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本日は除湿が苦手な最近のエアコンについての考察になります。

最近のエアコンの冷房運転は除湿が苦手

こちらの画像は家庭用の壁掛けエアコン室内機の内部にあるアルミフィンとも言われる熱交換器です。

夏季のエアコンの仕組みはこの熱交換器の温度を下げて、ここに空気が通過することで空気中の水分が結露して、結露した水をドレンホースから室外に排出することで室内が除湿されます。

冷房運転は単純にアルミフィンの温度をさげて室温低下と除湿を同時に実現するものですが、ドライ運転には大きく分けると2種類の方法があって、廉価機種のドライ運転は風量の弱い冷房運転のことであり、上位機種のドライ運転は冷房した空気を再度暖める再熱除湿というものが搭載されていますケースが多いですが、この場合は再熱する分の消費電力が増えます。

ただ、最近のエアコンは省エネ性能が向上しているため、室温を少ない消費電力でキープするために、冷房運転においてはアルミフィンの温度を大きく下げないため、結露が発生せず除湿が苦手です。サーモオフが起きない運転状況においてもアルミフィンの温度が高いため除湿量がそもそも少ないのです。

少ない消費電力で少しだけアルミフィンを冷やして大量の空気を通過させる「適温大風量」によって、室温を適温にキープしようとする特性が最近のエアコンには顕著で、大量の気流が人にあたらない様に、色々と気流の方向を工夫している商品が出ていますが、やたらと気流制御をアピールするエアコンには消費電力を下げたいという事情があるわけです。

トップランナー基準値と言われる省エネ基準を達成するために、「爆風モード」と言われる大量の空気をエアコンに通過させる性能偽装が過去に消費者庁からエアコンメーカーに指摘されましたが、やはりこの気流を増やして温度上昇を抑え消費電力を減らす手法は継続しています。

冷房運転において、エアコンから吹出す空気の温度が下がりすぎないという事は除湿量が少ないということであり、さらに高気密高断熱住宅においては、適温で大風量な冷風によって家が冷えすぎてしまうため、この最近のエアコン特性が高気密高断熱住宅における低温高湿度問題をさらに加速させていると思います。

では、どうするかというと、エアコンメーカーの省エネ作戦の反対の運転をすれば除湿量は増えるため、廉価機種が行っていた昔ながらのドライ運転をすれば良いわけです。そのためには冷房運転の場合は風量を自動にするのはやめましょう

 

冷房運転では「風量最弱で風向きは下」にする

まず、廉価機種に搭載されている「ドライ運転」の仕組みを理解すると、冷房運転での全館冷房の方法が見えてきますが、再熱機構を持たない廉価機種のドライ運転は風量の弱い冷房運転のことを指します。

風量を弱くする理由は、暖かい大量の空気がエアコンを通らないため、アルミフィンが冷えるからです。アルミフィンが冷えるということは、エアコン内部で結露が発生して除湿が促進し、エアコンから出てくる空気は少量ですが冷たくなります。

冷たい空気がエアコンから出てくると、今後はエアコン周辺の室温が低下してサーモオフが起きて除湿が止まることから、エアコン周辺の天井付近の室温を下げないように、エアコンから出てくる冷風は攪拌せずに床方向に真下に落とす方法があります。

エアコンの設置場所によっては、この真下に落ちた冷気が床を這って人の足元に当たり不快な原因となりますから、その場合は居室の手前のどこかに扇風機やサーキュレーターを設置して暖かい室内の空気と攪拌してはいかがでしょうか。

そして1台のエアコンで全館冷房をするのであれば、エアコンの温度設定についてはエアコンの能力によりますが、現在の室温から4℃~5℃引いた設定にすると居室の室温が丁度良くなると思います。

私の場合は旧宅において二階の8畳用(2.5kW)のエアコンを、室温に応じて梅雨は22℃設定、梅雨が明けたら24℃設定、盛夏では25℃設定としていました。エアコンの設定温度変更は夏シーズンで3回程度で、24時間この状態で変更はしていません。

梅雨の時期に冷房運転をすると室温が下がるため、窓からの日射を入れた方が住み心地が良くなります。梅雨が明けるまでは今度は窓から日射を入れた方が室温が丁度よくなる家もあるでしょう。

世間ではエアコンの設定温度を27℃に設定するという事が常識のようになっていますが、それは温度を基準とした設定方法の考え方であり、湿度を基準に考えれば、もっとアルミフィンを冷やさなければ除湿が進まないのです。

設定温度を下げたら室内が寒くならないように、エアコンは小型で人から離れた位置に設置することが望ましいのです。そうすることで、室内が高温低湿度の空間になります。

 

実際の運転を確認してみましょう

それでは実際に全館冷房のテストをしてみます。ただ、まだ室内の相対湿度が60%を大きく超えてないため、あくまで短時間での運転テストとなります。

画像の測定器は左からみはりん坊W、真ん中はロスガードの消費電力測定器(たまたまここに設置しただけで関係ありません)、ワットチェッカーの順です。みはりん坊Wとワットチェッカーの数値をご確認ください。

