エアコンの原理と仕組み・冷房と暖房の原理の違い｜温度/加湿
更新日：2024年08月01日
エアコンコンプレッサーの原理と役割
これまで解説したとおりエアコンの原理は、圧縮されて液体になった冷媒が気体に変わる熱で冷却し、逆に圧縮した際に得られる熱で暖房を行います。
そして、エアコンのコンプレッサーは、冷媒の圧縮に使われる重要な部品です。これがエアコンの性能の8割を決めるとも言われています。そのため、エアコンを製造しているメーカーは独自の工夫を行い、少ない電力で効率良く圧縮するコンプレッサーを開発しています。
一般的なエアコンのコンプレッサーの構造は、円筒形のケースの中に渦巻き状の部品を2つ使っています。そして圧縮する原理は、1つを固定し、もう1つをモーターで円を描くように高速に動かすことで、冷媒を圧縮して液体に変えています。
なお、気体を圧縮して液体にするには、大きな力が必要です。そのため、エアコンには、消費電力の大きい強力なモーターが使われています。
エアコンの原理図の見方
エアコンを製造しているメーカーのWebサイトなどには、エアコンの原理が図で解り易く表現されています。この図に注目して欲しいのが、室内機から室外機に冷媒が流れることによって、熱を移動している点です。
そして、ほとんどの図では、冷媒を液体から気体に変化させて熱を吸収させ、気体から液体に圧縮して熱を放出させることを、冷媒の流れの中で解説しています。エアコンの原理は、冷媒の移動と相変化がポイントです。ぜひ、この点に注目してください。
冷房と暖房のエアコンの原理の違い
エアコンを製造しているメーカーのWebサイトなどには、エアコンの原理が図で解り易く表現されています。この図に注目して欲しいのが、室内機から室外機に冷媒が流れることによって、熱を移動している点です。
そして、ほとんどの図では、冷媒を液体から気体に変化させて熱を吸収させ、気体から液体に圧縮して熱を放出させることを、冷媒の流れの中で解説しています。エアコンの原理は、冷媒の移動と相変化がポイントです。ぜひ、この点に注目してください。
温度
エアコンは、リモコンで温度を調整できます。エアコンの中の冷やす部分や暖かい部分をその設定温度にしている訳ではありません。エアコンの温度管理の原理は、設定した温度になるまで全開でファンとコンプレッサーを回し、設定温度になったら、ファンとコンプレッサーを止めたり、少しだけ動かすことでその温度を維持します。
なお、今のエアコンの自動設定は、かなり賢い機能が組み込まれています。もし、エコのために風量を弱めにして使っているのなら、ぜひ、自動設定で使ってください。その方が、消費電力を抑えられます。
乾燥
エアコンで冷房した部屋は、乾燥しているので水分補給が欠かせません。これは、エアコンの中で、室温より低い状態を作るため、そこで部屋の水分が結露するためです。なお、エアコンの原理には、湿度は関係ありません。
この結露した水分は、室外機につながったパイプで部屋の外に排出されます。そのため、エアコンから出る風は、乾燥しています。
加湿
先ほどの説明のように、エアコンから出る風は乾燥していますが、ダイキンの高性能タイプでは、加湿して乾燥を防ぐ機種もあります。この加湿の原理は、平温で水分を吸収し、熱を加えると水分を吐き出す物質が関係しています。
具体的には、エアコンで冷やす前に湿気を吸い込む物質に空気中の水分を吸収させます。その後、空気を冷やし、その冷えた空気をファンで吹き出す前に、先ほど吸収させた湿気を、熱を加えて吐き出させて湿度を保っています。
このため、元々空気中にあった水分を使っているので、水を補給する必要はありません。また、この仕組みで放出されるのは、ゴミなどが取り除かれた、きれいな水分という特徴もあります。
空気清浄機能
大抵のエアコンには、冷房も暖房も行わず、風だけを作り出す送風モードもあります。そして、この送風モードの際に、空気清浄を行うモデルも販売されています。
例えば、空気清浄機のプラズマクラスターで有名なシャープでは、この機能を組み込んだエアコンです。このモデルで空気清浄機能を使うことで、エアコン内部のカビの発生も防止できます。そのため、時々この機能を使うことで、きれいな空気で過ごせるようになります。
エアコンの原理は潜熱とボイルシャルルの法則
エアコンの原理は、学生時代に理科や物理の授業で習った内容です。つまり、エアコンの冷える原理は、液体が蒸発する際に周囲の熱を奪う現象で、潜熱と呼ばれます。
また、エアコンの暖める原理は、体積と温度と圧力の関係は一定というボイルシャルルの法則で、気体は、圧力をかけて体積を減らすと温度が高くなります。そして、エアコンが冷房と暖房の両方を、コンプレッサーと冷媒とが実現しています。家庭用のエアコンでも、冷媒が抜けてしまうとエアコンが利かなくなります。
もし、エアコンが冷えなくなったり、暖かくならないと感じたら、冷媒が減っている可能性がありません。このような場合は、修理を依頼してください。
初回公開日：2018年03月28日
記載されている内容は2018年03月28日時点のものです。現在の情報と異なる可能性がありますので、ご了承ください。
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