エアコンのしくみ

ルームエアコンの仕組みを簡単に解説します


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エアコンのしくみについて

水は蒸発する時に熱を奪います。

屋外で、指を濡らして立ててみてください。冷たく感じる方向から風が吹いています。風向きを調べる時、このような事をしたことはありませんか。風が吹くと指に付着した水分が蒸発し冷たく感じます。水は蒸発するとき、熱を奪う(気化熱)性質があります。エアコンはこの原理を利用して冷房を行っています。

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フロンガスでエアコンを冷やす

エアコンで部屋を冷やす時はフロンガスと言う冷媒を使用します。フロンガスと言うと特別な物質と思われるかも知れませんが、ここでは水と同じような物質だとイメージしてください。(沸点など特性は大きく異なりますが、温度等の条件によって液体や気体に変化する点は同じです)フロンガスが詰まったボンベを部屋に持ち込み、蒸発させると気化熱を奪い、部屋を冷やす事が出来ます。しかし、一度放出させたフロンガスは回収できないので、毎回部屋を冷やすには膨大なコストが掛かってしまいます。そこで、室内で蒸発させたフロンガスを回収、再度液体に戻して再利用を行っているのがエアコンと言う機械です。

エアコンの構造

エアコンは、室内機、室外機に分かれ、パイプで接続されます。まず、エアコンの室外機を見ると配管接続部があります。接続部は2つあり、片側でフロンガスを室内機に送り、もう片側でフロンガスを回収しています。

室外機の配管接続部

エアコンの室内機も配管接続部があります。同じく接続部が2つあり、片側でフロンガスを受け取り、もう片方で室外機側にフロンガスを戻します。

室内機の配管接続部

上記接続部に下記のような配管パイプを接続することによって、フロンガスが室外機→配管パイプ→室内機→配管パイプ→室外機と言うように循環します。

配管パイプの接続部分

冷房時のエアコンの基本動作

エアコンしくみの説明図
  • 室外機から室内機に液体の状態でフロンガスが送られる。
  • 室内機の蒸発器(エアフィルターを外した後ろにあるアルミのフィン)でフロンガスが蒸発し蒸発器を冷たく冷やします。
  • 室内機のファンで蒸発器の間に風を送り、エアコン室内機から冷たい風が吹き出します。
  • 蒸発し気体になったフロンガスが室外機に戻っていきます。
  • 室外機のコンプレッサーによってフロンガスが圧縮されます。
  • 圧縮され高温になったフロンガスは凝縮器(室外機のアルミのフィン)に送られ、室外機のファンで冷まされます。
  • 室外機の電磁弁(フロンガスの圧力を調整する弁)を通過するとフロンガスは液体になります。
  • 再度、室内機にフロンガスが送られます。

冷房時のフロンガス圧力と状態

冷房運転時のフロンガスの状態と内部の圧力は下記のように変化していきます。

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  • 圧縮機で低温低圧の気体状態のフロンガスを圧縮し高温高圧の「ガス」にします。
  • 高温高圧のガスは凝縮器に送られ放熱して、高温高圧の「液」になります。
  • 高温高圧の「液」は膨張弁によって低温低圧の「液」になります。
  • 低温低圧の「液」は蒸発器に送られ、室内の熱を吸収して蒸発し、低温低圧の「ガス」になります。
  • 再び、低温低圧の「ガス」は圧縮機に送られます。

以上が基本的なエアコンの動作です。

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