ＩＨクッキングヒーターとカセットコンロの火力と沸騰時間

ＩＨクッキングヒーターとカセットコンロの火力と沸騰時間について気になった。

日立ＩＨクッキングヒーターHT-K60S（3.0kW）
参考：https://kadenfan.hitachi.co.jp/support/ih/item/HT-K60S/

イワタニカセットコンロ達人CB-AP-14（3.3kW）
参考：https://www.iwatani.co.jp/jpn/consumer/products/finished/stove/

現在、自宅には上記２商品がある。数値的にはカセットコンロの方が火力が強い。しかし、これまで使ってきた感覚からすると、明らかにＩＨクッキングヒーターの方が沸騰時間が短い。

ＩＨクッキングヒーター：約80〜90%
カセットコンロ：約40〜55%

ネットで調べてみると、熱効率が違うようだ。

沸騰時間の計算式
　時間[秒]=((水の質量[kg]×比熱+鍋の質量[kg]×比熱)×温度差[℃])÷(火力[kW]×熱効率)

ＩＨクッキングヒーターは、火力が弱く、熱効率が高い。ガスコンロは、火力が強く、熱効率が低い。結局のところ、どちらが早く沸騰するのだろうか。火力と熱効率のバランスで決まることになる。ネットで沸騰時間の計算式を見つけた。

ＩＨクッキングヒーターの場合
　((1[kg]×4.2+0.55[kg]×0.5)×80[℃])÷(3.0[kW]×0.8〜0.9)=149〜133[秒]
カセットコンロの場合
　((1[kg]×4.2+0.55[kg]×0.5)×80[℃])÷(3.3[kW]×0.4〜0.55)=271〜197[秒]

計算式を使うと、ティファールのソースパン１６cm（主な素材をステンレスと仮定して比熱0.5）に入れた２０℃の水１リットルの沸騰時間を求めることができる。つまり、ＩＨクッキングヒーターの方が早く沸騰するようだ。

実際に沸騰時間を調べてみる。ティファールのソースパン１６ｃｍを２つ用意する。それぞれのソースパンに水１リットルを入れる。室温２０℃と同じ温度になるまで放置する。加熱して１００℃までの沸騰時間を計測する。

自分の感覚通り、計算式の通り、ＩＨクッキングヒーターの方が早く沸騰した。

ＩＨクッキングヒーター：270[秒]（4[分]30[秒]）
ガスコンロ：398[秒]（6[分]39[秒]）

しかし、どちらも計算式の沸騰時間より大幅に長い。実際の熱効率は、ネットで調べた数値より低いことになる。

熱効率の計算式
　熱効率=((水の質量[kg]×比熱4.2+鍋の質量[kg]×比熱0.5)×温度差[℃])÷(火力[kW]×時間[秒])

実際の熱効率を求めてみる。沸騰時間の計算式を変形して、熱効率の計算式を作った。

ＩＨクッキングヒーターの場合
　((1[kg]×4.2+0.55[kg]×0.5)×80[℃])÷(3.0[kW]×270[秒])=0.441…→44%
カセットコンロの場合
　((1[kg]×4.2+0.55[kg]×0.5)×80[℃])÷(3.3[kW}×398[秒])=0.272…→27％

計算式を使うと、実際の熱効率を求めることができる。ＩＨクッキングヒーターの熱効率44%、カセットコンロの熱効率27％である。

ＩＨクッキングヒーターは、0.1kW（火力1）〜3.0kW（火力10）まで調整できる。

ＩＨクッキングヒーター3.0kW（火力　１０）：270[秒]
ＩＨクッキングヒーター2.6kW（火力　　９）：312[秒]
ＩＨクッキングヒーター2.0kW（火力　　８）：406[秒]
カセットコンロ　　　　3.3kW（火力ＭＡＸ）：398[秒]
ＩＨクッキングヒーター1.6kW（火力　　７）：508[秒]
ＩＨクッキングヒーター1.4kW（火力　　６）：581[秒]
ＩＨクッキングヒーター1.1kW（火力　　５）：740[秒]

計算上、カセットコンロ3.3kW（火力MAX）と同じ沸騰時間になるのは、ＩＨクッキングヒーター2.0kW （火力8）のようだ。

実際に沸騰時間を調べてみた。ＩＨクッキングヒーター2.0kW（火力８）の沸騰時間は、277[秒]だった。計算上の406[秒]にならず、3.0kW（火力１０）とほとんど変わらない。え？

謎を解明するため、強火から弱火までの火力ごとの実際の沸騰時間を調べ、実際の熱効率を求めてみる。358/火力/時間。

ＩＨクッキングヒーター3.0kW（火力　１０）：270[秒]→44%
ＩＨクッキングヒーター2.6kW（火力　　９）：271[秒]→51%
ＩＨクッキングヒーター2.0kW（火力　　８）：277[秒]→65%
ＩＨクッキングヒーター1.6kW（火力　　７）：330[秒]→68%
ＩＨクッキングヒーター1.4kW（火力　　６）：320[秒]→80%
ＩＨクッキングヒーター1.1kW（火力　　５）：520[秒]→63%
ＩＨクッキングヒーター0.8kW（火力　　４）：
ＩＨクッキングヒーター0.5kW（火力　　３）：
ＩＨクッキングヒーター0.3kW（火力　　２）：
ＩＨクッキングヒーター0.1kW（火力　　１）：

1.4kW（火力６）の熱効率80%が最も高かった。1.4kW（火力６）より強かったり弱かったりすると、熱効率が低下するようだ。ちなみに、火力４以下では９９℃止まりで１００℃に達しなかった。

おまけとして、左右のＩＨクッキングヒーターの火力差の話。カタログ的には、どちらも最大3.0kWで同じである。左だけ／右だけの使い方をしたとき、自分の感覚では、左の火力の方が小さく感じる。（総消費電力5.8kWなので、左3.0kW+右3.0kWという使い方はできない。）

実際に沸騰時間を調べてみる。右270[秒]に対して、左290[秒]だった。たった20[秒]の差なので、自分の感覚が間違っていたようだ。