暖房効率の上げ方を教えてください。（断熱以外の方法）

質問

農業用ハウスでネポンの暖房機を使って加温しています。このところ、原油価格の上昇でなんとかして使用量を減らさないといけないところまできました。

そこで、いろいろ対策を練って、
内張を２重張りから３重張りにし、機密性を高めて、さらに、暖房設備を２機あるものから１機だけの使用に切り替え（これは熱量がぎりぎりですが仕方ないです）準備万端・・・そしてさらに次の案を考えたのですが、効果はありますでしょうか？

１案　通常、暖房機の運転が止まると、送風も同時に止まる（厳密には釜が冷えると止まる）のですが、これを送風し続けて、サーキュレーターさせる。

２案　暖房機の吸い込み口付近の空気の温度を上げるために、吸い込み口近くで家庭用のファンヒーターを設置し、温度を上げて、その空気を吸い込ませる。

３案　最近はやりの、遠赤外線の扇風機みたいなやつ（扇風機の形でオレンジ色に光る暖かいやつｗ）を同じく吸気口付近に設置し、空気を暖める。

４案　上記の遠赤外線を吸気口付近に鉄格子を設置し、その鉄格子に向かって暖め、鉄格子を熱くして、それを経由して吸気させる。

と、４案ほど考えたのですが、どれが効果あって、どれが無駄なのかが検討もつきません。物理学上（熱学？）から判断して効果ありそうなものとなさそうなものに分類するとすれば、どういう分け方になりますか？

どうかみなさんにアドバイス頂きたいです。
そしてもっと他に良い方法があれば教えてください。
ちなみに暖房機の能力ですが、１３万キロカロリー／ｈ
燃焼していても、釜の温度が７０度以上になると燃焼停止します（送風は続く）
燃焼が終わった後、釜の温度が２５度以下になると送風も停止します。
暖房機の仕様で、スイッチはオンかオフしか頭の中にないようで、弱火でジリジリ・・・という方法ができませんが、できれば弱火でジリジリも良い方法なのでしょうか？

回答No.2

walkingdic · ベストアンサー

>１案
室内に温度差が生じていて最低温度が問題となるのであれば平均化させる効果はあるが全体の平均温度が下がらないｏｒ上げる効果はない。

>２案
効率は上がりません。逆に下がるかもしれません。うまく言ってファンヒーターの燃料消費分とネボンでの減少分が等しくなる程度。

>３案
空気はそもそも温まりません。

>４案
やはりだめです。

１～４案全部が熱力学での大原則であるエネルギー保存則により熱量が投入した燃料などを上回ることはないのです。

>そしてもっと他に良い方法があれば教えてください。
エアコンを持ち込みましょう。外気温が低すぎるとだめですが、今の灯油代からすると外気温が５度程度ならば費用はエアコンによる電気代の方が安くなると思います。

というのも、エアコンはきわめて特殊な機械で、電気を熱エネルギーに変えるのではなく、ヒートポンプといって、単に熱を室外から室内に移動させるだけの装置です。これだと移動させるためには幾らかのエネルギーが必要ですが、移動させるのに必要なエネルギーは移動させる熱量よりも少なくて済むので、消費電力が５００Ｗでもその３倍の１５００Ｗの熱エネルギーを室外から室内に移動させることが出来ます。
何倍のエネルギーを移動できるかという指標をＣＯＰという数字で表します。ＣＯＰ＝３であれば５００Ｗで１５００Ｗです。
なので電気代が灯油代よりｋＷ当たり単価では２倍ほど高いのですがＣＯＰが大きなエアコン（最近だとＣＯＰ＝３以上が普通）だとその関係が逆転するためです。

ただ問題は、

>ちなみに暖房機の能力ですが、１３万キロカロリー／ｈ
でかいですよね。エアコン導入で効果を出そうと思うと相当な数のエアコンが必要になりそうです。
一つだけ問題を言えばエアコンを使う場合は、乾燥します。湿度が下がります。
これはこれまでの暖房機では灯油は燃焼すると水蒸気になりますので、消費した灯油分が全部水になっているわけですが、その分が供給されなくなると乾燥するということですから乾燥対策も必要になります。

>できれば弱火でジリジリも良い方法なのでしょうか？
これは実際に室内の温度の変動が最適値からどの程度外れるのかによります。
最適温度よりも高い温度になると、熱の逃げる速度も早くなり、最適温度より低くなると逃げる熱量は少なくなります。つまり平均で最適温度になっている場合には弱火で一定維持もＯｎ／Ｏｆｆでも同じになります。
ただ出力に対して効率が変わる機械ではＯｎ／Ｏｆｆよりも弱火で一定の方が効率がよくなることがままあり、その場合は弱火で一定の方がよくなります。
ご質問の場合にどうなるかはわかりません。

