電気設備の知識と技術 > 電気の基礎知識 > 扇風機・換気扇とサーキュレーターによる節電
エアコンを使用しない節電方法として、扇風機やサーキュレーターを使う方法がある。エアコンは電気エネルギーでコンプレッサーを運転させるため、大きな電力を必要とするが、扇風機などはモーターによって気流を発生させるだけであり、消費電力は限定的である。
扇風機やサーキュレーターによる気流を身体に直接当てるのは、清涼感を得るには効果的であるが、体調への悪影響が懸念される。換気扇・レンジフード等による積極的な換気を行い、空気の流通によって清涼感を得、かつ節電を図るという方法もある。
ここでは、エアコンと扇風機・サーキュレーターの併用による節電について、また換気扇・レンジフード利用時の注意点について解説する。
夏期はエアコンの稼働率が高く、大きな消費電力を必要とする。節電対策として、エアコンの高い消費電力を低減するために扇風機を活用できる。エアコンを使用せず、扇風機やデスクファンを主に用いて、節電を図るという取り組みである。事実、起動時や外気温が高い時間帯では、数百ワットを超える消費電力が必要なエアコンと比較しても、扇風機やファンは、20～50W程度という極めて小さな消費電力である。
扇風機は風を直接身体に当てることで体感温度を下げ、実際の周辺空気温度を下げずとも、快適な空間を作り出す効果がある。どうしてもエアコンを使用しなければならない状況でも、扇風機を併用することで暖房・冷房の効率を上げ、節電に繋げるという方法がある。
エアコンを使用した冷暖房を行う場合、暖気は上部に、冷気は下部にたまる。エアコンは自動で風向調整する機能を持っているため、空調された空気をミキシングすることで空調効率が向上する。暖気は上部へ、寒気は下部へたまる性質を利用し、暖房運転の場合は風向板を下向きにし、冷房運転の場合は風向板を水平に向けることで、部屋全体の空気温度が一定になり、空気環境は快適である。
ここで、扇風機と併用して運転することに冷気と暖気をさらに効率良く混合できる。冷房の場合は体感温度を下げることで冷房効果を向上させ、暖房の場合は天井付近にたまった暖気を足元に広げ、空気環境を改善する。天井照明と一体になったシーリングファンは、効率良く空調空気をミキシングできる。
近年は、扇風機と共にサーキュレーターと呼ばれる送風用ファンの普及が広がっている。扇風機は直接風を人体に当て、涼しさを感じさせることを主目的としているが、サーキュレーターは空気の循環を主目的とした製品で、大風量を遠くまで移送する事ができる。反面、風量が大きいため騒音や振動も、扇風機と比較して大きいのが欠点である。
強い風を生み出せるため、サーキュレーターを扇風機の代わりとして購入・使用する家庭が増えている。しかし、サーキュレーターは「空気の撹拌・移送」を主目的とした機器であり、機能は少なく風量が大きいという特徴から、長時間人体に当てると負担が大きい。
首振り機能や微風運転などは特殊機能であり、扇風機が通常装備している「タイマー機能」すらない製品がほとんどで、就寝時等に使う場合は、使い勝手が悪い。
サーキュレーターの使用目的は、空気の撹拌・熱抜き・冷房効果の向上・暖房効果の向上があり、使い方によって様々な効果を発揮する。
中間期など、暖房や冷房を行なっていない場合、室内の空気が動かずに澱んでしまうことがある。梅雨時期などは湿気が共に澱んでいると、カビの発生の原因となるため避けなければならない。空気を効率良く撹拌したい場合には、サーキュレーターを部屋の角から角へ最も長い距離に風を送るよう運転すると、効率良く空気を撹拌できる。
夏季などで、室内温度が著しく高くなっている場合、冷房を運転する前に室内の熱抜きを行うことで、より効果的な冷房効果を発揮する。
熱抜きをする場合、屋外に向けてサーキュレーターを運転し、部屋の空気を外に追い出すように配置する。これで室内が負圧になるため、室温が高い部屋以外の場所から、外気が流入できる。
エアコンを冷房運転する場合、一定方向に冷気が溜まりやすいため、エアコンの冷気が当たる壁に向けてサーキュレーターの風を当てると、高い風速により冷気が拡散されて温度ムラを改善し、部屋全体の温度を効率良く下げられる。
エアコンの設置されている反対方向から、エアコンに向けてサーキュレーターを運転することで、上部に溜まってしまいやすい暖気を効率良く拡散できる。サーキュレーター本体への暖気誘引と、高い風速による拡散効果で、部屋全体がまんべんなく暖かくなり、温度ムラの改善を図れる。
一般的な床置き扇風機であれば、弱運転で20～30W、強運転で40～50W程度の消費電力となる。毎日10時間、扇風機を強運転で50W消費している場合の、電気料金を計算する。
