冷房用エアコンと日射制御

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全館冷房の目的は主要なアレルゲンであるダニを撲滅すること

エアコンの連続運転と間欠運転の消費電力の比較はあまり意味をなしません。なぜなら、間欠冷房は殆ど冷房を使わない人と沢山冷房を使う人の両方が含まれているからです。24時間連続運転する主目的はダニを撲滅する事なのです。

ただ、1日2回以上エアコンのスイッチをON/OFFすると連続運転の方が消費電力が少なくなるという実験があります。連続運転しても消費電力がそんなに大きく増えないという程度の理解で良いと思います。

高性能な家は小型エアコン1~2台で全館冷房が可能です。しかし、多くの方が高性能な家に住みながら、一般的な各部屋へのエアコン設置をしています。全館1台運転と各部屋間欠運転と比較すれば、将来の故障を含めた機器代金は前者が有利です。

目的はダニの撲滅ですから常時湿度を60%以下に保つために連続運転が必要になりますが、室内の温湿度が安定するため、同時に快適な生活を送れます。エアコンを人のいない場所に取り付ける事で冷房病からも開放されます。

小型エアコン全館冷房のメリット

  • ダニの発生を抑えられる 高気密住宅にしかできないことです
  • 家中が快適 トイレの中も暑くない、冷風が直接人に当たらないためマイルド
  • お好みの温度にできる 多少の発汗する温度や涼しい温度など調整できる
  • 冷房病の予防 人から離れた位置にエアコンを付けるため
  • 熱帯夜・熱中症の予防 24時間温湿度が安定している
  • 省エネ エアコンはつけっぱなしでも大した電気代の増加になりません
  • 初期投資が安い エアコン2台だけですから
  • エアコン内部にカビが生えない 間欠運転をしているエアコンはカビの発生機になります
  • お風呂のカビ予防になる 室内の湿度が低いため
  • 洗濯物が部屋干しで乾く

小型エアコン全館冷房は3プランが想定される

必ずしも1台のエアコンでの全館冷房に拘る必要はありません。ただ、普通の家であればエアコンの取り付け位置が良ければ二階に付けたエアコン1台で一階と二階の両方が冷房できるため機器代金が安く上がります。さらに消費電力の少ない冷房除湿運転で全館冷房する梅プランを推奨しています。

  • 松 二階エアコン再熱除湿 + 一階エアコン再熱除湿
  • 竹 二階エアコン冷房除湿 + 一階エアコン再熱除湿
  • 梅 二階エアコン冷房除湿 + 一階エアコンなし(二階のエアコンを階段や吹抜けの近くに設置すると一階も涼しい)
  • 番外 二階エアコン冷房除湿 + 一階エアコン冷房除湿
    • 番外は一階が冷え過ぎて低温高湿になるため快適ではないと思います

再熱除湿を使うと室内が冷えすぎずに低湿度にできるため非常に快適ですが、冷房した空気を再度加熱するため消費電力が増えますから、贅沢なプランとも言えます。

全館冷房を支えるアイテムたち

小型エアコン

エアコンのメーカー等は特に指定はこざいませんが梅雨の室温低下に備えて再熱除湿機能が付いた中位機種がお買い得です(RAYは再熱が付いてます)。お掃除機能等の便利機能は不要です。

本当は梅雨に冷房運転でサーモオフを回避するために東芝のデュアルコンプレッサーのエアコンが良いと思うのですが高額なので、廉価機種を使って設置方法でカバーしています。以下は窓の日除けをした上での必要なエアコンの能力になります。

airconsize

この二階に設置するエアコンサイズはQ値やC値から計算された必要の能力の1.5倍の安全率を加味したエアコンサイズとなっています。窓が大きい家が多いためこれでも少し余裕があるぐらいだと思います。

エアコンは定格能力(100%)の60~80%程度の運転が高燃費になり、負荷を掛けないと燃費が悪く、負荷を掛け過ぎると燃費が悪化します。高額な高効率エアコンを導入しても家の性能とエアコンの性能が合って無いと高燃費にはならないのです。

温度(顕熱)だけで言えばQ値1.0W、140m2の家で室内外の温度差(気温差、日射、内部発熱含む)が15℃だとすると、2100Wの能力が必要になりますが、これが8割の状態だとすると2625Wの能力のエアコンが必要になるため2.8kWh(10畳用)で足りるという事になります。

6畳用で100m2まで冷房できるかとビックリすると思いますが、実際に私は8畳用で112m2の家を全館冷房しています。140m2以上の広い家は二階に2台の6畳用のエアコンを設置すると良いのではないでしょうか。

