석유란 무엇인가?
에어컨이 움직이는 원리
-冷媒と冷凍サイクル-
エアコンはなぜ、冷たい風や温かい風を室内に送ることができるのでしょうか。まずは冷たい風を送る冷房を考えてみましょう。
冷房を説明する前に、注射前のエタノール消毒を想像してみてください。冷房はこのエタノール消毒の際に私達が「冷たい」と感じる原理を利用しています。注射前にエタノールで消毒をされると冷たいと感じるのは、エタノールが乾く(液体から気体に変化する)ときに腕から熱を奪うからです。この液体から気体に変化する際に奪われる熱の事を「気化熱」や「蒸発熱」と呼びます。
暖房は気体が圧縮されることで、温度が上昇する原理を利用しています。例えば、自転車の空気を入れる時に手動の空気入れを使うと思いますが、空気を入れ終わった後に、空気入れ本体を触ると「熱い」と感じたことはありませんか？これは空気が圧縮されることで空気内の分子が激しくぶつかることで熱を発するからです。この時に発生する熱を「圧縮熱」と呼びます。
この二つの例から、液体→気体の変化が起きると冷たい熱が得られ、気体(低圧)→気体(高圧)の変化が起きると温かい熱が得られることがわかりました。
実際のエアコンでは「エタノール」や「空気」ではなく「冷媒」という物質が熱のやり取りを行っています。
この冷媒を閉じ込めて圧縮➡凝縮➡蒸発…を繰り返せば連続的に熱を取り出すことが可能であり、この一連のプロセスを「冷凍サイクル」と呼びます。エアコンには室内機と室外機があり、それぞれ熱交換器が内蔵されています。季節に応じて冷媒の流れを切り替えることにより、温かい空気や冷たい空気を室内に送ることが可能となっているのです。
