Camp　with　Qoo&十兵衛

  

こんにちは♪

キャンプレポ総括のとちゅうですが、意外に写真を探すのが面倒なので、ちょっとお休みで、
前回のテントの暖房についてもう少し深く掘り下げてみようと思います。

前回は石油ストーブでの暖房計算を行いました。
その際に大まかな必要熱量は算出されましたよね。
ってことは、その他の暖房器具でも発熱量がわかればどのくらい温まるかは想像がつくというものです。

で、今回はあんまり深く考えずに暖かいなぁと思っている薪ストーブについて計算してみましょう♪
前回の計算結果で、テント内を２０℃加熱するのに必要な熱量は３３１０kcal/ｈでした。
ただ、熱貫流率がもっと大きくなるとそこまでは温まらないというのも、実体験で確認済みなので、
１．５～２倍位の発熱量があると安心だと説明しましたね。
で、そうすると２倍で６６２０kcal／ｈとなり、全然熱量が足りませんよね？

で、薪ストーブの登場です。
先日、年越しキャンプに行ったとき、外は０℃くらいでも室内が３０℃を超えました。
あの広いランステで。
一体どれくらいの発熱量があるのか気になりますよね？

ってことで、計算してみました。

薪ストーブの暖房能力において、もっとも大事な数値はストーブの表面温度です。
一般的には２００～３００℃くらいに保つようにするのが理想的なようです。
なので、今回は室温５℃、ストーブの表面温度を２５０℃として計算しましょう。
※計算の便宜上表面温度は均一とみなして計算します。

次に必要な数値としてストーブの表面積です。
高温の面がより多い方が放熱する量も増えるのは自明の理ですね。
今回は計算がやりやすいように四角いストーブ笑'ｓFD薪ストーブ　焚き火の箱 『easy』で計算してみましょう。
カタログ寸法はＷ２４０×Ｄ３１０×Ｈ２５２です。足の分があるので、高さは実質２３０くらいかな？
これをもとに表面積を計算すると
０．４０１８㎡

お次に必要な数値はストーブの放射率はおおよそ０．３５
外気への対流熱伝達率７Ｗ／㎡・Ｋとする。

対流熱損失Ａ＝（２５０－５）×０．４０１８×７＝６８９．０８７Ｗ
放射熱損失Ｂ＝（（２５０+２７３．１５）４－（５+２７３．１５）４）×０．４１８×０．３５×σ＝５４９．５８４Ｗ
※σ = 5.67051×10-8 （Stefan-Boltzman 定数）
よって放射による熱損失（加熱）＝６８９．０８＋５４９．５８４＝１２３８．６６４Ｗ≒１０６５．２５kcal／ｈとなります。

あれ？全然加熱能力が足りませんね？

ちょっと調べてみたところ、放射率が怪しいようです。
というのも、ステンレスの磨いた材料の放射率と黒色酸化した表面の放射率は全然違います。
黒色酸化した場合のステンレスの放射率は０．８９くらい
これで、再度計算すると
放射熱損失が５４９．５８４→１３９７．５Ｗとなります。
よってトータルの加熱量も２０８６．６Ｗ≒１７９４．５kcal／ｈとなります。

かなり改善しましたね。
ということは、ステンレスのストーブの場合焼けて酸化した方が暖房効率は良くなるってことですかね？

でも、必要な熱量に対してあんまり暖かくないですねぇ。

そういえば、煙突部分の熱を計算に入れてませんね。
実際には煙突部分も暖房に寄与していますので、ここの部分も計算に入れてみましょう。
直径φ１００で、室内の長さを１ｍとすると、煙突の表面積は
０．３１４㎡
これに先ほどの計算を適用すると、煙突部分の熱量は９５１．３６Ｗ≒８１８kcal／ｈ（磨きステンレスで計算）
よって、トータルの熱量は２６１２．７kcal／ｈ　アルパカちゃんレベル(2500kcal／ｈ）までは到達しましたね

やはり、焚き火の箱 『easy』はかなり小さいストーブなので、暖房能力もそれなりということかもしれませんね。
ちなみに表面温度を３００℃まで上げると暖房能力１．２倍になります。
ほかにももうちょっと大きいストーブを使えば加熱能力はもっと増えますよ♪

これらのことから、薪ストーブの場合は入れる薪の量で表面温度を制御して暖房するってことになりますね。
ストーブ自体の大きさは最初の選定の段階で決まりますからね。

さて、我が家の薪ストーブ、どうしようかな？

それではまた！