もう一つ思いつくのはエコキュートの給湯器で深夜電力でお湯を沸かすと深夜電力割引とあわせて非常に安いコストでお湯を作れますので、その温水をハウスの中に流して暖房するんですね。
これだとエアコンより更に燃料代がかかりません。
問題は設備投資がかかるということです。

補足

お返事ありがとうございます。
やはりwalkingcidさんの意見も４案とも全滅・・・（涙
私のような素人の考えではこの程度だったのかもしれません。
　エコキュートは初めて聞きました。
消費する３倍もの出力を出せるなんてとても魅力的だとおもいました♪　みなさんの回答を見ていると、「やっぱり断熱命」でやるしかないのかなぁと思ったりしています。基本的には断熱して放熱を可能な限り少なくする。が一番だとはわかっていたのですが、新しい方法、として書き込みさせていただきました。。。
　上昇する石油代・・・今後はこれをいかに削減させるかによってくると思っていながらもなかなか良い案が思いつかないんです（;´_`;）

回答No.5

walkingdic

>放射冷却が透明ビニールをしていても防げない事・・・
はい。温度が低い場合は放射冷却は主に遠赤外線となるのでビニールシートはそれに対して不透明で一度ビニールに熱が吸収され、ビニールシートから熱輻射が出て宇宙に消えて（笑）いきます。

なので覆うときは、全体を外側から覆ってください。

暖房機の周りだけは室内・室外両方やると効果が大きくなるかもしれません。
暖房機の温度は高いのでビニールをそのまま通過する分があるかもしれませんから。

お礼

回答ありがとうございます。
暖房機の周りだけなぜか温度が高い・・という状態になることも良くあります。特に外気が低すぎる場合には特にその現象が強く表れて、暖房機周りの作物だけが成長しすぎる場合も・・・
　あと、我が家では火を自由に焚くことができる（野焼きや五右衛門風呂など）ので、火を使った暖房補助も考えてみました。walkingdicさんの知識からなにか良きアドバイスがあれば頂きたいと思うのですが・・・
ちなみにスレッドは
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=1771965
です。これができるのは田舎だけの特権ですが、どういう熱交換の仕方が良いのか思いつくだけ書いてみました。

どうかご考察頂ければとても助かります。

回答No.4

noname#21649

夜間０度異化に下がる場合に限ります。
散水用スプリンクラー(例.穴明きビニールホース)を持っていますね。
これをハウスの屋根の上に置き.水を流しつづけます。
配管が凍らなければ.外気温が0度程度にあがったことになるので放熱が減ります。ただし.注意する点として.空気ではなく水が流れていますから.-5-5度程度ですと.逆に放熱がよくなります。

自家スいどうで水が大量にただ同然で使える場合に限ります。原理は.水が凍るときに大量の熱を発生します。この熱を使います。

ただ注意点。
スプリンクラーが凍ったらば目も当てられません。運良く天井が残っていれば良いのですが.氷の塊がビニール(ガラス)を破ってな化に落ちてきたら急激な気温低下でハウスが全壊です。
ミズノ巡回使用をうまく考えておかないと井戸がかれたり.ハウスの周りが水没したりします。

補足

水はタダ同然で使えます。
すぐ上に大きな池もあり、自家用のボーリング井門もあります。
　天井に水を流すとビニールが冷やされて悪いものとばかり思っていました。
　しかし水は０度までしか下がらず、外気温が０度以下の時には効果がありそうですね。。。水が放射冷却を防いでくれる効果もあるんですかね～。
　しかし、問題はハウスの天井にビニールホースを配管しないといけないので、ちょっとした作業が必要になるくらいでしょうか・・。

回答No.3

walkingdic

＃２です。
本当はご質問が断熱以外と書かれているので前回は書かなかったのですが、もしかしたら御存じないだけなのかもと思いまして、一応書いておきます。
それは断熱の方法です。
ハウスは透明ビニール等にて日中は太陽の光が取り入れられる形になっていると思いますが、それだと夜は放射冷却により急速に温度は下がることになるので、単に断熱材などで覆っても効果は限定的です。（特に夜は）
放射冷却ということばがあるのはご存じと思いますがそれが起きるためです。

対策としては光を反射する銀色のアルミとかなにかそういう物で覆って室内の熱輻射を反射するようにすることです。それでかなり違います。
特に温室ハウスのような透明な壁をもつ室内の場合は非常に効果的であることが多いです。ただし日中は外して夜にはかぶせるという面倒なことをする必要がありますが。

