エアコンの仕組みをわかりやすく！部屋が涼しくなる理由とは？

こんにちは！住まいの設備会社 札幌ニップロです。

 

温度調整が手軽にできるエアコン。

身近な家電ですが、どのように部屋の温度を調整しているか、仕組みはご存じでしょうか？

 

今回は、エアコンの構造について解説し、部屋を涼しくしたり温めたりする際の仕組みについてご紹介します。

使う機会が多い家電だからこそ、ぜひ仕組みを知っておいてくださいね。

まずはエアコンの構造をチェック！

エアコンは「室内機」と「室外機」で構成される、家電の一つです。

室外機と室内機を動かす主なパーツは次の通りです。

 

【室内機】

• 熱交換器：空気の熱を移動させる
• 送風ファン：温められた＆冷やされた空気を部屋に送る

 

【室外機】

• 熱交換器：空気の熱を移動させる
• 冷却ファン：空気の熱を外に出す
• 圧縮機：冷媒を圧縮して高温にする
• 減圧機：冷媒を膨張させて低温にする

 

室内機と室外機は2本のパイプでつながっており、このパイプの中を「冷媒（れいばい）」が循環することで室内の温度調整を行なっています。

エアコンの室内機と室外機は、それぞれ取り込んだ空気を冷やしたり温めたりするための「熱交換器」を持っています。

 

室内機の熱交換器は「蒸発器」といい、内部では冷媒が液体から気体へと蒸発します。

室外機の熱交換器は「凝縮器」で、冷媒が気体から液体に変化する現象が起こります。

 

冷媒は、状態が変化する際に温度も変化するため、その性質を使って涼しい空気や温かい空気を生み出しています。

 

エアコンの冷房・暖房を効率的に行うには、室内機と室外機の設置場所もポイントです。

詳しくは「エアコン室内機・室外機に最適な設置場所は？具体的な場所や条件を解説」もご覧ください。

 

冷媒とは？種類はある？

エアコンの仕組みで重要な役割を持つ冷媒（れいばい）。

冷媒の正体は、「冷媒ガス」とも呼ばれるガスです。

 

エアコン内部を循環する中で、液体になったり気体になったりと状態が変化します。

圧縮されることで蒸発して高温に、減圧されることで凝縮され低温になります。

 

冷媒にはいくつか種類がありますが、地球温暖化への影響を考慮し、年々環境に優しいものが開発されています。

現在、多くのエアコンに使われている冷媒は「R410A」や「R32」という種類です。

 

「R410A」はオゾン層への影響がないですが、大気中に放出されると地球温暖化に影響を及ぼす可能性が指摘されています。

「R32」は「R410A」よりも地球温暖化への影響が少ない冷媒といわれている新しい冷媒です。

 

ちなみに、2000年以前のエアコン製品には「R22」という冷媒ガスが使用されていました。

「R22」は、大気へ放出されるとオゾン層を破壊するなど地球環境へ悪影響を及ぼしてしまうことが問題視され、現在は「R410A」や「R32」を採用した製品に置き換わっています。

 

 

エアコンが部屋を涼しくする仕組みをわかりやすく解説！

エアコンが涼しい空気を発生させる仕組みをさらに詳しく見ていきましょう。

 

エアコンは、次の5つのステップを繰り返すことで、部屋を涼しくしています。

1. 室内機の熱交換器（蒸発器）で部屋の熱を集めて冷媒に熱を乗せる
2. 冷媒を室外機に送り、圧縮機で圧力をかけて高温にする
3. 高温の冷媒を室外機の熱交換器に通し、ファンで熱を放出する
4. 冷媒を減圧機で低温にする
5. 低温になった冷媒を室内機に送り、室内機の熱交換器を通過させて涼しい空気を吹き出す

 

室内機の熱交換器（蒸発器）に入る前の冷媒は液体の状態です。

熱交換器の中で気体に変化するときに周囲の熱を奪うため、熱交換器の周囲の熱を冷媒に乗せることができます。

 

 

反対に部屋を暖めるときの仕組みは？

エアコンが暖房する際には、涼しくする仕組みとは反対のことが起こっています。

 

次の5つのステップをエアコン内部で繰り返し、室温を上げています。

1. 室外機の熱交換器（凝縮器）で外の空気の熱を集めて冷媒に乗せる
2. 冷媒を圧縮機に送り、圧力をかけて高温にする
3. 高温の冷媒を室内機に送り、熱交換器を通過させて暖かい風を室内に吹き出す
4. 熱が放出された冷媒を室外機に送り、減圧機で低温にする
5. 低温になった冷媒に、室外機の熱交換器で外の空気の熱を集める

 

「寒い季節に外気から熱を取り込むことはできないのでは？」と思われるかもしれませんが、外気よりも冷媒を冷たくすることで、冷たい外気からも熱を取り込むことができます。

それを圧縮して高温にし、室内を暖めていきます。

 

北海道などで多く採用される寒冷地用エアコンは、「室外機」に搭載される熱交換器や圧縮機が標準的なエアコンと異なります。

効率よく熱を取り込むために大きい熱交換器を採用したり、早く冷媒を高温にするためにパワフルな圧縮機が採用されたりしています。

実は、「室内機」の方にはあまり差はありません。

 

北海道などの寒冷地でエアコン暖房を検討する際には、こちらもあわせてご覧ください。

寒冷地エアコンと一般的なエアコンの違いなどについても紹介しています。

北海道でエアコン暖房だけは寒い？使うメリット・デメリットを解説！

北海道のエアコンに寒冷地仕様は必要か？普通のエアコンとの違いも。

 

 

エアコンの仕組みを知って涼しく過ごそう

エアコンは室内機と室外機、その2つをつなぐ2本のパイプで構成されています。

パイプの中を冷媒が循環し、冷媒が蒸発したり凝縮したりする際の熱を利用して、冷たい空気や温かい空気を作りだしています。

 

エアコンに使用される冷媒にはいくつかの種類があり、現在では、環境に優しい「R410A」や「R32」といった冷媒が開発され、それらを採用した製品が主流になっています。

 

札幌でエアコン設置や移設などをご検討の際には、札幌ニップロにお気軽にご相談ください。

さまざまなメーカーのエアコン機種に対応しておりますので、機種選びのアドバイスも承ります。

 

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