給湯器の配管の長さとエネルギー損失の関係は？

質問

エアコンは室内機と室外機との間を結ぶ冷媒用配管の長さが1ｍ長くなると1％電
気代がかさむという記事を見たことが有るのですが、では、風呂用ガス給湯器の
給湯器と風呂のお湯の配管の長さが１ｍ長くなるとどのくらいガス代がかさむこ
とになるのでしょうか？

ご存知の方教えてください。

回答No.1

ka234 · ベストアンサー

こんにちは。
アドバイス程度しかできませんが、回答がないようなので・・・
配管からの熱損失は、管の径・材質、保温材の種類・厚さ、管内温度、周囲温度によって左右されます。
仮定条件
・保温材の熱伝導率：λ＝0.045[W/m・℃]
・表面熱伝達率：α＝11.63[W/m2・℃]
・保温材厚さ：χ＝0.02[m]（15A～50Aまで）
・管内温度：θ0＝60[℃]
・周囲温度：θr＝25[℃]
算術式
損失熱量Q＝（θ0－θr）/{（1/α）＋（χ/λ）}[W/m]
となり、代入すると約66W/mとなります。
題意から配管長が1ｍであるため、損失熱量Q＝66[W]となります。
次に、損失分の熱をガス給湯器を追い焚きして補う必要があると仮定した場合、
都市ガスの発熱量を9,950[kcal/m3N]、ガス給湯器の効率を0.8とすれば、都市ガスの消費量が計算できます。
都市ガスの消費量＝（66[W]×860[kcal/kW]）/（9,950[kcal/m3N]×0.8）＝7.1[m3N]
最後に、一般家庭の都市ガス単価が100[円/m3]と仮定した場合、
ガス代＝7.1[m3N]×100[円/m3]＝710[円]
ということになります。
※ガス単価は、ガス会社の料金明細から逆算してください。
ちなみに、［m3N］は標準状態でのガスの体積で、m3とするには温度換算等が必要です。（が、大きくは異なりませんので、これでもニアリです。）

参考文献：空調・衛生技術データブック（第3版）,2000/10/25,p911,株式会社テクノ菱和,森北出版株式会社

お礼

＞アドバイス程度しかできませんが、回答がないようなので・・・

いえいえ、参考になります。有難う御座います。

補足

うーむ、ど素人の私にはどうにも難しいです。しかし、判らないながらも教えていただいた条件を元に給湯器の配管の長さあたりのエネルギー損失割合を算出してみます。（はっきり言ってまったく、自信が無いので間違っているところがあれば、ご指摘いただければと思います。）

１ｍあたりの損失熱量はQ＝66Wと言う条件ですので、その配管を通して1時間給湯した時の1時間あたりの損失熱量Q(h)＝66Whであり、また、１Wh＝860calであるから、1時間あたりの損失熱量Q（ｈ）＝66*860＝56.76Kcalとなり、

仮に13号のガス給湯器を使用すると、1時間当たり60℃のお湯（元の水の温度は20℃とします。）は　487.5L（25℃*13L/（60-20）℃　＝8.125L/minより）給湯できるが、これは　19500Kcal（40℃*487.5L）に相当する。

よって、給湯器の配管の長さ（ｍ）あたりのエネルギー損失割合は　0.29％（56.76ｋcal/19500ｋcal）となる。
ん？？どこかで計算間違えたかもですね。

回答No.2

ka234

こんにちは。
> これは　19500Kcal（40℃*487.5L）に相当する。
60℃のお湯が20℃で還ってくるという想定（給湯負荷としては、60→20℃×8.125L/min）ならばそれで結構かと思いますが、
私ならば、ガス給湯器の定格消費エネルギー（ガス＋使っていれば電気も）にエネルギー消費効率をかけこれを分母とします。
つまり、エネルギー損失割合＝熱損失／出湯可能エネルギー　です。
結果は似たような数字になりますけどね。
なお、熱伝導率の低い配管・断熱材、厚い断熱材を用いればQ＝66W/mよりも小さくなりますので、概数としてお取り扱いください。

お礼

なるほど、とても参考になりました。有難う御座います。