v ヒートポンプとは②

ヒートポンプは簡単に言うと温度の低いところから温度の高いところへ熱を移動させる仕組みのことです。

ヒートポンプを搭載するエアコンでは、屋外の空気から熱を集めて室内に放出することで暖房を、室内の空気から熱を集めて室外に放出することで冷房を行なっています。
その動作が、水を高い場所に汲み上げるポンプに似ていることから、ヒートポンプと名付けられています。

例えば液体や気体には、「圧力を高くすれば温度が上がり、圧力を下げれば温度が下がる」という性質があります。
自転車のタイヤに空気入れで空気を入れていくとタイヤが熱くなりますが、これは、タイヤの中の空気の圧力が高くなることで、空気の温度が高くなっているからです。

ヒートポンプは、このような液体や気体の性質を利用して、熱を伝える媒体となる「冷媒」の温度を調整し、冷媒に接する空気や水の温度を変えるものです。

要するに物質を圧縮・膨張させると温度が変化する性質を利用した仕組みです。

では何故、気温の低い屋外から、気温の高い室内に熱を送り込むことができるのか？

ポイントは次の二つあります。
①液体は気体になるときに熱を奪う　逆に気体は液体になるときに熱を与える。
消毒のアルコールを腕に塗ると、ひやっとするのは、アルコールが蒸発して気体になる時に腕の熱を奪うからです。
②気圧が低いと液体は通常よりも低い温度で沸騰して気体になる。
富士山では気圧が低いのでお湯を沸かすときに00℃より低い温度で水が沸騰します。逆に気圧を上げると気体は液体になります。

これらをひとつのサイクルにしたものを「冷凍サイクル」と呼びます。
この冷凍サイクルはエアコンを理解する上で大変重要なものなので、今後ブログ内で取り上げていく予定です。