窓の日除け

iシリーズは窓の日除けの設定が少ない事から日除け不足となりやすいです。日除けのない大きな窓がある家は春先からオーバーヒートしてしまいますから、日除けに十分注意しないとエアコンの冷房期間が長くなります。

高気密高断熱住宅は魔法瓶住宅と言われるように、保温された家の中では外気温の変化にはすぐに室温は影響されませんが、窓から入る日射熱と換気から入る湿度にはすぐに影響され不快な室内環境になります。この対策が窓の日除け+全館冷房なのです。

窓の日除けは室外側で実施すると効果的です。ハニカムシェードは室内側の設置になるため、室内への直射日光は防げてもジワジワ室温を上昇させます。遮熱ハニカムはLow-Eのガラス室内側に設置されるため、反射して窓ガラスが温まると思います。

窓の外で日射を遮るにはスダレ(シェード)が有効です。ただ、スダレを設置するのが面倒という方や外が見えなくなるという方は南側に関しては屋根の軒や庇を張り出すと良いでしょう。以下はその解説となります。

(出典:一般財団法人 建築環境・省エネルギー機構

窓からの日射侵入率はLow-Eガラスの場合は、窓の外に日除けを設置した場合で10%程度、窓の内側に設置した場合は30%程度の日射が侵入します。ハニカムシェードは室内側の設置になるため、大きな窓の場合は外側での日除けが好ましいです。

軒や庇はその設置位置から窓の下までの長さの3分の1の出幅が丁度良いとされ、太陽の日射角度の変化により冬は窓から日射が入り、夏は日射を遮る優れものです。目の前を遮らないため景色を期待する窓には向いていると思います。

庇は太陽角度によって日射を入れたり遮ったりする優れものですが、南側では50%日射制御ができますが、東西では70%の日射侵入を許してしまいます。西日対策には庇よりスダレをお勧めします。

屋根の軒は標準の範囲で伸ばせるだけ伸ばしましょう。この画像は2月下旬の模様です。

これは一条工務店のアーバンルーフという庇です。これは50cm出幅ですが90cm出幅に関しても同じ金額でした。

アーバンルーフは総二階部分にしか設置できない事と高額であることから、一階の窓にはシェードセイル金具(アイプレート等)を設置している方がいます。ただ、一階でもシェードが固定できない場所や足場のない二階の窓にはシェードの設置が困難である事からその場合は杉田エース社の物干金物等をスダレ掛けとして利用されると良いでしょう(出典:杉田エース社HPより)。

サンウィングミニ(長さ250mm)

サンウィングミニ

サンウィングスリム(長さ350mm)

サンウィングスリム

物干金物は窓の横ではなく、窓上の横に設置すると良いでしょう。窓横に設置した場合、開き戸だと竿がぶつかる事と夏の日射角度は高いからです。スダレの竿を洗濯金物の穴に直接渡す方法と竿を洗濯金物の穴に針金等で縛る2つの設置方法が考えられます。

館内通気(エアパスファン)

各戸の設計条件や間取りによって、付けられない場合があります。また、計画換気との兼ね合いを憂慮する設計士さんもいるようですが、そうであればそもそもこんな商品が発売されていること自体おかしいとも言えます。

単純に全館冷房をするには、各部屋の戸を開けないと各部屋に冷気が行き渡りません。引き戸を推奨しますが、引戸を採用すると開口部が広くなって耐力壁が取り難くなってしまいます。引戸の採用が難しく、ドアしかない場合やプライバシーの観点から部屋の戸を閉めたい場合はエアコンのある空間に面した部屋の壁にエアパスファンの設置が必要になってきます。ただし、エアパスファンの運転音が発生することにご留意ください

館内通気には計画換気量の3倍以上は風量が必要になりますので、V-08PF7(70m3/h・12畳程度まで)、V-12PF7(140m3/h・23畳程度まで)から選択してください。なお、取付にあたり壁をふかしたり天井下がりになる可能性があり、取付自体を設計士さんにダメだと言われるケースがあります。

画像は三菱電機HPから。エアパスファンを壁に設置し、階段ホールや廊下側からエアコンの冷気を室内に取り入れる事で、少ないエアコンの台数で全館冷房を実現します。エアコンを各部屋に設置するより安上がりです。

airpassfan    airpassfan2

 

