【約40%冷房節電】エアコン改造の地中熱(井戸水)ヒートポンプ

地中熱利用ヒートポンプシステムの効果

では、実際に井戸水を利用したヒートポンプシステムでは、どれぐらい節電が出来るのでしょうか?

同じような天気(晴れ)で、同じ気温(30~31℃)の時に測定したエアコンの実際の消費電力量がこちらです。

地中熱ヒートポンプの効果測定

グラフの縦軸はエアコンの積算消費電力量[kWh]、横軸には経過時間[分]を示しています。

冷却水なしに比べて、冷却水有や冷却水+水溜めは消費電力量が少なくなっていることが分かります。

冷却水有という条件は、下の写真のように室外機の熱交換器の上から井戸水を1L/min流した条件です。

ホースに1.5mmの穴を開けたものをコンデンサの上に配置

この条件では、冷却水なしの時と比べて約15~20%の消費電力量が低減されました。

また、冷却水+水溜めの条件は、下の図のようにエアコン室外機の下に水を溜め、熱交換器の一番下側のパイプが井戸水に浸かるように改造して測定しています。

室外機の底板を切り欠く

冷却水の流量は先ほどと同じ1L/minで測定していますが、冷却水なしの条件と比較すると、約40~50%の消費電力量の削減となっています。

地中熱ヒートポンプの効果を消費電力で表示

これらの結果をまとめてみると、冷却水なしの場合、消費電力を時間平均した値は215Wであるのに対して、冷却水+水溜めの条件では130Wにまで低減されています。

実際のエアコン動作安定時の消費電力の実測値は、冷却水なしで約230W、冷却水+水溜めで約160W(-30%)です。

実験していて感じたことは、冷却水なしに比べて冷却水+水溜めのときは圧縮機が止まっている間隔が長かったこと。

つまり、井戸水を室外機にかけることによって、消費電力が下がるだけではなく、室内機の冷却能力も上がり、冷却水なしの条件よりも室内を冷やすことが出来るようになった結果、室外機が止まっている時間が長くなったということになります。

冷房よりも暖房のほうが節電効果大

私が着目しているのは、夏場の冷房ではなく、冬場の暖房です。

実はエアコンの消費電力は、夏の冷房より冬の暖房のほうが2~3倍も大きいのです。

その理由は、室内と室外の温度差にあります。

夏の場合は、外気温度が35℃、室内が27℃の場合、その温度差は8℃となり、その温度差をエアコンが電気を使って冷却します。

同じように冬の場合を想定すると、外気温度が5℃、室温23度の場合、その温度差は18℃にもなります。

エアコンは原理的に冷房よりも暖房のほうが20~30%程度効率よく運転できるのは知られていますが、必要な熱量が2~3倍になるので、結果的には冬の暖房のほうが沢山の電気を使ってしまいます。

でも、今回の実験のように井戸水を使えば、外気温(井戸水の温度)は15℃、室温が23℃、その温度差は8℃にまで小さくなりますので、暖房時のヒートポンプの効率がることでしょう。

ただ、我が家は冬の暖房を薪ストーブで賄っているため、実際にこのシステムを稼働させることはありませんので、残念ながら暖房時のデータはありません・・・。

最後に一言

夏の冷房だけでなく、冬の暖房にも効果のある地中熱(井戸水)利用ヒートポンプシステム。

家庭用のエアコンならホームセンターにある部材で簡単に改造できるので、もしご家庭に井戸がある場合は、この井戸水を利用した地中熱ヒートポンプシステムを導入してみてください。

家に井戸がないのであれば、DIYでも井戸は掘れますから、井戸掘りから挑戦してみるってのもいいですね(笑)

それでは!

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