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加湿量の計算
2009 / 03 / 14 ( Sat )
予告しておりました湿度シリーズ第2弾!
乾燥した部屋の湿度を上げるために必要な加湿量の計算を行って、
必要とされる加湿器の加湿能力を見積もってみたいと思います。

ただし、これからの計算では、
24時間換気で水分が外へ放出してしまう効果のみを考えていますので、

壁による水分の吸収・放出 (珪藻土などは、調湿効果があると言われてますね)
住人の呼気や発汗 (人間が干物と化して加湿する効果)
植物の蒸散 (植物が干物と化して加湿する効果)

などの効果は、全く考慮されていません。

なので、目安程度かなと思います。
(誤差原因の大きさによっては、目安にもならないかも。。。汗)
・・・と、お断りしておいた上で、計算を始めましょう!

今回の計算では、飽和水蒸気量(g/m3)の方の式も使います。
以前
にmolという単位を導入して、苦労して導出したやつですが、
ようやく出番が回って来ました(笑

まずは、前提条件を決めましょう。
前回の計算では、ひどい場合、湿度が14%まで下がってしまうという結果になりましたので、
極限的なケースとして、湿度10%まで下がってしまったと仮定して、
10%を50%まで加湿する、すなわち湿度差が40%という状況を考えたいと思います。
室内温度は、前回同様、22℃に設定します。

まずは、22℃の飽和水蒸気圧を計算。
eq_satvapor_ps.jpg
おなじみのTetensの式で、t = 22 [℃] を代入すると、
飽和水蒸気圧は、ps = 26.4 [hPa] と求められます。

これを飽和水蒸気量に換算します。
eq_satvapor_ws.jpg
以前に求めたこの式に、ps = 26.4 [hPa] を代入して、
飽和水蒸気量は、ws = 19.4 [g/m3] と求められます。

この量は、1m3の空気の中に最大で何gの水蒸気が含まれるかという量を表します。
つまり、湿度100%の時には、1m3の空気の中には、19.4g含まれていることになります。

ということは、
湿度を40%上げるために加えなければならない水蒸気量は、
19.4 [g/m33] × 40 [%] = 7.76 [g/m33]
という計算になりますね。
空気1m3あたり、この分の水分を加湿してやればいいわけです。

ここで、家全体の容積を考えましょう。
我が家は40坪の直方体2階建なので、底面積はその半分の20坪。
1坪=3.3m2だから、底面積は、66m2となります。
1階から2階までの通しの高さは、ほぼ5.5mとします。
そうすると、家全体の容積は、
66 [m2] × 5.5 [m] = 363 [m3]
となります。

24時間換気では、2時間に一回、家全体の空気が入れ替わるように
設計するよう、義務付けられています。
1時間の間には、家の容積の半分の空気が外気と入れ替わることになりますね。

というわけで、1時間あたり加湿しなければならない水分の量は、
7.76 [g/m33] ×363 [m3] ÷ 2 = 1410 [g/h]
と計算できて、水1mL は 1g なので、
必要な加湿量は 1410 [mL/h] 
と計算できました。

それでは、我が家の加湿器の加湿能力と比較してみましょう。
我が家のハイブリッド式加湿器の加湿能力は、最大で 670mL/h
各階の一台ずつ合計2台運転しているので、
合計で 670 [mL/h] × 2 = 1340 [mL/h]

た、足りてません!

まあ、極限的なケースで計算したわけですが、
目安としてもかなりの加湿量が必要であることが分かりました。

最近、ようやく温湿度計を購入して、いろいろ測定してみているのですが、
実際には完全に24時間フル稼働しなくても、なんとかなっています。
ただ、晴れた日はやっぱりキツいですね!

最近の加湿器運転状況や電気代のこと、実験のことなどは、
また記事で報告したいと思います。
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テーマ:家作り日記 - ジャンル:ライフ

17 : 20 : 27 | 気密・断熱・冷暖房・加湿 | トラックバック(0) | コメント(4) | page top↑
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コメント
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うわ。。。難しい・・・(^_^;)
でも、さすがdyneさん、
細かい計算&検証をされていますね~。

dyneさんのお家では、
670mL/hの加湿器では足りないのですか!?
かなり加湿能力の大きい加湿器が必要になるのですね。。。
フムフム・・・、勉強になりましたm(_ _)m
by: ティアレ☆ * 2009/03/16 19:06 * URL [ 編集] | page top↑
--ティアレさんへ--

実は見かけほど、そんなに難しい計算ではないので、ティアレ邸の場合でも是非、計算してみて下さいね。
誤差要因も多いのですが、我が家の場合、晴れた日はフル稼働しても40%までしか上がってくれないことが多いので、計算どおりだなあと感じています。

ティアレさんの加湿器選びは順調ですか?
ファルコンさんの記事もとても参考になりました。
ところで、フィルターの汚れの話なのですが、あのコメントをした後に我が家でも突然、異臭がするようになったんですよ。
初めて、指定の合成洗剤で洗浄してみたら、なくなりました。
お手入れもちゃんとやらないといけないですね。
by: dyne→ティアレさん * 2009/03/17 01:01 * URL [ 編集] | page top↑
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詳しい計算法をありがとう。
勉強になった!

わかりやすくて、嬉しかった。

ビバ・ネット時代!
by: * 2013/10/28 17:48 * URL [ 編集] | page top↑
--匿名さんへ--

ご訪問ありがとうございます^^

だいぶ昔にやった計算で、こんな計算で合っているかどうかも分かりませんが、
ご参考になったならば幸いです^^;

実際、生活してみて、最近は電気代が気になって、
終日2台をフル稼働というわけにはいきませんね(汗)

by: dyne→匿名さん * 2013/10/29 15:34 * URL [ 編集] | page top↑
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