薪の使用量(消費量)を、薪ストーブのカタログから読み取る

薪ストーブのカタログに書かれた「出力」「燃焼効率」の意味

出力が高ければ高いほど、優れた薪ストーブと言えるか?

 薪ストーブについてカタログで書かれている性能には「出力」というものがあります。1時間あたり何kcal、というような数値で表現されています。ただ、時々ご質問いただくのですが、それが大きければ大きいほど、優れたストーブ……というわけではありません。

 なぜなら、例えばですが、ストーブを大きくして、たくさんの量の薪が一度に燃やせるようにすれば、1時間あたりの発生熱量としての「出力」なんて、いくらでも上げられるわけです。ただ、それが使いやすいか?その出力が本当に必要か?というと……

 なにしろ、考えれば当たり前の話になるのですが、「出力」が高いというのは、それだけたくさんの量の薪を消費するわけです、例えば1時間に5kgとか。それだけの量の薪を用意できるのか?あるいは薪をくべる手間をかけれるのか。

 『よくある普通の薪ストーブ』の場合、うまく燃えてくれる範囲(「燃焼効率」が維持される範囲、と言います。後述します)が狭いために、高出力として記載されている薪ストーブは、逆に言えば、いつもそれだけたくさんの薪をくべてあげなければ、性能を発揮してくれないことになります。

 よって「出力」の面から、良い薪ストーブというものを考えるとすれば、それは「暖めたい空間において必要とされる(適切な)出力が、その薪ストーブがうまく燃えてくれる範囲内としてカバーされている」というのが正解となるわけです(詳しい解説はこちらの記事【薪ストーブ本体の選択において求められる「一番重要な性能」って何かご存じですか?-超簡単薪ストーブ調理】)。

 よって、よく誤解されるのですが、出力が高ければ高いほど優れた薪ストーブではないのです。必要とされる(適切な)出力がどんなものか、一応、建築の方面から計算でも出せるのですが、住宅の築年数や断熱の方式を踏まえて、薪ストーブ屋さんに直接相談されるのが、良い薪ストーブの選択につながります。

「燃焼効率」が高いほど、優れた薪ストーブと言えるか?

 最初から答えを言ってしまうとすれば、もし「優れたストーブ」、少ない薪でもよく暖まる「省燃費」を表す性能数値があるとすれば、それは「燃焼効率」ではなく、「熱効率」が高い薪ストーブということになります。

 「熱効率」の定義は「投入した薪の持っているエネルギーの何パーセントが、室内に取り出される利用可能な形になったか」というものです。高ければ高いほど、薪のエネルギーは有効活用されていることになり、優れたストーブと言えるでしょう。

 しかし、多くの場合、カタログに書かれている数値は「熱効率」ではなく「燃焼効率」です。「熱効率」と「燃焼効率」、似ているようで何が違うのか、よくわかりませんよね?何が違うのでしょう。

 「燃焼効率」の定義は「投入した薪の持っているエネルギーのうち、何パーセントが、燃焼によって発生するエネルギーの形に変換されたか」というものです。「熱効率」との違いは、「利用可能な形になったかどうか」が考慮されていないことです。

 では「燃焼効率」が何を意味するかと言いますと、例えば薪が完全に灰にならずに黒く燃え残ってしまったり、煙モウモウで煤がいっぱい出てしまうような燃焼では、きっと「燃焼効率」は低いだろうと、お分かりいただけるかと思います。つまり「燃焼効率」があまりに低いと、ストーブの性能としてはよろしくないということは確実です。

 けれども「燃焼効率」が高ければ、ストーブとして優れているかというと、これはまた別問題なのです。煙を出さない、という意味では優れている可能性はありますが、極端な話、きれいに燃やして、それで発生した熱を全部煙突を通して屋外に放り捨ててしまう薪ストーブでも、「燃焼効率」としては優秀な数値です。

 よって「燃焼効率」がいくら高くても、室内に取り出せるエネルギーが少なければ、「煙の少ない焼却炉」としては優れている可能性は高いですが、ストーブとしては失格でしょう(皮肉ではなく、本当に、根本的な性能を左右する部分が「燃焼効率」の高い数字によって目隠しされています)。

 以上のことから「燃焼効率」が高いと言っても、優れた薪ストーブと言えるかどうかは、実は、それだけではわからないのです。そして残念ながら、ほぼすべてのメーカーが公表している数値は「燃焼効率」にとどまっています。