ドライ運転にご注意

ドライという言葉はエアコンの機種によって指している意味が異なります。冷房除湿は消費電力が少ないですが、室温が下がります。再熱除湿方式は冷房した空気を温め直すため室温はあまり下がりませんが消費電力が大きくなります。

高級機種のドライ(再熱除湿)運転は室内が快適になりますが消費電力が多くなり、廉価機種のドライ(弱冷房除湿)は消費電力が少なく室温は下がります。しかし、冷房除湿でも再熱除湿のような快適さを得られるエアコンの設置が前述の梅プランです

消費電力 室温 サーモオフ
弱冷房 低下する する
再熱除湿(室温がさがる方式) 低下しない しない
再熱除湿(室温がさがらない方式) 低下する しない

エアコンのカタログを見ると再熱除湿に関しては日本冷凍空調工業会による室温がさがらない再熱方式と室温が下がる方式かの記載があります。2016年に東芝がこの方式から撤退したため、現在この方式を採用しているのは日立、三菱、富士通、長府(RAY)の上位機種となり、最近では少数派になってしまいました。

他のメーカーの再熱除湿方式は室温が若干下がる方式ですが、夏に1台のエアコンで全館冷房をする場合は冷房範囲が広いため室温が下がる方式でも問題ありません。そして、再熱除湿を使わないで消費電力の少ない冷房だけで乗り切れる設計を心がけましょう。

全館冷房をせずに、狭い部屋の中でドアを閉めてエアコンを運転する場合は室温のさがらない再熱除湿がないと室温が下がりサーモオフが起きてしまい、低温高湿度な空間になってしまいます。この場合は窓を開けて温度調整するしか手段がないでしょう。

最近は各社の再熱除湿方式の消費電力が少なくなっているようですが、再熱除湿は冷房の1.5倍程度の電気代になると思われます。ただ、梅雨の時期は全館冷房でもサーモオフが起きるため二階のエアコンに再熱除湿が付いていると安心です。

サーモオフは高気密高断熱住宅で起きやすい

高気密高断熱住宅に大型のエアコンは不要です。しかし、夏にエアコンを動かしているにも関わらず暑いと思う方がいますが、それは窓が大きくて日射熱が多いか、エアコンの温度設定が高いためエアコンがサーモオフを起こしていると考えられます。室温が上昇するまでサーモオフになっている状態では除湿がされなくなり室内が蒸し暑くなります。

エアコンの冷房運転は周囲の空気が設定温度に達すると運転を止めて送風になる単純な機械です。サーモオフとは部屋の温度が設定温度に達した場合、室外機が停止して部屋を冷やす(除湿も)動作をストップする事です。室外機が停止していても室内機のファンが回り風が出ているため見た目では室外機が止まっていると気が付かない人も多いと思います。

エアコンを運転している間は常に室内機・室外機ともに動作している訳ではなく、室外機は部屋の温度によって発停を繰り返しています。温度センサーの位置によりますが、一般的には部屋の温度はエアコンが吸い込んだ空気温度で判断しています。

サーモオフは高性能な家の狭い部屋ほどエアコンを運転するとすぐに起きます。冷房がすぐに効く高性能な家ほど室温がすぐに下がって設定温度に達したとエアコンが判断しての室外機を停止してしまいます。ここに、外気から換気による高湿度な空気が入ってくると部屋の空気で冷やされてさらに相対湿度が高くなります。

リビングに冷房用のエアコンを設置するとエアコンからの冷風が不快であるため、設定温度を26~28℃にされると思いますが、その場合はすぐに室温が設定温度になってしまうため、エアコンが止まります。ここでエアコンのサイズが小さいと誤解して大型のエアコンを設置しようとする方がいますが、それではサーモオフは解消しません。

さらに、ここで除湿しようとして設定温度を下げると、サーモオフ ⇒ 設定温度を下げる ⇒ サーモオフの繰り返しになり低温高湿度な空間になってしまいます。24時間全館冷房の成功条件とはサーモオフが起こらない環境作りと言えます。

除湿を24時間継続するためには、再熱除湿運転をするか、冷房運転であってもサーモオフが起こらない場所にエアコンを設置する必要があります。冷房運転にてサーモオフを抑制するには、エアコンを小型化して室温を下げ過ぎないようにすることと、エアコンを熱が常時集まる場所に設置する必要があります。

特に室温の低い梅雨時期はサーモオフが起きやすいため、二階の夏用エアコンは再熱除湿機能付きにしておいた方が良いと思います。ただ、我が家では窓のカーテンを開けて日射を取り入れる事で、梅雨でも再熱除湿は何とか使わずに済んでます。

