暖房費は電気代と言うことになります。

 電気で暖房というと、こたつ、電気ストーブ、深夜電力を利用した蓄熱暖房機、オイルヒーターなどいろいろあります。
 こうした暖房機器に共通しているのは与えるエネルギーと取り出すエネルギーの割合が1:1と言う点にあります。
 実際には機器の効率が100%ではないので1:零点いくつになるのですが、話しをわかりやすくするために1:1としています。

 前回ヒートポンプの特徴について書きましたが、ヒートポンプは与えたエネルギーよりも大きい熱エネルギーが取り出せます。
 カタログでは1:4ぐらいになっていますが、ヒートポンプは外気温が下がると効率も下がる特徴があります。
 外気温が0度を下回るときの効率を計算してみると1:3ぐらいになっていました。

 つまり外気温が0度を下回るような寒いときに消費電力が1,000Wだったとするとヒートポンプは3,000Wぐらいを出力していることになります。
 電気ストーブは1,000Wの電力で出力も1,000Wですからヒートポンプは効率の良い設備機器だと言うことが分かっていただけると思います。

 わが家では1、2階で2台のヒートポンプを使っています。1、2階とも20坪程度の大きさです。
 それぞれ設定温度が違うので消費電力も違うのですが、一日の平均気温が0度と寒い日は1,300W×2台、平均気温が5度ぐらいになれば700W×2台ぐらいで運転しています。

 富山で一日の平均気温が0度というは真冬の数日程度ですからおおむね700W~1,200W(1台当たり)ぐらいで運転しているようです。
 屋外が5度ぐらいの時に室温を21度ぐらいに保つために使っている電力が700W×2台ぐらいなわけですが、吹き抜けがあっても上下に温度差がほとんど無くトイレや脱衣室も暖房している割には消費している電力は小さいように思います。

 発電所では石油など(1次エネルギー)から電気(2次エネルギー)を作っています。
 1次エネルギーから取り出せる電気エネルギー(2次エネルギー)の効率は1/2.71(平均値)とされています。つまり石油などから取り出せるエネルギーのうち電気として使えるのは37%ぐらいしか無いことになります。
 電気の1次エネルギー消費量には、1kWhを得るためにはその2.71倍の1次エネルギーが必要であることから9.75MJ/kWhが使われています。

 1:1の機器で1kWh(3.6MJ)を得るためには9.75MJの石油などの1次エネルギーが必要となりますが、1:3の機器の場合1kWhから10.8MJのエネルギーが取り出せるので消費する1次エネルギーよりも多くなることから効率が良いとされているわけです。
 消費電力でみるとヒートポンプでは700Wの電気ストーブ2台が消費する電力量で全室連続暖房していることになります。

 全室連続暖房というと贅沢だ、外出時や就寝時まで暖房するのは無駄だ・・・などと言われますが測ってみると必要な場所に必要な時間だけ使う部分間欠暖房で使うエネルギーとほとんど変わりません。

 寒い日でも家に帰れば暖かいという単純で素朴な安心感は住み心地に大きく影響していると思います。
 全室連続暖房は設備機器や熱損失量の他にも間取りなど様々なことを考えなければいけません。
 こんなはずじゃ無かったにならないためにも富山など寒い地域の家づくりは温熱環境まで考えてくれる建築士に相談することをお勧めします。

エコキュートの電気料金

2016.02.15.13:43

 わが家の給湯はエコキュート(470リットル)です。
 エコキュートは関西電力の登録商標で正しくは「自然冷媒ヒートポンプ給湯機」と言うそうです。
 電気でお湯を作る機器には電気温水器もあります。どちらも電気料金単価の安い深夜の時間帯にお湯を作るので間違いやすいのですが、電気温水器とエコキュートはお湯の作り方が違います。

 エコキュートはヒートポンプで空気から熱をくみ取って使った電気以上の熱が取り出せると言われますが、今ひとつ分かりにくい話です。
 ヒートポンプについては”ヒートポンプ・蓄熱センター”に詳しい説明があります。

