エアコンで空気が冷える仕組みとは？暖房やドライについても解説

• 2023.12.31 (日)
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エアコンは屋内に設置している室内機と、屋外に置く室外機で構成されています。
それぞれが熱交換器を持っており、室内機側の熱交換器を蒸発器、室外機側の熱交換器を凝縮器と呼びます。
この蒸発と凝縮がエアコンの仕組みで大きな役割を担っています。
蒸発とは液体が気体に変化することであり、凝縮はその反対で気体が液体に変化することです。
室内機と室外機の熱交換器の内部では、これらの現象が起こっています。
室内機と室外機はパイプで繋がっていますが、その内部には冷媒が満たされており冷房などの機能に関わっています。
これらの構造を押さえた上で、冷房や暖房、ドライの仕組みを解説します。

冷房の場合
冷房はエアコンから涼しい風が出てきますが、これは一度取り込んだ空気を冷やして放出しています。
室内の空気が持っている熱は蒸発器を通じて冷媒に伝えられます。
このとき冷媒の気化熱を利用して空気の温度を下げています。
蒸発器に入る前の冷媒は液体ですが、蒸発器の内部で蒸発して気体に変わります。
この気化熱により液体が気化するときには周囲の熱を奪うことにより、蒸発器周囲の熱を冷媒に伝えます。

暖房の場合
暖房の場合は、基本的に冷房とは反対のことが起こります。
室外機が外の空気の熱を集め、圧縮機を用いて冷媒を高温にして、室内機に送ります。
このとき、室内機が取り込んだ空気は熱を奪われ室外機を通して屋外に排出されます。
このとき室内の空気と冷媒を比較すると、室内の空気の方が熱が少ない状態になります。
熱は多い方から少ない方へ移動する性質があるため、熱交換器を通して熱は室内機のファンから部屋に放出される仕組みです。
また、熱を放出された冷媒は室外機に移動し、減圧器によって冷媒は低温になります。
このとき、室外機の冷媒は超低温になり、室外の空気よりも温度が低くなるため、外の空気から熱を取り込めるのです。
このように外から熱を取り込み、室内に送ることで暖房機能が成立します。


ドライの場合
ドライ・除湿運転は空気中の水分をコントロールし、水分を抽出することによって湿度を下げる機能です。
そもそも空気が含むことができる水分量は温度によって変わる性質があり、温度が高いほど多くの水分を含むことができ、反対に温度が低くなると水分量は少なくなります。
これは夏よりも冬の方が乾燥しやすくなる理由の1つです。
エアコンのドライ機能は内部の蒸発器により冷やされ、含んでいた水分が放出され結露します。
このように空気を冷やすことにより、含まれていた水分が絞りだされホースを通して屋外に排出され、水分が減った空気が部屋に戻されることにより湿度が下がるのです。

エアコンの冷暖房の効きが悪くなる主な原因は以下の3つです。
・フィルターが汚れている
・室外機の本体・周辺が汚れている
・部屋の広さと能力が合っていない

フィルターが汚れている
先程の通り、エアコンは室内機・室外機を通して室内・屋外の空気を取り込み・放出しています。
その際にフィルターを通しますが、しばらく使っていると、ホコリや汚れが付着しエアコンのパフォーマンスが低下します。
このような状態では設定温度に到達するまでに時間がかかったり、冷暖房の効きが悪くなると感じやすかったりするため注意してください。


室外機の本体・周辺が汚れている
室外機はエアコンを使用する際に、周囲の空気を取り込んだり排出したりします。
そのため、室外機の周囲に障害物があると上手く空気の入れ替えができません。
また、熱を放出することもありますが、余計なものがあると放熱妨害が起こり、熱交換がきちんとできなくなります。
例えば、室外機の周辺に植木鉢やバケツなどを置いている場合は、別の場所に移動させましょう。
他にも、室外機が汚れていたり、直射日光が当たっていたりするのもパフォーマンスの低下に繋がります。