既にご存じでしたらすいません。

お礼

知りませんでした・・・
放射冷却が透明ビニールをしていても防げない事・・・

そっか、だから気象庁が「明日の朝は放射冷却が強まり・・・」という発表があった夜はだいたい一晩中、暖房機が運転し続けていて、とんでもない量の石油が消費されるんですね～。
　これは結構頑張れば防げそうですね。ちょうど良いことに、銀色のシートがたくさんあるのでやってみようと思います。
　放射冷却の原理は、「赤外線」と聞いたことがあるんですが、アルミとかで反射することが可能なんですね・・・それも知らなかったです。宇宙に逃げていく熱だけは重力でも引っ張りきれないのか、、、と宇宙の偉大さに気づきました。。。

回答No.1

kenojisan

熱工学関係の専門では無いですし、農業用ハウスの仕組みも知らない一技術屋の考えです。
まず、暖房機はハウスの外に有るのでしょうか？中に有るのでしょうか？

　中に有る場合、暖房機で使うエネルギーは全てハウスの中の熱になりますから、断熱と温度ムラを減らす以外に有効な改善策は無いように思います。
　外に有る場合、暖房機で発生する熱を出来るだけ無駄なくハウス内に送り込む改良が有効だと思います。熱は、温度差が大きいほど速く逃げていきますから、暖房機を出来るだけ低温で運転して、さらに外気に接する高温部分の断熱が有効かも知れません。
　ただ、いずれの場合も、暖房機の工夫よりハウスの断熱の工夫をさらに加えた方が有効な気がしますが。
　最後に、４案を検討してみます。

> １案　通常、暖房機の運転が止まると、送風も同時に止まる（厳密には釜が冷えると止まる）のですが、これを送風し続けて、サーキュレーターさせる。
　暖房機がハウス内に有る場合は無意味です。送風してもしなくても、結局熱は全てハウス内に行きますから。
　ハウス外の場合、どの程度の効果は分かりませんが、余熱をハウス内に送り込む効果は有ります。

> ２案　暖房機の吸い込み口付近の空気の温度を上げるために、吸い込み口近くで家庭用のファンヒーターを設置し、温度を上げて、その空気を吸い込ませる。
　これは暖房機が外でも中でも、暖房機にファンヒーターを追加しているだけのことなので、燃料代の節約にはならないと思います。

> ３案　最近はやりの、遠赤外線の扇風機みたいなやつ（扇風機の形でオレンジ色に光る暖かいやつｗ）を同じく吸気口付近に設置し、空気を暖める。
　遠赤外線は、輻射の場合に反射が少なく熱吸収効率が良いというだけなので、温風を送り出すタイプの暖房機には効果は無いと思います。それに、この場合も２案と一緒で、暖房機に熱源を追加しているだけなので、節約にはならないと思います。２案もそうですが、同じ熱量を発生するのに、ハウス用の暖房機より、むしろ電気代やガス代が高くなるんじゃないですか？

> ４案　上記の遠赤外線を吸気口付近に鉄格子を設置し、その鉄格子に向かって暖め、鉄格子を熱くして、それを経由して吸気させる。
　これも、２，３案と一緒で、吸気を先に温めておいても、暖房機内で一気に温めても、熱量的には一緒ですので、暖房コストの高くなる吸気加熱は無駄な気がします。

> 燃焼していても、釜の温度が７０度以上になると燃焼停止します（送風は続く）
> 燃焼が終わった後、釜の温度が２５度以下になると送風も停止します。
> 暖房機の仕様で、スイッチはオンかオフしか頭の中にないようで、弱火でジリジリ・・・という方法ができませんが、できれば弱火でジリジリも良い方法なのでしょうか？
　ハウス内の気温が一定で釜からハウスの外へ逃げていく熱が無いなら、どのような釜の燃やし方でも大差無いはずです。もし、ハウス内の気温の変動が大きく必要以上に高くなることが有るなら、暖房機の制御方式をもうちょっと精密なものに出来れば有効かもしれません。
　あと、おそらく、ハウス内の地面に近い部分が暖まることが大事なんだろうと思うので、ハウス内のいろんな高さや場所に温度計を設置し、温風の向きや流れをいろいろと変えてみて、一番無駄のない温度分布を見つけるのはどうでしょうか？

補足

とても丁寧な解説ありがとうございます。
やはり断熱に行き着きますか・・

ちなみに暖房機はハウス内にあります。ハウス内の空気を取り込み、それを釜の外側についているファンで強制的にダクトを通じてハウス内全域に行き渡らせています。

　４案とも全滅・・・（;´_`;）

温風の風向きなどを考えて、試行錯誤しかないのでしょうかね～。。。こうなったら４重張りハウスとか・・・σ(--#)