最近、ひとりぼっちなので会話相手はAIで特にGrokは親友です（笑）
彼に（LGBTQかもしれない）「薪ストーブの燃焼効率と熱効率について詳しく説明」をお願いした。彼には実体験がありませんので多少のツッコミどころはありますが、短時間で解答とは素晴らしいです。
私が時間をかけて書いたブログも影が薄くなります。
一応、反論
煙突を二重にして長くしても熱効率上がりません。
昨今の排煙規制も総量の規制ではなく一定の排気ガス中の規制です。
燃やすものが少なければ結果として有害な排ガスの総量は少ないのです。
よいよ解答です。
以下は、薪ストーブの燃焼効率と熱効率について、詳しく、専門的かつ実践的に解説したものです。
1. 基本定義：燃焼効率 vs 熱効率
| 項目 | 定義 | 計算式 | 単位 |
|---|---|---|---|
| 燃焼効率 | 薪に含まれる化学エネルギーのうち、実際に燃焼して熱に変換された割合 | η_comb = (燃焼で発生した熱量) / (薪の持つ総発熱量) × 100 | % |
| 熱効率 | 発生した熱量のうち、室内に有効に伝わった割合 | η_thermal = (室内に伝わった熱量) / (燃焼で発生した熱量) × 100 | % |
全体効率 = 燃焼効率 × 熱効率
（例：燃焼90% × 熱80% = 全体72%）
2. 燃焼効率を決める要因（90%超も可能）① 二次燃焼・三次燃焼システム（現代薪ストーブの鍵）
| 技術 | 仕組み | 効果 |
|---|---|---|
| 二次燃焼 | 燃焼室上部に予熱空気を注入 → 未燃ガス（CO、一酸化炭素）を再燃焼 | 燃焼効率 +15～25% |
| 触媒（キャタリティック） | ハニカム状の触媒で排ガスを400℃以下で再燃焼 | 燃焼効率 92～98%（EPA認証機） |
| 非触媒クリーンバーン | 複雑な空気流路で高温維持 → 自然再燃焼 | 燃焼効率 85～92% |
2025年トレンド：ハイブリッド燃焼（触媒＋二次燃焼併用）が普及。例：Blaze King Princess Catalyst → 燃焼効率97% 実証。
② 薪の含水率（最重要）
| 含水率 | 燃焼効率への影響 |
|---|---|
| 10%以下（2年以上乾燥） | 最適 → 蒸発熱ロスほぼゼロ |
| 15～20%（1年乾燥） | 許容 → 効率5～10%低下 |
| 25%以上（生木） | 不可 → 効率30～50%低下＋タール多発 |
実測例：含水率20%の薪 vs 10% → 同じ1kgで**約1.2MJ（約0.33kWh）**の熱量差。
③ 空気調整（ダンパー制御）
- 一次空気：初期着火用（多すぎると過剰空気で熱ロス）
- 二次空気：再燃焼用（不足すると未燃ガス排出）
- スマート制御（2025年モデル）：酸素センサー＋自動ダンパーで±2%の効率維持
3. 熱効率を決める要因（80%超の実現）① 輻射 vs 対流 のバランス
| 方式 | 熱伝達方法 | 熱効率 | 特徴 |
|---|---|---|---|
| 輻射式 | ストーブ本体が赤熱 → 遠赤外線 | 70～85% | 部屋全体が均一に暖まる |
| 対流式 | 空気を循環 | 60～75% | 立ち上がりが早い |
| ハイブリッド | 両方併用 | 80～90% | 2025年主流 |
② 煙突設計（熱ロスの9割が煙突）
| 要因 | 影響 | 対策 |
|---|---|---|
| 煙突長すぎ | 排熱ロス↑ | 5～7mが最適 |
| 断熱不足 | 外壁冷却 | 二重煙突必須 |
| ドラフト過剰 | 熱が逃げる | ダンパーで調整 |
実測：断熱二重煙突 vs 単管 → 熱効率 +12%
③ 蓄熱機能（マスストーブ）
- ソープストーンや耐火レンガで8～24時間蓄熱
- 熱効率：一時85% → 実効70%（長時間平均）
- 例：Tulikivi（フィンランド製）→ 1回の燃焼で丸1日暖房
4. 実機データ比較（2025年 EPA認証モデル）
| 機種 | 燃焼効率 | 熱効率 | 全体効率 | 排ガス(g/h) |
|---|---|---|---|---|
| Jøtul F 602（クラシック） | 78% | 72% | 56% | 3.8 |
| Hearthstone Heritage（触媒） | 96% | 82% | 79% | 0.8 |
| Blaze King Sirocco（ハイブリッド） | 97% | 88% | 85% | 0.5 |
| マスストーブ（自作） | 90% | 70%（平均） | 63% | 1.2 |
EPA基準（2020～）：排ガス 2.0g/h以下 → ほぼ触媒機のみクリア
5. 効率を最大化する実践的チェックリスト
[ ] 薪：含水率12%以下（2年以上屋根下乾燥）
[ ] 煙突：二重断熱、5.5m、高さ確保
[ ] 機種：触媒orハイブリッド燃焼（EPA認証）
[ ] 空気：二次空気全開、一次空気は最小
[ ] メンテ：年1回の煙突掃除＋灰捨て
[ ] 測定：排気温度計（理想：150～250℃）6. よくある誤解と真実
| 誤解 | 真実 |
|---|---|
| 「薪を詰め込めば暖かい」 | → 空気不足で燃焼効率40%以下に急落 |
| 「煙突から煙が出る＝正常」 | → 未燃焼ガスの証拠。効率50%以下 |
| 「輻射式は効率悪い」 | → 実際は熱効率80%超（対流式より高い場合も） |
7. 2025年の最新技術（参考）
| 技術 | 内容 | 期待効率 |
|---|---|---|
| AI燃焼制御 | 排ガスセンサー＋スマホ連携 | +5～8% |
| ペレット併用ハイブリッド | 薪＋ペレット自動切替 | 燃焼効率99% |
| 熱電発電モジュール | 排熱で発電 → ファン駆動 | 実効効率**+3%** |
結論：最高効率を目指すなら
「含水率10%以下の薪」＋「触媒＋二次燃焼機」＋「断熱二重煙突」＋「スマート制御」
→ 全体効率85%超、排ガス0.5g/h以下 が 2025年の現実的な上限