エアコンはどうやって部屋を冷やしている?
エアコンが部屋を冷やせるのは、部屋の空気から熱を取り出し、室外機を使って屋外に逃がしているからです。室内機と室外機は配管でつながっていて、その中を「冷媒(れいばい)」という物質が循環し、熱を運んでいます。
冷房は、外の冷たい空気を部屋に送り込む仕組みではありません。部屋の空気を室内機で冷やして戻すことを繰り返し、室温を下げています。
室内機と室外機は、それぞれ何をしている?
壁に付いている室内機は、ファンで部屋の空気を吸い込みます。吸い込んだ空気が、室内機の中にある冷たい「熱交換器(ねつこうかんき)」を通ると、空気から熱が移り、冷たくなった空気が部屋へ戻されます。
熱交換器は、空気と冷媒の間で熱を受け渡しする部品です。部屋から取り出した熱は、冷媒が受け取ります。そして冷媒は、配管を通って屋外の室外機へ向かいます。
室外機には、熱を外へ逃がすための熱交換器とファンがあります。冷媒が運んだ熱を屋外の空気に渡し、熱を放出した冷媒は、また室内機へ戻ります。
このように、室内機と室外機は一緒に働いています。室内機から冷たい風が出るだけでなく、室外機が熱を外に逃がすことが、冷房には欠かせません。
「冷媒」はどのように熱を運ぶの?
冷媒は、温度や圧力によって液体になったり気体になったりする物質です。液体が気体に変わるときには周りから熱を受け取り、気体が液体に戻るときには熱を放出する性質があります。
家庭用の一般的なエアコンの冷房では、次の流れを繰り返しています。
- 室内機で熱を吸い取る。温度の低い冷媒が室内機の熱交換器に入ります。部屋の空気から熱を受け取り、冷媒は蒸発して気体になります。熱を取られた空気は冷たくなって部屋へ戻ります。
- 室外機で冷媒を圧縮する。熱を受け取った冷媒は室外機へ移り、「圧縮機(コンプレッサー)」で圧力をかけられ、高温になります。
- 屋外へ熱を放出する。高温になった冷媒は室外機の熱交換器で屋外の空気へ熱を渡し、冷えて液体に戻ります。
- 冷媒を再び冷たくする。冷媒の圧力を「膨張弁(ぼうちょうべん)」という部品で下げ、温度の低い状態にして室内機へ送ります。
これを何度も繰り返すことで、部屋の熱を少しずつ外へ移動させています。このように熱を運ぶ仕組みを「ヒートポンプ」と呼びます。
外が暑いのに、室外機から熱を出せるのはなぜ?
真夏は外の空気も暑いのに、室外機からさらに温かい風が出ることがあります。これは、圧縮機が冷媒を圧縮し、外気よりも高い温度にしているためです。
熱は、温度の高いものから低いものへ移ります。冷媒のほうが外の空気より高温になっていれば、外が暑くても冷媒の熱を屋外に渡せます。
室外機が吹き出しているのは、屋外から取り込んで熱を受け取った空気です。部屋の空気そのものが室外機から出ているわけではありません。室内と室外をつなぐ配管の中を移動しているのは、熱を運ぶ冷媒です。
冷房すると室外のホースから水が出るのはなぜ?
冷房運転中、室外へ伸びたホースから水が流れることがあります。この水は、部屋の空気に含まれていた水分です。
冷たい飲み物を入れたコップの外側に水滴が付くのと同じように、室内機の冷たい熱交換器にも、空気中の水分が水滴となって付きます。この水を集めて、排水用の「ドレンホース」から屋外へ流しています。
そのため、冷房では部屋の空気を冷やすと同時に、湿気も減ることがあります。ただし、部屋の湿度が低いときや、設定温度に達して冷却が止まっているときなどは、水がほとんど出ない場合もあります。
冷房を使っていれば、部屋の換気もできる?
一般的な家庭用エアコンは、部屋の空気を吸い込んで冷やし、同じ部屋に戻しています。そのため、冷房しているだけでは、室内の空気と外の空気は入れ替わりません。
換気機能を備えた一部の機種を除き、換気は窓や換気設備などで行う必要があります。冷房のための熱の移動と、空気そのものを入れ替える換気は、別の働きです。