そもそもエアコンが冷える仕組みって不明ですよね?。冷える原理を解説します。

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夏場に欠かせないエアコン。
室内を冷やす事が出来るのは当たり前の事ですが、

 

エアコンはなぜ冷えるのか?

 

 

当たり前に使っているけど疑問ですよね?。

 

なるべく分かりやすく説明使用と思いますので、エアコンというものを理解してみましょう!。

 

 

エアコンが冷える仕組み

この記事のタイトルに書いてあるように、答えは【打ち水の原理】です。

 

昔の人が行なっていた、暑い夏に軒先に水を撒く行為。

 

打ち水は、涼を演出するだけの行為では有りません。
ちゃんと冷えるのです。

 

こんな言葉を聞いた事は有りませんか?。

 

 

『気化熱』

 

 

打ち水が冷えるのは、気化熱の原理。

 

気化熱とは、液体が蒸発する時に周囲の熱を奪う現象です。

 

アルコールで拭くとスースーするのも、蒸発した時に皮膚の熱を奪ったから。

 

人が汗を?くのも、気化熱を使って体温を下げる為。

 

そしてエアコンも・・・。

 

 

エアコンはなぜ冷えるのか?。
それは、気化熱の原理を使っているから。

 

ん?、エアコンに水なんて撒いてないけど。

 

たしかに、エアコンに水を撒く事はしてません。スイッチ入れてるだけです。

 

気化熱というのは、何らかしらの液体を蒸発させれば良いんです。
それで熱を奪えます。

 

じゃあ、エアコンの場合は何を蒸発させるのか?。

 

その答えが、フロンガスです。

 

ガスなんて名前ですが、液体にもなります。
液状のフロンを蒸発させる事により、気化熱の原理を実現。
そして冷えるのです。

 

これが、エアコンはなぜ冷えるのか?って言う答えです。

 

 

ところで、冷凍サイクルって知ってますか?。
聞きなれない言葉だと思います。

 

冷凍サイクルというのは、エアコンの冷暖房を実現している仕組みそのものです。

 

気化熱の原理を実現させる為に、エアコンはフロンを使っています。

 

液体を蒸発させなければいけないので、液状のフロンを用意しないといけません。
しかし、エアコン内に液状のフロンが無限に有る訳では無い。

 

そこで、蒸発させてガス状態となってしまったフロンを液状態に戻す。
そしてまた、蒸発させて冷やす。

 

この繰り返しをすれば、液状のフロンを用意し続ける事が出来ます。

 

これが、冷凍サイクルって訳です。

 

では、具体的に説明しましょう。

 

 

冷凍サイクル

冷凍サイクルを実現する為には、4つの工程が有ります。

 

  1. ガスを液体にする
  2. 圧力を下げる
  3. 液体を蒸発させてガスにする
  4. 圧力を上げる

 

この4つです。
この4つの工程が冷凍サイクル。

 

因みに、この4つを実現しているエアコンの部品が、

 

  1. 室外機の熱交換器
  2. 膨張弁
  3. 室内機の熱交換器
  4. 圧縮機

 

エアコンの内部で何が行なわれているかを解説していきます。

 

  1. 室外機の熱交換器で、圧力高いガス状フロンを圧力高い液状フロンにする。
  2.  

  3. 圧力高い液状フロンを、膨張弁を使って圧力低い液状フロンにする。
  4.  

  5. 室内機の熱交換器で、圧力低い液状フロンを蒸発させる。
  6.  

  7. 圧縮機を使って、蒸発後の圧力低いガス状フロンを圧力高いガス状フロンにする。

 

こんな感じです。
1から4の工程をループする事によって、冷房を実現している。

 

重要なポイントは、フロンをどうやって液化させたり蒸発させてガス化させるかです。

 

水で考えると分かりやすい。
水は加熱すると100度で水蒸気へ変化し、また水蒸気を冷却すると100度で水へ戻りますね。

 

状態変化には、加熱・冷却がポイントだと分かりますね。

 

じゃあ、エアコンには加熱する為の火も、冷却する為の氷も有りません。

 

どうすれば良いんだ?。

 

いえ、1つだけ有ります。

 

 

空気です。

 

 

空気を使って熱を加えたり、空気へ熱を放出して冷やしたりすれば良いんです。

 

使う空気は、部屋の空気・外の空気。

 

室内機が部屋に、室外機が外に有る訳ですね。

 

 

部屋を冷やす為に、室内機でフロンを蒸発させたい。

 

部屋の空気温度は30度。
30度という熱を使って蒸発させるにはどうするか?。

 

蒸発温度下げれば良いだけ。
水なら100度で蒸発するのを、25度位で蒸発するようにコントロールしてあげれば良いんです。

 

水が25度位で蒸発するなら、部屋の空気温度30度だから蒸発させられますよね。

 

どうすれば蒸発温度を変えられるか?。

 

 

圧力です。

 

 

蒸発温度というのは、圧力で決まってきます。

 

圧力を下げれば、蒸発温度も下がります。
富士山の山頂では、水は87度位?だったかで蒸発します。
それは、地上より圧力が低いからです。

 

 

圧力高い液状フロンを膨張弁を使って圧力低い液状フロンにする。

 

 

膨張弁というのは、細い通路。
細い通路を通過させ、出口を広くしておけば圧力を下げる事が可能。

 

液状フロンの圧力を下げるのは、部屋の空気温度程度でも容易に蒸発させられるようにする為だった訳ですね。

 

 

今度は、蒸発したガス状態のフロンを液体へ変化させたい。
つまり、冷却すれば良いだけ。
冷却は、室外機の熱交換器が担当します。

 

 

冷却に用いるのは・・・・・外の空気ですね。

 

 

外の空気温度は35度。

 

冷却する目的は、ガスを液体に戻したいから。

 

勘の良い方はもうお分かりですね。

 

また圧力を変えれば良いんです。
圧力を上げれば、凝縮温度も上がります。

 

外の空気温度35度、圧力上げて凝縮温度を60度にする。

 

そうすれば、外の空気温度35度で冷却出来て液体へ変化します。

 

圧力を上げているのが、圧縮機という訳。

 

さらに、室外機の前に立つと熱風が出てますよね。
ガス状フロンを冷却した時の熱です。
だから熱風出てるんです。

 

  1. 室外機の熱交換器で、圧力高いガス状フロンを圧力高い液状フロンにする。
  2.  

  3. 圧力高い液状フロンを、膨張弁を使って圧力低い液状フロンにする。
  4.  

  5. 室内機の熱交換器で、圧力低い液状フロンを蒸発させる。
  6.  

  7. 圧縮機を使って、蒸発後の圧力低いガス状フロンを圧力高いガス状フロンにする。

 

説明後に1から4を見ると、理解出来るようになっている筈です。

 

冷凍サイクルというものが、何となく理解出来たのでは無いでしょうか?。

 

そして、エアコンはなぜ冷えるのか?って言う疑問も解決したでしょう。

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