エアコンの仕組みや構造を徹底解説

なぜエアコンは空気を冷やしたり暖めたりできるのでしょうか。暑い夏でも寒い冬でも快適な室温にしてくれるエアコンの仕組みや構造について分かりやすく解説します。

エアコンは「熱は高温から低温に移動する」「圧縮すると冷媒が高温になる」「減圧すると冷媒が低温になる」といった自然の性質を活かした仕組みで部屋を冷やしたり、暖めることができます。冷房と暖房運転ではそれぞれ真逆の動きをします。

室内機と室外機は2本の配管でつながっていて、配管の中を「冷媒」が循環しています。冷媒ガスは空気の中にある熱を乗せて運ぶ役割を持っています。

フロンガスはエアコンの冷媒として広く利用されている化学物質の１つです。フロンは不燃性で人体への毒性が小さいといったメリットがありますが、地球温暖化への影響があるなど課題もあります。近年は環境負荷が少ない代替フロンの採用がスタンダードになっています。

カーエアコンや低温冷凍庫などに使われていた特定フロン「R12」、ルームエアコンに採用されていた「R22」はオゾン層破壊係数(ODP)及び地球温暖化係数(GWP)が高く、どちらもすでに使用が禁じられています。現在では代替フロンである旧冷媒「R410a」を経て、地球温暖化に影響の少ない新冷媒「R32」が採用されています。

エアコンは室内機と室外機にある2つの熱交換器が室内と外気の熱を交換して、室温をコントロールします。ここではエアコン内部の構造やパーツのほか冷房と暖房の仕組みについて解説します。

エアコンの仕組みの中でも特に熱交換器や冷媒が大切な役割を担っていることが分かりました。これらの特性を踏まえ、エアコンの能力を最大限引き出すポイントを解説します。

エアコンを新たに設置する場合に気をつけたいのは冷媒配管の距離です。例えば2階に室内機で1階に室外機があるなど、冷媒の配管距離が長くなると熱が損なわれやすくなります。熱効率が落ちるとガス追加補充や長時間の真空引きなどが必要となります。室内機と室外機はできるだけ近い位置に配置することでエアコン本来の能力が発揮しやすくなります。

室内機と室外機をつなぐパイプ(配管)を常に循環してる冷媒ガスが「熱の高いところから低いところへ移動する」性質を利用して、夏はすずしい風を、冬は暖かい風を出して室温調整ができる仕組みとなっています。