● 実験2 「蓋付きバケツ」

 続きまして、蓋付き状態での実験です。蓋はダンボールにアルミテープを巻いた簡易的な物を蓋にしました。

 こちらも、バケツの種類による温度差はほとんどありませんでした。しかし、昇温時間に差が生じました。

 ● 考察とまとめ

「蓋無しバケツ」
・バケツの素材の種類で差が見られなかった理由
 実験中それぞれのバケツに触れてみますと、樹脂バケツの表面はそれほど熱くありませんが、その周囲に手をかざすと熱くなっていました。金属バケツはまったく逆の現象が起きていました。要するに、樹脂バケツは放射率が高く、金属バケツは熱伝導率が高いため、バケツ側面が樹脂バケツより熱くなった、ということではないでしょうか。結局はどちらのバケツも方法は違いますが同等の量の熱を逃がしていたということだと考えられます。

「蓋付きバケツ」
 2種類のバケツの温度差については「蓋無しバケツ」で考察した通りだと思います。昇温時間が短縮されたのは、当たり前かもしれませんが、最大放熱部分の水面に蓋をすることによる断熱だと考えられます。

「蓋無し」と「蓋付き」の比較
バケツの素材による温度差はほとんどなかったので、金属バケツで比較しました。
・水温(約20℃)から95℃(測定最高温度)に達するまでの時間/消費電力/金額
蓋無し:44分/733Wh/14.6円
蓋付き:35分/583Wh/11.6円
 金額にすれば微々たるものですが、蓋付きの方が約20%の省エネとなりました。

・80℃から95℃に達するまでの時間/消費電力/金額
蓋無し:16分/267Wh/5.3円
蓋付き:9分/150Wh/3円
 こちらも蓋付きの方が約40%の省エネとなりました。金額は1kWh20円で計算しました。ちなみに高温で使用するほど、効果が高くなります。

まとめ
 まとめとして、投げ込み式ヒーターで湯を沸かす時、以下4つのポイントを押さえれば省エネ間違いなしかと思います。

 ※水加熱、省エネのための4か条
一、蓋をすべし。(一番重要です。)
二、熱伝導率の低い容器を用いるべし。
三、放射率の低い容器を用いるべし。
四、高容量、短時間で沸かすべし。


以上
担当: 上野

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