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エアコンの効きが悪くなるのはなぜ? エアコンの仕組みとは?

エアコンの仕組み

 

エアコンはどのように機能している?

エアコンクリーニングを依頼されるお客様から、

「エアコンの効きが悪くなった」というお声をよく耳にします。

エアコンのお掃除を終えて、再びエアコンを使用すると、

「効きが良くなった」とその効果を実感して頂けます。

このことから、汚れの有無とエアコンの効きの良し悪しに因果関係があると感じられます。

では、どうしてそんな因果関係が生じるのか、

エアコンの仕組みを紐解くことで見ていきます。

 

夏季にエアコンの冷房を使用することを前提に書き進めます。

エアコンは屋内の空気から熱を奪い去り、その熱を屋外に放出します。

自然現象として、熱は何もしなければ、温度の高い所から低い所へ熱は伝わります。

一般的に、夏の暑い日では、屋外の方が気温が高く、屋内の方が気温は低いので、

屋外から屋内へ熱が伝わるはずなのですが、エアコンはその逆の働きをしています。

 

エアコンを構成している主な要素

エアコンの基本要素である以下の4つを中心にして考察を進めます。

 

・圧縮機(ポンプのような働き)

・熱交換器(空気と熱のやりとりをする)

・管(上記2つを繋ぐ)

・冷媒(管の中を流れている液体・蒸気)

 

エアコンは、お部屋を空気を冷やす室内機と、

部屋の空気から奪った熱を放出するための室外機があります。

この2つのマシーンは管で連結されています。

管の中には「冷媒」と呼ばれている液体が入っています。

この液体は、圧力や温度によって 液体から蒸気へ、蒸気から液体へと変化します。

この変化がエアコンの機能の鍵です。

 

圧縮機で冷媒を変化させる

室内機の熱交換器の管にあった冷媒の蒸気を、

圧縮機によって室外機の熱交換器に押し込みます。

この時に、室内機の熱交換器の中の冷媒の圧力がどんどん下がります。

逆に室外機の熱交換器の中の冷媒の圧力はぐんぐんと上がっていきます。

冷媒は、圧力が上がると液体に変わり、

逆に低くなると液体から蒸気に変わる性質があります。

 

昔の人は、暑い日に軒先で「打ち水」をよくしていました。

「水が蒸発する時に周りから熱を奪う」という原理を利用して、

ひんやりと涼しくしていました。

これを同じように、エアコンの冷媒も蒸発して、

液体から蒸気に変わる時に周りから熱を奪います。

 

圧縮機が駆動すると、

室内機の熱交換器の中に入っていた冷媒が蒸発して周りから熱を奪います。

一方で、この時に室外機の熱交換器の中に入っている冷媒が圧縮されて液体に変わります。

蒸発すると周りから熱を奪う現象とは逆に、蒸気から液体に変わると熱が生じます。

そのため、室外機では周りに熱をどんどん放出しています。

 

エアコンの熱交換器の働き

熱交換器は、銅製の管と、その管の周りにあるアルミ製のフィンで構成されています。

アルミ製の薄い板(フィン)がとても狭い間隔で 多数並んで管に取り付けられています。

銅管の中にある冷媒が管の周りの空気の熱を奪うのですが、

このアルミフィンが設置されているおかげで、

空気と熱のやりとりをする面積が格段に広くなります。

その結果、冷媒と空気の間で行われる伝熱の効率が高まります。

エアコンの圧縮機を駆動すると、室内機の熱交換器の管の圧力が低くなり、

中に入っている冷媒が液体から蒸気へ変わって、

周りの空気の熱をアルミフィンを通じて奪ってお部屋は涼しくなり、

一方で、室外機の熱交換器の管の圧力は高くなって、

冷媒は蒸気から液体に戻りアルミフィンを伝って熱を放射します。

 

汚れによってアルミフィンの伝熱効果が悪化

エアコンクリーニングの作業前は、

汚れ(カビとホコリ)がアルミフィンに固着していることがよくあります。

これでは、汚れが邪魔をしてアルミと空気が触れる面積が狭くなって、

伝熱面積も当然狭くなり、伝熱効果が損なわれます。

これがお客様が吐露されていた「エアコンの効きが悪くなった」の原因の一つです。

室外機も同様です。

室外機のアルミフィンが泥や糸くず等で汚れていると、

空気と触れるフィンの面積が狭くなります。

 

まとめ

室内機・室外機それぞれのアルミフィンの汚れがどの程度か、を観察することで、

エアコンクリーニング の必要性が分かります。

アルミフィンが汚れていると、

伝熱効果が損なわれて「エアコンの効きが悪くなった」に至ります。

こうなったら、エアコンクリーニング によって伝熱効果を回復させましょう

参考にしてみてください。

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