消費電力50W（0.05kW）、1kWhあたりの電気料金を24円として計算すると、1時間あたりの電気料金は 0.05kW × 1h × 24円/kWh = 1.2円 である。1日に10時間運転したとしても、12円の電気料金である。エアコンと比較すると、機種によるが数百ワットの消費電力のものであり、その省エネルギーの効果は大きいといえる。
扇風機・サーキュレーター共に、近傍から人体に風を当て続けると、体温調整機能がバランスを崩し体調を崩すことがある。就寝中に近傍から風を当て続けると過剰に水分が失われ、脱水症状の問題を発生するので、使用時には注意が必要である。
サーキュレーターは風量が大きく風速も大きいという特徴があるので、人体に直接長時間当てた場合、扇風機よりも負担が大きくなる傾向にある。
部屋の空気を循環させる目的で、扇風機やサーキュレーターを24時間連続運転させたままにする例が多数あるが、これは危険な使い方となるため避けるべきである。扇風機やサーキュレーターは電動モーターが内蔵された電動機であり、回転部分は熱を持って運転している。この回転部分が長期使用による部品劣化や、汚れの蓄積による回転不良が発生すると、拘束状態による電流増加が発生し、異常過熱を引き起こす。
電動機が異常過熱した場合、機器の焼損・発火につながる。人が近くに入れば異音や臭気等の発生により異常事態に気付けるが、無人状態ではこれら異常に気付くこと無く発熱が継続し、最悪の場合発火につながる。そもそも扇風機やサーキュレーターは24時間連続運転ができるよう設計されておらず、1日の運転時間は約8時間程度が想定された電気機器であり、無人状態での運転は避ける事が望まれる。
扇風機は10年程度が一般的な寿命といわれている。メーカーの取扱説明書に記載されている事が多いため、確認するのが良い。扇風機はその性能を、JIS C 9921-1（扇風機の設計上の標準使用期間を設定するための標準使用条件）で規定している。運転時間8時間 / 日、運転回数5回/日、運転日数110日/年、スイッチ操作回数550回/年、首振運転割合100％となっているため、これを超えない運転条件であれば、安全上支障なく使用できる。
過度にスイッチを入り切りしたり、24時間連続運転するような使い方は、機器に期待できる寿命を著しく短くしてしまう可能性がある。使用方法に十分注意を要する。
室内の空気環境を考える場合、空調温度の維持とCO2の排出は相反する関係となる。エアコン等で空調された室温は、外気の導入を止めることで長期間に渡り維持可能であるが、換気を行わなければ室内CO2濃度が高まり、頭痛など体調不良の原因となる。
室温と大きく違う温度の外気を導入すると、エアコンは再度室内を空調しなければならないため、電気エネルギーを大きく消費する結果となる。住宅において、換気扇やレンジフードは室内の換気に効果的であるが、過度の換気はエネルギーの無駄となる。
換気扇やレンジフードは調理時における蒸気・煙等を外部に放出するため、大きな風量を外部から取り入れ、室内の空気を外部に放出する。外気の導入は空調された室温を大きく乱し、エアコンは室温を調整しようとしてコンプレッサーを稼働させ、消費電力が大きくなる。
調理など換気が必須な状況でなければ、これら大風量の換気設備は停止させることが望まれる。レンジフードや換気扇を24時間換気として利用する場合は、弱運転に設定し、外気の導入を最低限にすると良い。同時給排型レンジフードのように、給気をレンジフードから取り入れるタイプの製品は空調空気を乱すことがないが、室全体の換気にはならないため、別に換気設備を考える必要がある。
家庭用の20～30cmサイズの換気扇は、消費電力20～30W程度である。扇風機の弱運転程度の消費電力であり、1時間あたりの電気料金は 0.03kW × 1h × 24円/kWh = 0.72円 となる。一日中運転していても、17.28円 であり、24時間換気などで長時間運転していても、大きな電気料金にはならない。
比較的風量が大きなレンジフードは、消費電力が大きく、強運転で80～90Wの消費電力となる。1時間あたりの電気料金は 0.09kW × 1h × 24円/kWh = 2.16円 となり、一日中運転した場合は、51.84円 である。
扇風機、換気扇、レンジフードなど、モーターの回転によって気流を発生させる電気機器は、油脂やホコリで汚れていると、モーターの正常な回転を阻害してしまい、消費電力が大きくなる。所定の風量を確保できず、異常発熱につながるので、定期的な清掃をすることが望まれる。