夏、部屋をひんや〜りと保ってくれる冷房が冬は室内に暖かい空気を送る暖房に変身するエアコン。でも1台でふたつの役割を果たせるなんて、いったいどうしてかな?そこで、調べてみました。

1、エアコンの基礎の基礎

エアコンは、冷房時は部屋の熱を奪い、暖房時は熱を部屋に放出しています。その秘密は室内と室外を行ったり来たりしているガスにあります。それが、液体から気体、気体から液体へと変化を繰り返しています。液体が気体に変化すると、まわりの熱を奪う性質があります。身近かな例をあげると、消毒用の液体アルコールを腕に塗ると、蒸発する時にひんやりするあれと同じです。逆に気体が液体に変わると、今度は熱を放出します。この性質を利用して、熱を吸収したり放出したりするのがエアコンの基本です。
水がふっとうする温度、つまり沸点は日常生活の1気圧の中では100℃です。でも富士山の頂上など気圧が低い所では100℃よりも低い温度でふっとうしてしまいます。これと同じでエアコンに使われているHCFC22※1というガスも圧力を変えるとふっとうする温度が変わります。1気圧ではマイナス40℃が沸点。しかし20気圧にすると550℃が沸点に。この沸点を境にして、ガスは液体から気体に、気体から液体になったりすくわけです。ということは、圧力を変えれば、液体→気体 気体←液体へと自在に変化させることができるという事です。

※1 HCFC22は、一般的にフロン22T呼ばれる物であり、塩素を含んでいるが水素があるためオゾン破壊が小さい化合物で、熱物質や低毒性などのすぐれた性質をもっているガスである。(理科の夏休みのレポートでフロンの事を調べました。)

2、エアコンの冷凍サイクル

エアコンは、1本のパイプが室内と室外をを循環しています。パイプの中にはガスが入っていて、室内側と室外側とではパイプないの圧力を変えています。冷房時は、例えば室外は20気圧(沸点は50℃)、室内は7気圧(沸点は10℃)で運転すると室外側では、夏の30℃以上の暑さでも、50℃に達しない限り中のガスは液体のまま、ところが室内側のパイプにまわってくると、そこは7気圧の世界だから10℃が沸点。あっという間にふっとうして液体から気体に変わり、周囲の熱をうばうことになり、これがすなわち冷房!そして、室内の熱をため込んだガスは、圧力機で20気圧に。これが室内側へ行くと再び液体に逆戻りして熱を放出するというわけです。冬の暖房時には冷房時とはガスを逆方向に流し圧力も変えます。室外で熱を吸収し、室内では気体から液体になって熱を放出するサイクルに。電気を使っていても、電気ヒーターとは全然違う方法です。



                                          雑誌「ほっと」おとな相談室から引用

3、エアコンの構成



2において、冷房のしくみを書きましたが、実際の機械をみれば次のようになっています。

―感想―

 今まで、なにげなく使っていたエアコンも、少し調べると、いろんな事が分かって、とってもおもしろかったです。
エアコンが、消毒液と同じ原理と分かって、少しびっくりしました。省エネの事もよくわかってよかったです。私が生まれた時、我が家には、エアコンはありました。今、暑ければ、当然のようにスイッチを入れます。
 私は、理科の自由研究で「フロン」の事について調べました。技術で「エアコン」のことを調べました。
            それで、『人間って、すごい』と思いました。こういう事を研究して、開発した人間ってもっとえらい!
            将来、オゾンのことも、地球温暖化の事も、きっと解決する日が来ると信じています。   


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