エアコンが部屋を冷やす仕組み

みなさんはエアコンがどうやって部屋を冷やしているかを知っていますか？
夏の暑い日にはエアコンが効いた部屋で過ごす人が多いと思いますが、実はエアコンが「よく冷えた空気を吐き出しているから」涼しくなっている、というわけではないのです。
エアコンがどうやって部屋を涼しくしているのかをまとめてみたいと思います。

エアコンは熱を追い出す

空気の中には熱が含まれているため、空気の中に含まれる熱が多くなると部屋が暑くなります。逆に空気の中の熱が少なくなれば、部屋は涼しくなります。
この空気の中の熱だけを、部屋から外へと追い出すのがエアコンの仕組みとなっています。

エアコンが熱を部屋の外に追い出す方法

エアコンは室外機と室内機の２つで１セットになっています。室内に置かれるものだけでなく、室外機もセットでエアコンと呼ばれています。
この室外機と室内機は、パイプで一つに繋がっている状態です。このパイプの中を通って部屋の空気の熱を外に運ぶ仕組みとなっています。

パイプ内を循環する冷媒

室外機と室外機をつなぐパイプの中には「冷媒」と呼ばれるものが循環しています。イメージしていただきたいのが、注射のときにアルコール綿で腕を拭くと冷たく感じたことはないでしょうか。これはアルコールが蒸発するときに、体の熱を奪っているためです。
液体が気体になるとき、周囲から熱を奪います。反対に気体が液体になるときには、周囲に熱を放出します。
冷媒として仕様されているのはフロンであり、常温では気体ですが圧力をかけると液体になります。さらに圧力を下げるとまた気体に戻る性質を持っています。
エアコンの室外機と室内機をつなぐパイプの中を循環する冷媒は、冷房時には室内機で「液体→気体」となって部屋の中の空気をもらい、熱をもらった冷媒は室外機に移動して「気体→液体」となって外へと熱を排出します。
暖房として利用する場合はこの逆の動きを行うことになります。

室内機と室外機に含まれる熱交換機

室外機と室内機の内部には、熱交換機と呼ばれる部品が入っています。
この熱交換器は、冷媒が通るパイプを線路とすると、熱が通ったり降りたりする駅のような役割を果たします。
熱には多いところから少ないところに移動するという性質があります。手のひらに氷を乗せたときにはひんやりして手が冷たくなります。このとき熱がたくさんある手のひらから熱が少ない氷へと熱が移動するため、手のひらが冷たく感じるのです。
室内機の熱交換器に冷媒が通るとき、氷のように冷たくなっています。これは熱い空気（熱が多い方）から冷たい冷媒（熱が少ない方）へと移動するようになっています。
逆に室外機の熱交換器では、冷媒から空気へと熱が移動します。室外機に到着した冷媒は、圧力をかけられて部屋の外の空気よりもっと熱くなります。このため熱い冷媒（熱が多い方）から部屋の外（熱が少ない方）に熱が移動することとなります。

現在のエアコンに使用されている冷媒

時代の変化とともに、様々な種類の冷媒が開発されてきました。２０００年よりも前のエアコンには、指定フロンR22の冷媒ガスが使用されてきました。これは大気へ放出するとオゾン層を破壊し、地球の環境へと悪影響を及ぼしてしまうために、代替フロンとしてR410AやR407Cの製品が発売されることとなりました。
R401Aはオゾン層への影響がないのですが、大気へと放出してしまうと地球温暖化に影響を及ぼしてしまうとされていました。そのためにより地球温暖化の影響がすくないガスとして代替フロンR32を採用した製品が開発されていきました。
２０１２年の秋ごろからは、Ｒ３２の冷媒ガスを利用した製品が開発され、現在では主にR401AとR32の冷媒ガスを利用したエアコンが多く製造されております。

冷媒ガスの種類、特徴

冷媒ガスの種類によって、その性質や工事の内容が異なります。新しい冷媒であるR32は単一冷媒と呼ばれ、足りない量だけを追加するガスの補充が可能です。
しかしR401Aは二種混合冷媒と呼ばれ、組織のバランスが崩れてしまう恐れがあるためガス不足の場合は補充ではなくガスの入れ替えが必要となります。
これはガスチャージと呼ばれ、真空引き作業を行ったあとに規定量のガスを注入するものとなります。
この２つはガスの使用量が異なるために、工事の料金も変動することとなります。
エアコンには使用されている冷媒ガスの種類が記載されたシールが貼られています。もちろん動作不良やメンテナンス時には専門業者がチェックすることとなりますが、工事料金などを予測しておくためにも今一度確認されるのも良いかも知れません。

おわりに

エアコンは室外機と室内機の間を通るパイプの中を、冷媒ガスが気体や液体に姿を変えながら、熱を受け取ったり放出したりすることで室内の温度調節を行っています。このとき冷媒ガスが不足していると、エアコンの温度調節が正しく出来なくなる可能性があります。
故障などの有事の際に備えて、エアコンがどのような仕組みで動作しているか、使用されている冷媒ガスは何なのかをご確認されておくと良いでしょう。