はじめに
暮らしのお金を試算するサイト「いくらかかるの研究所」では、住宅省エネ基準の公的な計算方法（建築研究所の pyhees）のエアコンの計算を TypeScript に移植して、1年分（8,760時間）の電気代をブラウザで計算しています。
Q&Aサイトで「暖房は短時間で一気に暖めて切るほうが節約になる？」という質問を見かけました。これに答えるため、移植したエンジンで「同じ外気温で、部屋に出す熱の量（出力）を変えたら、効率はどう変わるか」を取り出してみました。
やり方：一定の負荷を入れて1時間ずつ計算する
エンジンの calcHeating は、1時間ごとの暖房負荷 [MJ/h] と外気温・湿度の配列（8,760個）を受け取り、1時間ごとの消費電力量 [kWh] を返します。
そこで、外気温と湿度を一定にした「気象データ」を作り、最初の数時間だけ、出力を変えた負荷を入れました。1時間ごとの計算はほかの時間の影響を受けないので、これで「出力ごとの消費電力量」が取り出せます。
import { calcHeating, HOURS } from '@/engine/rac';
import { toSpec } from '@/tools/shared/unit';
const spec = toSpec({ coolKw: 2.2, efficiency: 'unknown', dualCompressor: false });
const outs = [0.4, 0.8, 1.2, 1.6, 2.0, 2.4, 2.8, 3.2, 3.6, 4.0]; // 出力 [kW]
const thetaEx = new Float64Array(HOURS).fill(8); // 外気温 8℃
const hEx = new Float64Array(HOURS).fill(70); // 相対湿度 70%
const LH = new Float64Array(HOURS);
outs.forEach((q, i) => (LH[i] = q * 3.6)); // kW → MJ/h
const r = calcHeating(spec, { thetaEx, hEx }, { LH });
outs.forEach((q, i) => {
const cop = (q * 3.6 - r.unprocessed[i]) / 3.6 / r.energy[i]; // 出せた熱 ÷ 消費電力
console.log(q, r.energy[i].toFixed(3), cop.toFixed(2));
});
efficiency: 'unknown' は、効率が分からないときに算定方法の既定値（区分「は」）を使う設定です。
結果：冷房2.2kW（6畳用）、外気温8℃
| 出力 | 消費電力量（1時間） | 効率（出した熱 ÷ 電気） | 熱1kWhあたりの電気代 |
|---|---|---|---|
| 0.4kW | 0.189kWh | 2.12 | 14.6円 |
| 0.8kW | 0.233kWh | 3.43 | 9.0円 |
| 1.2kW | 0.299kWh | 4.01 | 7.7円 |
| 1.6kW | 0.381kWh | 4.20 | 7.4円 |
| 2.0kW | 0.477kWh | 4.20 | 7.4円 |
| 2.4kW | 0.586kWh | 4.10 | 7.6円 |
| 3.2kW | 0.859kWh | 3.73 | 8.3円 |
| 4.0kW | 1.256kWh | 3.18 | 9.7円 |
電気は31円/kWh で計算しています。
効率は、出力1.6〜2.0kW あたりがいちばん高く（4.20）、弱すぎる運転（0.4kW）では2.12、全力に近い運転（4.0kW）では3.18 まで下がりました。
外気温を3℃にすると、全体に効率が下がり、ピークは3.70（1.6kW）でした。また4.0kWでは、この機種の最大出力を超えて、暖めきれない分（unprocessed）が出ました。
算定方法の式の形
算定方法 第四章第三節の暖房の消費電力は、
消費電力 ＝ 定格の消費電力 × f(出力 ÷ 最大出力, 外気温) ÷ f(定格の条件)
の形で、f は出力の比（出力 ÷ 最大出力）と外気温の関数です。上の表は、この f を出力ごとにたどったものにあたります。
「一気に暖めて切る」への答え
この計算から言えるのは、次の2つです。
- 「全力で短時間」は、熱1kWhあたりの電気代が、中くらいの出力より高い（9.7円 対 7.4円）
- 「弱くずっと」も、出力が小さすぎると効率が下がる（0.4kW で 14.6円）
ただし、「20℃で3時間」と「26℃で1時間」のどちらが高いかは、部屋に出す熱の合計で決まります。これは家の断熱性能や、切ったあとにどれだけ冷えるかで変わるので、この計算だけでは決まりません。サイトでは、公的な計算方法の「つけっぱなし（連続運転）」と「使う時間だけ（間歇運転）」の負荷で、1年分を比べるツールにしています。
まとめ
- 移植したエンジンに「一定の負荷」を入れると、出力ごとの効率（部分負荷特性）が取り出せる
- 6畳用・外気温8℃では、効率のピークは出力1.6〜2.0kW。弱すぎても全力でも下がる
- 計算は1時間ごとに独立しているので、このような「実験」が気象データを差し替えるだけでできる