 まとめますと、一番大切なのは「熱効率」、つまり「実際の暖かさ」なのですが、機種のみならず、燃やし方にも大きく依存するため、実際には薪ストーブ屋さんの経験を踏まえた説明に頼るしかないというのが現状です。

 要は身も蓋もないことを言えば「燃焼効率」は高くても、ちっとも暖かくないストーブなんてものが、実際にはざらにあるということです……失敗例の、一つの典型ではあります。

カタログスペック「出力」「燃焼効率」の数値の活用法

「最大出力」の意味

 薪ストーブは、一般には、ストーブの大きさに応じて完全燃焼をさせた場合に、煙の処理も含めて真価を発揮しますが、もっと燃やそうとして無理に薪を詰め込んだところで、かえって不完全燃焼を起こしたりするのは、想像していただけるかと思います。

 あるいは、出力をもっと上げたときに、ちゃんと燃えるには燃えるけど、その高熱に本体が耐えられなくて、薪ストーブとしての寿命が短くなってしまうというケースも考えられます(おそらく、そちらのほうが多いような気がします)。

 そこで「燃やそうと思えば、ここまでなら、寿命に影響せずに燃やせます」というのが「最大出力」です。これは、要するに部屋を暖める能力の最大値として記載されます。寒さに対して能力が絶対的に不足するのはよろしくありませんが、逆に過剰に大きなものを選んでもよくありません。

 とりわけ、今どきの新築、あるいは断熱材も入れ直すようなリフォームでは、たとえ全館暖房でも必要なエネルギーは昔よりもぐっと少なくなっていますし、断熱の悪い家で全館暖房をしたいという人も現実的にはいないので、私の感覚ではありますが、薪ストーブの最大出力なんて「室内に実際に取り出されるエネルギー(カタログの「出力」ではないのに注意)として」1時間あたり5000kcalもあれば充分です。

 これは、エアコンの定格出力でいえば5.8kwに相当します。だいたい18畳用とかそのあたりなんですが、今どきの新築の全館暖房なら「そんなもの」、そして古い住宅でも一番広い空間だけ締め切って暖めるのに充分な暖房器具の出力だと、感覚としてご理解いただければと思うのですが……(そのあたりは難しいのですが、ちゃんと解説なさっている記事がこちら【間違いだらけのエアコン選び 「過大能力」避ける常識 :日本経済新聞】

カタログスペック」

 画像は、鋳物製で排煙処理機能をちゃんと備えた薪ストーブとしては最小・最軽量ではないかと考えられる、サラマンダーストーブ【サラマンダーストーブ 公式サイト】のスペックをお借りしました。このミニチュアのような可愛らしいストーブですら、最大出力としては4000kcalもあります。

 ですので、大概の薪ストーブが最大出力上、この1時間あたり5000kcalをクリアーするのですが、上述しましたように、「熱効率」的な部分、すなわち、最大出力のうち、どのくらいが有効に室内に取り出せるかは、実際の薪ストーブの性能及び使い方によりますので、やはり薪ストーブ屋さんの経験を踏まえた説明が必要となる部分となります。

「出力」と「燃焼効率」のデータの本当の活用法

 何度も申し上げている通り、「出力」と「燃焼効率」だけでは、なんというか、モノをきれいに煙まで燃やすことができる「焼却炉」としての能力はわかりますが、その薪ストーブが実際にどのくらい暖かいかということまでは、わからないのですが……

 じゃあ、カタログに書いてある値って、役に立たないのか?と言いますと、そんなこともありません。稼働1時間あたりで平均的にどのくらいの量の薪を消費するか?は、『よくある普通の薪ストーブ』なら計算可能です。

 実際に高額で重い大型機種ではなく『よくある普通の薪ストーブ』、中型機種(「比較的小さな家やワンルーム、プライベートルームなど」というので、小型かもしれませんが…)の例として「バーモントキャスティングス イントレピッドⅡ」【メーカー公式サイト「イントレビットⅡ」】のデータをもとに計算してみましょう。

 この機種の最大出力が6,750kcal/h(7.8kW)、燃焼効率が81.1%とあります。最大出力であって定格出力がわかりませんが、『よくある普通の薪ストーブ』では、最大出力の、だいたい70~75%程度が定格出力で、このような運転時に燃焼効率もスペック値になるであろうと推測されます。

 すなわち『よくある普通の薪ストーブ』では、燃焼効率の良い範囲、すなわち「うまく燃えてくれる出力範囲」というものがあり、通常、燃焼効率の一番良いところが定格出力とされていて、うまく燃える(燃焼効率がある程度維持される)出力の一番下端、最小出力はさらにその定格出力のざっくり半分程度といったところがひとつの目安となります。

