エアコンの主要コンポーネント、熱交換器

エアコンは空気を入れ替えることなく、部屋の温度だけを上げ下げする器機です。通常は室内機と室外機に分かれていて、それぞれの機械の中に熱交換器が入っています。

2つの熱交換器は冷媒と呼ばれる物質が中を流れるパイプで結ばれ、冷媒は液体と気体に姿を変えながら循環する構造です。


冷媒が気体となっている方の熱交換器をエバポレーター(evapolater)と言い、ここに熱い空気をぶつけると空気の熱がエバポレーターに吸収されます。


冷媒が液体となっている方はコンデンサー(condenser)で、ここに冷たい空気を当てるとコンデンサーの熱が空気に移る仕組みです。


エバポレーターもコンデンサーも見た目は車のラジエーターと同様、パイプの外に小さなフィンが沢山付く構造になっていて、フィンの目的はパイプの表面積拡張による熱交換効率の向上です。

熱交換器の情報を確認できるサイトです。

冷房と暖房の切り替えは、エバポレーターとコンデンサーの機能を入れ替えるだけで良いので、弁を使って冷媒の流れを反転させることで実現しています。
エバポレーターの冷媒が冷たいのは、直前に液体の冷媒を気体に相変化させるから。



液体が気体に変わる過程で潜熱と呼ばれる熱が奪われるので冷媒が冷えます。

やかんのお湯が水蒸気に変わるのは加熱しているためで、言い換えればお湯が水蒸気になるには外から熱を奪う必要があるという理屈です。



コンデンサーの冷媒が熱いのはエバポレーターで熱を吸収していることに加えて、直前にコンプレッサーで冷媒を液化するためです。


ここでは気体を圧縮して液体に相変化させるので、先程とは逆に潜熱を放出して熱くなります。