暖房機器の原理と仕組み、メリットやデメリット(その1):温風・対流を使うファンヒーター・ストーブ・エアコン

寒い季節がやってまいりました。

皆さん、家で何らかの暖房器具を使っているかと思います。もしかしたら、新しい暖房機器の購入を考えているかもしれません。そんな時に気になるのは暖房効率や電気代ですね。ところが、技術の進歩によって同じストーブでも「電気ストーブ」と「石油ストーブ」に分かれていて、同じ電気ストーブでも「カーボンヒーター」や「ハロゲンヒーター」などでどんどん枝分かれしています。ストーブだけでこれですので、ファンヒーターなどは更に沢山あります。

そこで本記事では、何がどんな特徴を持っていて、どんな原理で部屋や人を暖めているのかについて簡単にご説明していきたいと思います。

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暖房機器を三つに分類する

暖房機器は無数にありますが、暖房機器が人に熱を伝えるための方法は実は3つしかありません。

その3つとは、
―「空気」
―「電磁波(光)」
―「モノ」

の三点です。

厳密に言うと、モノといっても「空気の層」などを使っていたりするのですが、ここでは空気と言うのは部屋の空気を意味します。

そして暖房機器は、主に熱を下記の方法で拡散させます。
―「空気の流れ」
―「電磁波の拡散」
―「体に直接」

はっきり行って、ほぼ全ての暖房機器がこの三つに当てはまります。時々、これらを総称して「対流(温風)式」「輻射式」「伝導式」と言うこともあります。

そして、ほぼ全ての暖房機器がこれら全ての暖房原理を多かれ少なかれ使っていますが、どの方法をメインで使うかによって暖房機器としての特徴や暖房効率などが大きく分かれてきます。モノによっては、二つの方式を同時にメインに使っている場合もありますね。

温風・対流式―「空気の力で部屋と人を暖める」

まず、暖房と言えば空気を暖め、温めた空気を部屋に流す方式が一番に思いつくのではないでしょうか?

温風式というのは暖かい空気を吐き出す方式と言う意味で、対流式と言うのは熱によって発生した暖かい空気が上昇し、それと入れ替わるように下降してくる冷たい空気が循環するように作る空気の流れのことです。

温風・対流式と別物の様に言っていますが、暖房機器で大量の熱を一箇所で発生させれば多くの場合対流が発生するため、温風が無くても対流式は可能です。一方、温風式は熱量が低ければ熱による対流は作れませんが、ある程度の熱を吐き出す温風式の暖房機器は必然的に対流を作るので対流式と言うことができます。

対流・温風方式は、部屋全体を暖めたい場合には最も効果が早く現れ、安価に利用できる方式です。しかし、空気を暖めればすぐに人が暖まるわけではありませんので、部屋が十分に暖まってきたり、温風を直接体で受け無い限り寒いままです。さらに、空気を暖める事によって、湿度が急激に下がり、石油ファンヒーターなどでは空気も汚れてしまい、換気の度に室温が下がることもあります。

簡単に部屋を暖める事ができて部屋を利用する人全員に平等に効果が出ると言う点では大きなメリットがありますが、すぐに暖まれなかったり空気の質を急激に変化させる事による体調不良の恐れもあるため、デメリットも無視できないのがこの方式です。

温風・対流式に共通しているメリットとデメリットは以下の通り。

部屋」を暖める能力が高く、「部屋」がすぐに暖まる

「体」を直接暖める能力が低く、乾燥して空気が汚れることもある

そして、暖房機器毎に何が違うかというと、部屋を暖めるための「熱」をどうやって手に入れ、放出しているかという点です。石油・電気を熱に変えたり、外気を圧縮して熱を取り出したり・・・本当に様々な方法があるので、より細かな分類や特徴と共に以下に紹介していきます。

 <ファンヒーター>

ファンヒーターと言うのは、何らかの方法(ガス・石油・電気)で熱を発生させ、その熱をファンで拡散する方式です。原理が簡単で生産も容易なため、安価に手に入れられて、非常に普及しています。対流・温風式を体現したような暖房機器といえます。

―石油方式―


ダイニチ 石油ファンヒーター

上は、言わずと知れた石油ファンヒーターの代表例です。

石油を燃焼することによって得られた熱をファンによって急速に放出し、一気に部屋を暖めます。電気代が殆どかからず、石油があれば簡単に利用できて、石油の値段にもよりますが「コストパフォーマンス」が最も良い機器でもあります。しかし、石油の入れ替えの手間や空気を乾燥させて汚す(有毒な一酸化炭素の放出)などのデメリットもあり、環境によっては使いにくい製品だと言えます。

暖房能力が高く、トップクラスにコストが安い

換気・燃料交換が必須、空気が乾燥し風邪に繋がる