エコに関心のある方ならヒートポンプという言葉を耳にしたことがあると思います。しかし、その仕組みを説明できる方は少ないかもしれません。今回はヒートポンプについて説明します。
ポンプが省エネ・エコってなに?
熱を移すヒートポンプのお話
- 電気
ヒートポンプってなに?
ポンプとは、圧力を利用して液体や気体を移動させる装置のこと。
井戸についている手押しポンプを思い出してください。ヒート(熱エネルギー)を移動させる装置なのでヒートポンプと呼んでいます。
ヒートポンプの原理①
空気は圧縮すると温度が上がり、膨張すると温度が下がるという性質があります。そして熱は必ず高い方から低い方へ移動します。ヒートポンプはこうした性質を利用しています。
エアコンを例に説明しましょう。
エアコンと室外の間にはパイプがありますが、パイプ間を通っているのは空気ではありません。そこには「冷媒」が通っています。
冷媒に使われる物質は、以前は管理が容易で気体化する沸点が低いフロンが中心でしたが、フロンはオゾン層を破壊することがわかったため、代替フロンと呼ばれるHFC(水素(H)・フッ素(F)・炭素(C)の化合物)が使われています。
ヒートポンプの原理②
室内を暖めたい場合は、室外機の熱交換器で空気中の熱を冷媒に移します。そして室外機のコンプレッサーで冷媒を圧縮します。これにより冷媒は高圧・高温の液体になります。
その高圧・高温の冷媒が室内機の熱交換器に運ばれることで、室内の空気に熱が移ります。
その後冷媒の圧力を下げ、温度を冷やすため、冷媒は「膨張弁」を通過します。これにより冷媒は一気に低圧・低温になります。
その冷えた冷媒が室外機の熱交換器から外部の熱を吸収します。
こうして一連の作業を繰り返すことで、室内が暖まるのです。
色んなところで使われるヒートポンプ
ヒートポンプのメリットはなんと言っても省エネであること。
たとえばヒーターの場合、ニクロム線などに電流を通し、その熱で空気を暖めます。
室内を暖めようとすると多くの電気を使うことになります。
一方のヒートポンプは空気中の熱を利用する仕組みなので、ヒーターのように電気を使わずに済みます。
最新の空調であれば、1の電気を使い、6以上の暖房効果があると言われています。
このようにメリットが大きいヒートポンプは現在、冷凍庫や冷蔵庫、ショーケース、さらには家庭用給湯システムとしてお風呂のお湯を沸かすときなどに利用されています。