 これをもとにして定格出力運転を想定して1時間あたりに投入される必要のある薪の熱量を計算すると

6,750×0.75÷0.811=6,242kcal/h

 ざっくりですが、このように推測されます。なお、ざっくりですので、計算中は細かい数字をそのまま使いますが、結果としては細かい数字に意味はありません。あくまでも「だいたいの目安」です。

 次に、6,242kcalが何kgの薪に相当するか?ですが、これも本当なら、薪の木の種類や、含水率によって大きく変わってきますが、ざっくり平均的なものとして、薪1kgあたりの熱量として14.4MJ(メガジュール)と仮定します。

 この「14.4MJ」という数値も、薪の含水率も含めて実態に詳しい方なら「現実的にそんなものかな」と思っていただけるかと思いますが、出展はエネルギー関係の公的資料【「事業者からの温室効果ガス排出量 算定方法ガイドライン」平成15年7月環境省地球環境局】 によるものです。

 参考にこの公的資料による数値の妥当性も検証しますと、こちらの資料【第 2 章 木材チップの含水率 - 全国木材チップ工業連合会】の10ページ目にあります「木材工業便覧」における「湿量基準含水率20%(乾燥基準含水率25%)」での1kgあたり発熱量が「14.6MJ」「3,476kcal」です。 先ほどの環境省の「14.4MJ」は便覧と同じく換算係数「4.1865」を用いますと、「3,440kcal」となりますので、まったく誤差範囲です。

 なお、木材1kgあたり発熱量は「木材工業便覧」にて示されるように、「含水率」すなわち乾燥具合によって大きく変わります。「湿量基準含水率20%(乾燥基準含水率25%)」は、日本国内での実際の薪の乾燥状態も踏まえて妥当かと思います(ですのでエネルギー上、薪は可能な限り乾かすのが、燃費上徹底的に重要なのです)。

 よって6,242kcalを3,476kcalで割ると1.8kgですので、1時間あたりざっくり2kgくらい薪を消費すると考えれば、実際の感覚とも、だいたい合っていると思われます。もしも最大出力のままで計算すれば、1時間あたりの薪の消費量は2.4kgになりますので、1時間あたり平均2kgは、まあ妥当な数字であろうと思われます。

カタログスペックから薪の消費量を推定する場合の例外

 ここでこれまで述べてきたのは、あくまでも『よくある普通の薪ストーブ』としての話で、普通は、出力を絞って運転しようとすると効率良い燃焼を保つために必要な本体温度が得られなくなって、不完全燃焼を起こしてしまうことを前提に話を進めてきましたが、中には例外もあります。

 私が薪ストーブ屋として扱っているモキ製作所というメーカーのMD80Ⅱという薪ストーブは、公式データ【モキ製作所公式製品サイト】として熱量19,430kcal/hと記載されています。仮に燃焼効率80%(MD140Ⅱという機種で実測値85%というデータあり)、定格運転時出力を75%出力として同様に計算すると、薪の消費量は1時間あたり5kgという計算になります。

 しかし、このMD80Ⅱという薪ストーブは、実際に我が家で毎日使っていた薪ストーブ(ただし弊社オリジナル改良版)なのですが、料理のために、この動画【炎が美しいだけでなく、お料理にも大活躍する薪ストーブ - YouTube】くらい焚いても、1時間あたりの薪の消費量は確実に2kgを切っています。それで不完全燃焼を起こすこともなく、非常に美しい炎と暖かさを保ち続けることが実際にできます。

 そして単に暖かさを維持するだけの出力なら、もっと小さく、こちらの動画【薪ストーブで心静かに餅を焼く - YouTube】くらいの炎まで下げることができますが、この場合の薪の消費量は、1時間あたり1kgを確実に切ります(500gよりは大きいと思いますが…)。

 もちろん、最大出力で計算される1時間あたり7kgの薪も、MD80Ⅱは、上述したように燃やそうと思えば燃やせるのですが、我が家は、その10分の1程度でも問題なく運用できてしまっていたということです。

 つまり『よくある普通の薪ストーブ』の最小出力は、最大出力に対して、せいぜい3分の1程度ですが、機種によっては、最大出力の10分の1程度でも運転できてしまうとか、例外があるということです。

 したがって、実際の暖かさ、すなわち「熱効率」と同様に、「薪の消費量・使用量」についても、カタログスペックから、それらしいものを読み取れなくもないのですが、機種による例外もありますので、実際のところは、薪ストーブ屋さんに確認されるのが良いと思います。

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