加湿器は1日に何L必要？ 除湿量の式の向きを逆にして、冬の加湿量と電気代をTypeScriptで計算する

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」に、冬に加湿器で1日に足す水の量と、その電気代を計算するツールを追加しました。

先に作った除湿機のツール（夏に1日に取る水の量）と同じ式を、向きを逆にして使っています。湿度の式（住宅省エネ基準の公的な計算方法 第十一章第五節）と気象データ（第十一章第一節）もそのまま使い回しました。

モデル：除湿の式を逆にする

部屋の湿度を目標に保つとき、換気で入ってくる外気と出ていく室内の空気の湿気の差を、除湿機なら取り除き、加湿器なら足します。

除湿：取る水の量 [kg/日] = 空気の密度 × 換気量 × 24時間 ×（外気の絶対湿度 − 目標の絶対湿度）＋ 人などの湿気
加湿：足す水の量 [kg/日] = 空気の密度 × 換気量 × 24時間 ×（目標の絶対湿度 − 外気の絶対湿度）− 人などの湿気

違いは、人や部屋干しの湿気が「足される」か「引かれる」かです。冬は、人の湿気の分だけ加湿器の仕事が減ります。

項目	値	出典
空気の密度	1.2 kg/m³	算定方法 第四章第二節（pyhees get_rho_air）
換気量	畳数 × 1.62m² × 天井 2.4m × 0.5回/時	天井高さは第五章の参照天井高さ、換気回数は建築基準法のシックハウス対策
室温の初期値	20℃	算定方法 第四章第二節（pyhees get_Theta_set_H、暖房時の設定温度）
人の湿気	1人 40W（潜熱）	算定方法 第四章第二節（pyhees get_q_p_CL）

人の湿気の40Wは、算定方法では冷房期の値です。暖房期の値は見つからなかったので、同じ値を使い、ツールの画面にもそう書いています。

コード

除湿機の型（DehumInput、DailyClimate、定数）をそのまま import しています。

import { rhFromX, xFromRh } from '@/engine/psychro';
import { DAYS_IN_MONTH, type DailyClimate, type DehumConsts, type DehumInput } from '@/tools/dehumidifier/calc';

export function humidify(input: HumidInput, clim: DailyClimate, c: DehumConsts): HumidResult {
  const { jo, tempC, targetRh, ach, persons, hours, otherL } = input;
  const ventM3h = jo * c.m2PerJo * c.ceilingM * ach;
  const airKgPerDay = c.rhoAir * ventM3h * 24;
  const personL = ((persons * c.personW * 3600) / (c.lWtrKjPerKg * 1000)) * hours;
  const gen = personL + otherL;
  const xTarget = xFromRh(tempC, targetRh);

  for (let d = 0; d < 365; d++) {
    // 外のほうが湿っている日や、人などの湿気で足りる日は0
    perDay.push(Math.max(0, airKgPerDay * (xTarget - clim.x[d]) - gen));
    // 加湿しないときの湿度：入ってくる外気の湿気＋人の湿気が、出ていく量とつり合うところ
    const xNone = clim.x[d] + gen / airKgPerDay;
    rhNoneDay.push(Math.min(100, rhFromX(xNone, tempC)));
  }
  // …月ごとの平均・最大、冬（11〜3月）の合計
}

xFromRh と rhFromX は、除湿機のときに第十一章第五節から移植した関数です（pyhees と相対誤差 1e-12 で一致）。

テストは、外気の絶対湿度を一定にした気象を作り、式どおりの値になるかを見ています。

const flat = (x: number): DailyClimate => ({ x: Array(365).fill(x), t: Array(365).fill(5) });

it('換気で出ていく湿気 = 空気の密度 × 換気量 × 24時間 × 絶対湿度の差', () => {
  const xt = xFromRh(20, 50);
  const r = humidify(base, flat(xt - 0.004), consts);
  const vent = 6 * 1.62 * 2.4 * 0.5;
  expect(r.perDay[0]).toBeCloseTo(1.2 * vent * 24 * 0.004, 10);
  expect(r.winterL).toBeCloseTo(r.perDay[0] * 151, 8); // 11〜3月は151日
});