最近のエアコンの冷房運転は除湿が苦手

省エネ性能を追求するあまり、エアコンのエネルギーを除湿ではなく温度を下げる方向に多く振り向けているエアコンが増えています。家庭用の壁掛けエアコンは室内機の内部にある熱交換器(アルミフィン)の温度を下げて、空気中の水蒸気を結露させることで除湿と温度の低下を実現します。

しかし、最近のエアコンは少ない消費電力で室温を適温にすることに力点を置いていて、アルミフィンの温度をあまり下げずに、風を大量に通過せさて、室温を維持しようとする仕様が多いため、除湿量が減ってしまっています。

「爆風モード」と言われる、大風量によって消費電力を偽装した事件がありましたが、要するにアルミフィンの温度が冷えないと温度は満足しても、温度だけ下がって除湿がされないと相対湿度はむしろ上昇して、低温高湿になってしまうため、エアコンの冷房運転においては風量は「自動」にしてはいけないのです。

冷房運転において、風量は「最弱」にして、アルミフィンの温度を冷やす事が除湿量を増加させます。この場合、少量ですが冷たい空気がエアコンから発生するため、これが気になる場所にエアコンが設置されている場合は、サーキュレーターや扇風機を用いて、人に冷気が到達する前に攪拌すると良いでしょう。

ただ、エアコンの室内機の吹き出し口に直接サーキュレーターで風を当てると、エアコンがサーモオフを起こすと思いますから、エアコンの風量は「最弱」、風向きは「真下」にして、冷気を床に落としてから攪拌するよ良いと思います。

エアコンの設置方法

エアコンがサーモオフしないようにエアコン周辺の温度を下がらない場所に設置する必要があります。そして、家の温度を下げ過ぎるとサーモオフが発生するため、小型のエアコンを設置して運転すると24時間の連続運転が可能となります。

冷たい空気は簡単に昇らないため一階にエアコンを設置しても二階には冷気は届きません。一階にしかエアコンがない家は、階段を昇ると一階と二階の間にクッキリと温度の線ができます。ということはエアコンの設置場所は二階の開けた空間という事になります。

二階の階段ホールに設置されたエアコンはダイキン社の中位機種であるFシリーズの2.2kW(6畳用)のエアコンです。二階のエアコンは再熱除湿と左右の風向き変更ができる機種を選択することをお勧めします。

サーモオフ防止ために階段下から上がってくる熱気を受け止められる位置に設置されています。冷気は下にさがり熱気が上にあがるという単純な原理が24時間冷房運転の仕組です。

一階からエアコンを見上げると半分二階の床からはみ出ています。一階と二階に均等に冷気を送るためです。ただし、上位機種では左右の風向きを変えられる機種がありますので、その場合は飛び出なくても大丈夫ですが、下から暖気が上がってくる場所にエアコンを設置しないとサーモオフが起きます。

  • 良い場所(階段や吹き抜けに近い場所)
    • 階段を登り切った二階と一階に均等に冷気を落とせる場所(一階が遠いと温湿度的に不満になる)
    • 二階の廊下(吹抜けやホール)に再熱除湿機能付きのエアコンを付ける(RAYは付いてます)。
    • 各部屋と廊下を通風する必要がある(引戸かエアパスファン)・
    • 念のため一階にも二階にも再熱除湿付きのエアコンを設置する。
    • エアコンからの風が人に当たらない場所に取付ける。
  • 良くない場所(階段や吹き抜けから離れた場所は良くない)
    • 狭い押入れの中
    • 二階の廊下の突き当たり(この場合はエアコンの風を下向き運転すれば何とかなると思います)
    • ロフト空間の奥
    • 二階に設置しても、一階に全部冷気が落ちてしまう場所だと二階は暑いまま
    • 二階リビングの奥(一階までの距離が長いと一階の温湿度が物足りなくなる)
  • 平屋の場合(想像です。考え方は二階建てと同じですがサーモオフが起きやすと思います)
    • 再熱除湿を使う(消費電力は増えるが一番確実で簡単)
    • 冷房除湿を使う
      • 冷房病を予防するために人から離れた場所に設置
      • サーモオフが起きない開けた場所に設置する
        • ロフトに設置する場合は開放的なロフトにするか、ロフトにファンで暖かい空気を送る
        • 設置場所に困る場合は天井高さを一部分だけ2600mmにしてエアコンを設置する案も良いかも
        • 廊下や玄関ホールなど狭い場所に設置する場合は風向きを下、風量弱にしてサーモオフを予防する

