エアコンの仕組み

この記事で書いていること

  • エアコンの仕組み
  • エアコンはどうして冷やしたり温めたりすることができるのか

について説明しています。

目次

エアコンの仕組み

エアコンはどのようにして、冷房をしたり暖房をしたりするのでしょうか?

ここでは、エアコンの仕組みについて説明します。

エアコンの基本的な原理

まず、エアコンの冷房について考えてみましょう。

エアコンで部屋を冷房する基本的な原理は、部屋の暑い空気から熱を奪って部屋の外に出すことで部屋の温度を下げることです。

夏に庭に打ち水をすると、涼しくなりますよね。あれと同じ気化熱の原理を利用しているのです。

水が液体から気体に変わるときには、熱を必要とするのです。

気化するときに、周囲から奪う熱のことを 気化熱 といいます。

打ち水をすると、涼しくなるのはこのためです。

エアコンでは気化させる液体に、水ではなく特殊な液体を使います。

この液体のことを 冷媒 といいます。

■ エアコンの暖房は冷房と逆の仕組みで温めます。

暖房の時は気体になってエアコンの中を通っている冷媒を、液体に変化させることで冷媒の持っている熱を部屋の中に放出して温めるということができます。

エアコンの仕組みを理解する3つの法則

エアコンの仕組みを理解するには、次の3つの法則を知るとわかりやすくなります。

熱の法則

  1. 熱の移動
  2. 断熱圧縮と断熱膨張
  3. 気化熱と凝縮熱

1.熱の移動

熱は温度の高いものから低いものへ移動します。

2.断熱圧縮と断熱膨張

気体を圧縮すると温度が上がります。(断熱圧縮)

気体を膨張すると温度が下がります。(断熱膨張)


3.気化熱と凝縮熱

液体→気体になると熱を吸収する。(気化熱)

気体→液体になると熱を放出する。(凝縮熱)

エアコンの冷房サイクル

エアコンの主な部品

  • エアコンは室内機(部屋の方にあるもの)と室外機(部屋の外にあるもの)でセットになっています。
  • 室内機と室外機はパイプでつながっています。
  • パイプの中に冷媒という熱を運ぶための液体が入っている。
  • 室内機と室外機の中にはそれぞれに「熱交換器」というものが入っています。
  • 熱交換器は熱を冷媒に移す役割があります。

エアコンの冷房サイクル

冷房サイクル

  1. 室内機の中の冷媒ガス「冷液体」は5℃位になっていますので、室内の熱を吸収します。(熱の移動)
  2. 室内機で液体から気体に変わる時、室内から熱を吸収します。
  3. 冷媒により運ばれた熱は、コンプレッサー(圧縮機)に入ります。
  4. コンプレッサーで冷媒は圧縮されると、断熱圧縮により温度が90℃位に上昇します。
  5. 室外機により熱が外に放出されます。(熱の移動)
  6. 暖気体の冷媒は、熱を放出することにより液体になります。
  7. 暖気体の冷媒は、熱を放出することにより液体になります。
  8. 暖気体はコンデンサ(凝縮器)で冷液体になります。

このようなサイクルを繰り返すことで、室内の温度は下がっていきます。

エアコンで暖房をする

エアコンで暖房をする場合は

弁により冷媒の流れを切り替えることで室内に熱を放出するようにします。

このようにすることで、エアコンは冷房と暖房を切り替えて使うことができるわけです。

非常に効率のよいものだと思います。

エアコンを使うと良いこと

この頃の夏の温度は、エアコン無しでは耐えられなくなってきています。

40度近くになることがあるので、とてもガマンできるような暑さではなくなってきました。

私は田舎の方に住んでいますがそれでも何年か前から比べると暑さが増してきたように感じられます。

エアコンを使うと電気代が気になりますが、よく考えて見ますと冬の暖房はあまり騒がないのに、なぜエアコンの事だけは電気代を気にするのでしょうか。

暑い時だけでもエアコンに入っていると、体がとても楽だということを知りました。

そんなに強く冷房をしなくても、弱くかけているだけで体はとても楽です。

暑い中をガマンして扇風機だけでいると、のどが渇くので水分ばかり取ります。

水分をとりすぎるのも良くないと聞きました。

熱中症にでもなると大変ですから、適度にエアコンを使いましょう。

エアコンで暖房すると湿度(しつど)が下がるのはなぜ?

エアコンで暖房をすると、湿度(しつど)が下がり乾燥します。
なぜ、暖房すると部屋の湿度(しつど)が、下がってしまうのでしょうか?

この記事では、エアコンでお部屋を暖房した時に、湿度(しつど)が下がり乾燥する理由を分かりやすく説明します。

エアコンで「湿度」が下がるのは「温度」が上昇するから

エアコンで暖房をすると、部屋の湿度(しつど)が下がるというのは、よく知られています。

多くの人がエアコンで暖房すると、室内の空気にある水分が無くなって乾燥すると思っていませんか?

私はそんなふうに考えていました。(恥ずかしい^^)

エアコンで暖房すると 湿度(しつど)が下がるのは、部屋の温度(おんど)が上昇する からです。空気中の 水分量は変わっていない のです。

■ 空気中の水分量と温度(おんど)の関係

簡単に言うと、空気の中に貯められる水分量は、温度(おんど)に比例しています。

つまり、温度(おんど)が低いと貯められる水分量は少なく、温度(おんど)が高くなると貯められる水分量は多くなります。


空気中の湿度(しつど)の求め方

★ 湿度(しつど)は次の式で測ることができます。


★ 空気1m3当たりに、貯えることができる水分量のことを 飽和水蒸気量 といいます。


★ ある温度(おんど)の空気が持つ飽和水蒸気量


部屋の温度(おんど)が20℃のときの飽和水蒸気量は「17.2g」なので

部屋の水分量が1m3当たり「8.6g」なら

湿度(しつど)は50% になります。

温度(おんど)が上昇すると湿度が下がる理由

  1. エアコンで部屋の温度(おんど)が上昇する。
  2. 部屋の温度(おんど)が上昇すると、水分を多く貯えられるようになる。
  3. 元の水分は変わらないので、湿度(しつど)が下がることになる。


エアコンを使うと肌や喉などが乾燥するという人は多くいます。

特に冬場は、外と室内で温度(おんど)の変化が大きくなります。

乾燥しすぎるのはよくないので、加湿器を使って部屋の湿度(しつど)を適当なものにすべきです。

以上で「エアコンの仕組み」の説明を終わります。

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