最初に冷房運転の風量自動です(設定温度は23℃)

  • エアコン吹き出し口
    • 絶対湿度 12.8グラム
    • 温度 20.3℃
    • 相対湿度 73%
    • 露点 15.3℃
  • 消費電力 91W

風量自動の状態では吹き出し口の温度が高く相対湿度が73%とあまり高くありません。これではエアコン内部で結露せず除湿が進んでいないことを表します。冷房運転において風量自動の運転はよろしくありません。

 

暫くするとサーモオフになった

  • エアコン吹き出し口
    • 絶対湿度 13.9グラム
    • 温度 20.8℃
    • 相対湿度 77%
    • 露点 16.6℃
  • 消費電力 6.6W

暫くすると室内が涼しくなったため、エアコンが除湿を止めてサーモオフになり、消費電力はガクンと落ちてファンしか回っていない状態になりました。エアコン吹き出し口の絶対湿度が上昇しています。この状態では室温は低く保てますが、エアコン吹き出し口の相対湿度が70%台ではエアコン内部で結露していないでしょう。

 

風量最弱で風向きは下にしてみた

  • エアコン吹き出し口
    • 絶対湿度 12.7グラム
    • 温度 16.1℃
    • 相対湿度 93%
    • 露点 15.0℃
  • 消費電力 71W

サーモオフを解消すべく、風量設定を最弱にして、風向きを下にしました。

風量を少なくすると、アルミフィンの温度が下がって吹き出し口の露点温度が15℃の状態になりました。吹き出し口の部分で温度が16.1℃ですから、エアコン内部のアルミフィンの温度はそれより低くなり、結露をしていると思います。

私の経験からは吹き出し口の相対湿度が85%以上ないとエアコン内部で結露が起きていないと思いますが、露点温度を計算して、吹き出し口の温度が近ければ、内部で空気中の水蒸気が結露をして除湿されているでしょう。

最近のエアコンは温度(顕熱:けんねつ)を下げる方にエネルギーを多く振り向けるため、大量の空気をエアコンに通過させて室温を満足させるセッティングです。これだと室温だけ下がって除湿がされず、むしろ相対湿度は上昇してしまいます。

高気密高断熱住宅は断熱性能が良い事から温度の低下はそこまで必要なく、むしろ湿度(潜熱:せんねつ)を低下させる方向に運転する必要があります。そのためには、風量を少なくしてアルミフィンの温度を下げる必要があります。

風量を絞るとエアコンの吹き出し口から出てくる空気の温度は下がりますが、冷たい空気といっても量が少ないため、部屋の暖かい空気と混ざれば、家全体の室温が冷えすぎることはありません。

 

風向きを下にすると床に冷気が流れる

人の足元に冷気が届く前に扇風機やサーキュレーターで空気を攪拌すると住み心地が良くなるでしょう。

 

本日の除湿結果

本日は短時間にいろいろな事をしたため、あまり大きく室内環境は変化しておりません。室温は24.8℃から24.7℃、絶対湿度は13.9グラムから13.6グラムまでしか変化していませんが、冷房運転での全館冷房においても、室温が大きく下がらず、湿度が下がり、再熱除湿のような状態になるという傾向がわかると思います。これは風量を抑えて温度より除湿側にエアコンの能力を振り向けて運転しているためです。

 

除湿前

 

除湿後

 

 

最後に

最近の住宅では脱ホルムアルデヒドが進んだため、高気密高断熱住宅においては、むしろカビが発生しやすくなっています。

高気密高断熱住宅ではエアコンの冷房運転における風量自動は低温高湿度というカビが発生しやすい空間を作る自殺行為になりかねません。夏季のエアコン運転は再熱除湿を利用するか、冷房運転の「風量最弱で風向きは下」のいずれかが良いでしょう。

しかし、エアコンを使うとすぐに室内が冷え過ぎてしまう高性能な家では各居室にエアコンを設置すると低温高湿度を招くという可能性が高いことから、設計時点からエアコンの設置場所には注意した方が良いと思います。

冷房運転での全館暖房にはエアコンのサーモオフ防止のために常時暖かい空気が供給されるように、階段ホールや吹き抜けの二階部分に小型エアコンを設置するなどの検討が望ましいでしょう。

再熱除湿での全館冷房は大変に心地よいものですが、消費電力の少ない冷房運転で再熱除湿のような空間が作れるようになったら一番良いですね。興味のある方は冷房運転での全館冷房に、ぜひトライしてみてください。

高気密高断熱住宅においては使い方次第で小型エアコンの能力で家全体の除湿をすることができますから、高気密高断熱住宅はカビが発生しやすい家ではなく、むしろカビの発生を防止することができる家であると言えます。

本日は以上でございます。

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