1台のエアコンで全館を冷房除湿するのであれば、エアコンの設定温度は24℃前後、風量は「最弱」にすると噴出し口からの空気は15℃前後と低温になる事を考慮する必要があります。人の居住する場所にエアコンを設置すると冷房除湿での全館冷房はうまく行きません。

例えば二階のリビングの奥にエアコンを設置した場合、二階リビングの居住空間を冷気が通過してから階段経由で一階に冷気が落ちるため、二階のリビングは冷えます。ここで設定温度を上げると逆に一階の温度が下がらずに物足りない状態になります。

一階にエアコンを設置して、吹抜けにシーリングファンを設置しても全館冷房はできないでしょう。シーリングファンではサーキュレーターのような風圧は得られず、冷たい空気は簡単に二階に昇らないため、エアコンは二階にないといけません。

1台のエアコンで全館冷房するには、二階の居室空間は寒くて一階は暑いというアンバランスな現象が起きないように、二階の階段や吹き抜けに近い位置にエアコンを設置して、二階と一階に均等に冷気を落とせる場所にエアコンを設置する必要があります

自信がない人は将来用のエアコン穴を空けておこう

小型エアコン1台での全館冷房に自信がない方は、各部屋にエアコンの穴とコンセントを用意してください。万が一失敗したとしても、通常の家のようにエアコンを増設する事ができます。室外機の置き場所も考慮しておきましょう。

また、二階に設置する全館冷房用のエアコン1台の位置や向きに自信がない人についても、上手く行かなかった場合に備えて、エアコン配管の予備穴をもう1つ付けるぐらいの気持ちが必要だと思います。

エアコンの運転方法

小型のエアコンで家全体を冷やすため24時間連続で運転します。二階の一台のエアコンで全館の室温を27℃にしたいのであれば、設定温度は22℃から25℃程度になると思います。各部屋の湿度が60%を切らない場合は設定温度を1℃ずつ落として試してください。冷房運転の場合、風量は「最弱」にしないと除湿量が足りなくなります。設定温度が高いほど省エネになりますが、温度が上がると伴に、除湿量が減るため相対湿度が上昇するでしょう。

お風呂上り等の暑い時は、短時間だけ他のエアコンを動かすと、そのエアコン内部にカビが生えるため、他のエアコンは使わずに消費電力の少ないDCモーターの扇風機利用をお勧めします。湿度が低い空間では扇風機の風がとても涼しく感じます。

エアコンの電源をOFFにする場合は必ず、エアコン内部のカビ発生防止のために送風運転か暖房運転でエアコン内部の結露水を乾燥させてから電源を落としてください。なお、私は5年間二階のエアコンを冷房と暖房で年間8か月運転していますが、エアコンはカビも生えず調子は良好です。

さらぽか空調を採用しない場合は、小型エアコン全館冷房がお勧め

既に家を建ててしまった方はスルーしてください。各部屋の中にしかエアコンがない既築住宅はリフォームでもしない限り、全館冷房除湿をする事は困難です。各部屋にはプライバシーがあるため、全ての部屋のドアを開けっぱなしにする事が難いからです。

そして、高性能な家の各部屋でエアコンを運転すると直ぐにサーモオフにより低温高湿度な空間になります。高性能な家では狭い空間でエアコンを冷房運転するとすぐに室温が下がってエアコンの設定温度に到達して、エアコンは除湿を止めてしまうのです。

この時に設定温度を下げ続けると室内が20℃、90%にもなります。多くの方は27℃程度の高い設定温度でエアコンが冷房と送風を繰り返す状態で生活していると思いますが、除湿が継続されていないため室内は湿度が60%を超えてしまいます。

これを解消するには各部屋のエアコンを室温が下がらない方式の再熱除湿機能付きにする案もありますが、機器代が高額である事からすべての部屋に設置するのは難しいです。やはり高性能な住宅の狭い各部屋でエアコンを連続運転する設計は無理があると言えます。

各部屋に再熱のないエアコンを設置した場合は、間欠冷房運転と窓を開けて室温を調整する以外に方法がないと思いますが、その場合は室内の湿度を低く保つ事ができなくなり、ダニの発生の懸念や部屋干しでは洗濯物が乾き難くなるなどの影響がでます。

既築住宅の場合は電気代は高くなりますが、RAYエアコン等についている再熱除湿機能を使って可能な範囲を全館冷房するという事になると思います。その場合、湿度はある程度は全館で均一になると思いますが、温度ムラの解消が難しいでしょう。

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