 また、エコキュートの電気代はいくらですかと尋ねると詳しい人ほどはっきり答えてくれません。
 だいたいこのくらいかな・・・はっきりしない理由はヒートポンプのしくみに由来しているので電気温水器のように一月いくら程度ですと言いにくいのです。
 ヒートポンプは同じ熱を取り出すのに必要な電力が気温によって変化します。

 先日この時期に珍しく暖かい日があったので寒い日と暖かい日でエコキュートの消費電力がどのように変わるのか調べてみました。
 エコキュートは深夜以外の時間でも湯増し運転などを行いますが、今回は深夜時間帯の通常運転時の消費電力量を比較しました。

 測定時間:1:00~7:00

 2月11日
 平均外気温:-1.0度
 消費電力:8.8kWh

 2月14日
 平均外気温:16.2度
 消費電力:4.6kWh

 暖かい日では寒い日の半分ぐらいの消費電力でお湯を沸かしているようです。
 お湯の使い方や使用量は両日で違いはありませんので、気温が下がるとエコキュートは消費電力が多くなることが分かります。

 さらにエコキュートは深夜以外の時間帯でも湯増し運転等をすることがあります。
 エコキュートを使い始めると深夜帯以外の運転が気になります。
 これについてはメーカーもよく考えていて確かに料金単価は高いかもしれないがその分出力を落とせば消費量は抑えられるのでいろいろ工夫しているそうです。

 失敗もありました。
 エコキュートの消費電力を測りはじめた頃に子どもがお風呂に入る時間帯にエコキュートが電気を使っています。
 しかもそれが入浴時間と合っていたために、エコキュートはお湯を使うと電力を消費すると勘違いしたことがありました。
 エコキュートは湯沸かしや湯増し、お湯の温度を保つ運転以外の消費電力はほとんどありませんし、お湯を出す時は水道の圧力を使っているのでポンプが動くわけでもありません。

 お湯を使うと弁が開くとか、外気温が下がると機器内配管の凍結防止にポンプが作動するといったことがありますがほとんど無視してよい程度の電力量です。

 ちなみにわが家のエコキュートの電気料金は
 11月 2,300円
 1月  4,500円
 冬だけ比べても外気温によって電気料金は結構違いますから、夏も含めた通年の電気料金となると答えにくいのが分かっていただけると思います。

 エコキュートの運転方法や使い方をいろいろ変えて試してみましたがやっぱり外気温の影響が大きいので間違った使い方さえしなければエコキュートが自分で判断してくれる運転モードが良さそうです。
 エコキュートは電気温水器よりも安い電気料金で給湯ができますが、機器の値段が高いので電気温水器よりも設備費がかかります。

 ついでに1月の給湯代4,500円を灯油換算してみると灯油1Lが50円ぐらいでエコキュートと灯油ボイラーの運転費用は同じぐらいになりました。

床下の温度

2016.02.07.20:23

 わが家では10月下旬~翌年の4月下旬までヒートポンプを使った温水床暖房を連続運転しています。
 時期によって暖房費用(電気料金)は変わりますが、おおむね室温は21度を下回らないようにしています。

 最近では日中の電気料金単価が高い時間帯の設定温度をタイマーで2度程度下げることで電気料金の軽減に取り組んでいます。
 日中の電気料金単価は深夜料金単価の4倍近くするのでわずか2度設定温度を下げるだけでも電気料金としては目に見えて減るのがありがたいです。通風口を塞ぐバックアップ材

 さて、以前から床下の温度について気になっていたことがあります。
 床下に温度ロガーを吊して継続して測ってみると時々温度がぐっと下がることがありました。
 調べてみると床下の温度が下がる時間帯には比較的強い風が吹いていることが分かりました。
 通常は安定している床下の温度ですが風が吹くと床下にも冷たい空気が入り込むことで温度が下がっていたわけです。

 また、外気温が氷点下になっても室温があまり下がらない日と下がる日がはっきりしていて床下の温度が室温にも影響しているように感じていました。
 そこで調べてみることにしました。