部屋の広さと能力が合っていない
エアコンにはモデルによって対応畳数が決まっています。
同じシリーズのエアコンにも、適した部屋の広さによって種類が分かれており、広い部屋に対応したものの方が性能は高く、価格も比例して高額になります。
そのため、できるだけエアコンの購入費用を抑えようとしたり、以前から使っているエアコンを引っ越し先でも続けて使ったりするときなど、部屋の広さに対して対応畳数が小さいものを選ぶと冷暖房の効きが悪いと感じやすいです。

先程の紹介の通り、エアコンは室内機・室外機の状態が悪くなると性能が落ちてしまいます。
しかし、忙しい人であればフィルターを掃除するのが面倒と感じやすいでしょう。
そのまま、放置しているとさらにパフォーマンスは落ちてしまいます。
また、フィルター内にカビや雑菌が繁殖してしまうと、そこを通った空気が部屋中に広まってしまうため、健康面にも悪影響を与えるリスクがあります。
このようにエアコンは定期的に清掃が必要ですが、最新のエアコンは自動でフィルターを清掃するなど、メンテナンス機能が充実しています。

電気代は次の計算式で算出できます。

電気代＝基本料金＋電力料金＋再生可能エネルギー発電促進賦課金
電力量料金…電力量料金単価（円/kW）×使用電力量（kWh）＋燃費量調整額

エアコンは電化製品の中でも消費電力が大きく、長時間使用するため電気代は高くなりやすいです。
消費電力はエアコンのモデルによって変わりますが、年間の平均的な消費電力である「期間消費電力量」を参考にすると良いでしょう。
仮に消費電力が1000W（1kW）で1日8時間使用し単価を30円とすると、1日の電気代は240円になります。
仮に1ヶ月30日間毎日使った場合であれば、7200円にもなります。
電気代を抑えるためには使い方に工夫するのがおすすめです。

室外機の前はスペースを広くする
先程の通り、室外機の周辺に物があるとパフォーマンスの低下に繋がります。
冬の時期は暖房の効率を落とさないようにするために、室外機の周辺を整理しましょう。
他にも、夏の直射日光を避けるためにカバーを使っている人もいますが、これが通気口を邪魔してしまうこともよくあるため注意してください。
このように室外機の周辺のスペースを広くとるようにしましょう。


2週間に1度を目安にフィルターを掃除する
暖房を使用する際、エアコンは部屋の冷たい空気を取り込み、暖かい空気を部屋の中に戻すことで部屋を暖かくしています。
しかし、フィルターにゴミやホコリなどがついて目詰まりしてしまうと、吸い込める空気の量が少なくなり暖める力も小さくなります。
この状態では部屋を暖めるために多くの電気が必要になり電気代がかかります。
もし自動的にフィルターを洗浄する機能がないエアコンであれば、2週間に1度くらいの間隔でフィルターを水洗いするかホコリを掃除機で吸い取ると良いでしょう。


スイッチのオン・オフでの温度調整は控える
エアコンは寒い部屋を一気に暖める時に多くの電気を使います。
それに対して、設定温度まで暖めた後にその設定温度を維持している時は、比較的少ない電気の量で済みます。
このことから、スイッチのオン・オフを繰り返し、部屋に温度差が生まれてしまうと余計な電力を消費してしまいます。
現在のエアコンでは、自動的に室温を保つ機能を搭載しているものがほとんどであるため、自動運転を有効活用しましょう。

この記事では、エアコンの仕組みなどを紹介しました。エアコンの仕組みを把握することで、性能を発揮しやすい環境を作りやすくなるでしょう。
実際に、フィルターや室外機の周辺の環境を見直すことで、パフォーマンスを発揮しやすくなり電気代を抑えることにも繋がります。
また、近年では省エネ性能が優れたエアコンだけでなく、自動的にフィルターなどの内部を洗浄してくれるものが増えているので、エアコンを選ぶ際の参考にしてみてください。

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