結果：東京の6畳

東京（6地域）・6畳・室温20℃・湿度50%を保つ・換気0.5回/時・1人が1日8時間いる場合です。

月	1日の平均	多い日	加湿しないと	外気温（月平均）
10月	0.03L	0.48L	68%	17.3℃
11月	0.20L	0.91L	51%	12.0℃
12月	0.66L	1.27L	38%	6.7℃
1月	0.83L	1.21L	33%	4.8℃
2月	0.89L	1.44L	32%	4.6℃
3月	0.55L	1.06L	41%	7.8℃
4月	0.17L	0.70L	51%	14.6℃

• いちばん多い日で 1.44L/日、1時間あたりにすると約60mL/h です
• 冬（11〜3月）の合計は約94L です
• 加湿しないと、1月の平均は33%です

目標の湿度で、量は大きく変わります。冬の合計は、40%なら約39L、50%なら約94L、60%なら約161Lでした。

部屋の広さと地域による違いです（室温20℃・湿度50%・1人8時間）。

条件	1月の平均	多い日	冬の合計
東京・6畳	0.83L/日	1.44L/日	約94L
東京・10畳	1.69L/日	2.71L/日	約198L
東京・14畳	2.55L/日	3.99L/日	約303L
札幌（2地域）・6畳	1.29L/日	1.68L/日	約166L
福岡（7地域）・6畳	0.55L/日	1.35L/日	約56L
那覇（8地域）・6畳	0.02L/日	0.32L/日	約1L

電気代：1Lあたりの電気で比べる

加湿器の電気代は「消費電力 × 時間」ですが、方式によって1時間に出せる水の量が違います。そこで、メーカー公表の消費電力を加湿量で割り、1Lの水を部屋に出すのに使う電気で比べました。加湿量はいずれも日本電機工業会規格（JEM1426）による室温20℃・湿度30%での値です。

/** 1Lあたりの電気 [kWh/L]（公表の消費電力 ÷ 加湿量） */
export const kwhPerL = (t: HumidifierType) => t.watts / t.mlPerH;

方式	機種（公表値）	1Lあたりの電気	東京・6畳の冬の電気代
スチーム式	象印 EE-DG50（加湿時 410W・480mL/h）	0.854kWh/L	約2,500円
ハイブリッド式（温風気化）	ダイニチ HD-RX325（標準 161W・300mL/h）	0.537kWh/L	約1,570円
気化式	パナソニック FE-KXW07（強 14W・700mL/h）	0.020kWh/L	約59円

• 電気代は、冬の合計の水の量（約94L）× 1Lあたりの電気 × 31円/kWh（家電公取協の目安単価）
• スチーム式の湯沸かし立ち上げ時（985W）と待機の電気は含みません
• 1Lあたりの電気は、スチーム式が気化式の約43倍でした

まとめ

• 冬の加湿量は、夏の除湿量の式の向きを逆にして、人の湿気を引くだけで出せる
• 湿度の式と気象データは、除湿機のツールのものをそのまま使い回せた
• 東京の6畳で湿度50%なら、多い日でも1.44L/日。冬の合計は目標の湿度で約39〜161Lと大きく変わる
• 電気代は「1Lあたりの電気」で比べると方式の違いがはっきりする

部屋の広さ・都道府県・保ちたい湿度を変えて計算できます。

出典

• 建築研究所ほか「pyhees」（算定方法の Python 実装、MIT ライセンス） https://github.com/BRI-EES-House/pyhees
• 建築研究所「住宅に関する省エネルギー基準に準拠したプログラム」技術情報 https://www.kenken.go.jp/becc/house.html
• 国土交通省「シックハウス対策について知っておこう」 https://www.mlit.go.jp/jutakukentiku/build/sickhouse.files/sickhouse_1.pdf
• 加湿器の消費電力・加湿量（象印・ダイニチ・パナソニックの公表値。サイトの「使用データ」に一覧があります） https://ikurakakaruno-lab.com/data/?utm_source=qiita&utm_medium=referral&utm_campaign=humidifier