 屋外の気温・風速・風向、それから床下の温度と室温、床面の温度を測ることで風の影響と温度変化は捉えられますが、基礎パッキンの隙間(通風口)の塞ぎ方について課題がありました。
 これについては短時間で隙間を埋めることができて外すときも簡単な丸棒バックアップ材を使うことにしました。
 バックアップ材は目地の隙間を埋める作業に使う下地材です。
 値段も直径21ミリ、60メートル(一箱)が2,000円程度で手に入ります。

 通風口を塞いで測ってみると床下の温度が2度程度、室温は1度程度上昇しました。
 また、風が入ってきにくいので風が吹いても床下の温度変化は小さくなりました。
 通風口を塞ぐ際にエコキュートなど設備がある場所は作業がしにくいのでそのままにしておきましたが、隙間が残っている方角から比較的強い風が吹くと床下の温度も少し下がりますが以前のように急激に下がることは無くなりました。
 床下の温度変化が小さくなったことで風が吹く寒い朝でも室温低下はほとんど無くなりました。

 富山の冬は風が吹かないので体感温度が高いのが特徴です。それでも寒い日に風が吹くと室温も下がっていたわけですが、今回基礎パッキンの通風口を塞ぐことで風が吹いても室温低下を軽減させることができました。
 室温が21度から22度になったわけですが寒いか暖かいかの境界付近でのわずかの温度差は体感に結構影響があります。

 室温は20度もあれば十分ですが、だんだん贅沢になるというか年々少しずつ室温が上昇しているように思います。
 与える熱量を増やしているわけでは無く室内から寒さを取り除く工夫で室温が上昇しているので今年はこれで寒い冬を乗り切ろうと思っています。

 通風口を塞ぐのは寒い時期だけです。暖房を使わなくなったら速やかに外さないと別の問題が起きるので外しやすさは結構重要です。

電気料金メニューの比較

2016.02.02.21:43

 北陸電力から平成28年4月からはじまる電気料金メニューが発表になりました。
 これまで使っていた料金メニューは平成28年4月以降も継続して使えますが、平成28年8月以降の変更については新しい料金メニューしか選ぶことができません。

 電力自由化で電気料金は安くなると言われていますが、わが家ではどっちの料金メニューが安くなるのか興味がありました。
 現在選んでいる”エルフナイト10プラス”と新料金メニュー”くつろぎナイト12”を数年分の1時間毎の消費電力量のデータをもとに比べてみました。

 なんと、電気料金はほとんど同じになりました。
 電気料金は年間20万円を超えますが料金メニューでの年差額は300円程度でしたから同じと言っても差し支えないと思います。

 現在の割引プランが新メニューでは使えなくなります。
 エルフナイト10プラスには冬季の電気料金が2割引になるあったかプランがありますが、新メニューにはありません。
 あったかプランは電気温水器やエコキュート、クッキングヒータ、200Vエアコンや床暖房用ヒートポンプを使用し機器総容量が10kVAの場合に選ぶことができます。

 言葉で書くと難しく感じますが、給湯は電気温水器やエコキュート、200Vエアコン、クッキングヒーターは今では普通の設備機器なのですでにあったかプランが使える家は結構多いと思います。
 新築の場合は最初から設備が揃っていますが、私のように後から少しずつ設備更新した場合はあったかプランを見逃しているかもしれません。

 料金メニューでの差額はほとんどありませんが、あったかプランなどは冬に多くの電力を使う家庭では見逃したくないプランですし、電気料金が高くなる冬に2割引になるのは助かります。わが家では1月の割引額は7,300円でした。
 消費電力量だけで比べるとどっちの料金メニューでも金額に違いはほとんどありませんが料金プランで比較すると割引プランによっては電気料金に違いが出ます。

 わが家の場合は電気料金メニューを変更しない方が年間の電気料金は安くなる結果になりました。
 電力自由化で北陸電力以外も選べるようになりますが、消費電力量だけで比べずにどんな機器をどのように使っているか把握し、電力会社で使えるサービスが無いか調べてみることをお勧めします。

 普段気にしない電気料金メニューですが新しい発見があるかもしれませんし、設備更新時期であれば事前に使える料金プランを知ることで選ぶ設備が変わるかもしれません。
 平成28年8月以降は新しい料金メニューしか選ぶことができなくなります。
 また、あったかプランなどの割引プランの見直しにも締切があります。

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