移動式エアコンの仕組みは?微気候を作り出すことで

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ポータブルエアコンは、車輪付きの小型機器で、暑く、よどんだ、湿気の多い空気を、冷たく乾燥した、心地よい空気に変えてくれます。その仕組みは冷凍サイクルに基づいています。このサイクルを理解し、その素晴らしさを実感するために、詳しい説明は必要ありません。
エアコン(そして冷蔵庫も)は、加圧された化学物質(冷媒と呼ばれる)を金属パイプのループに送り込み、不要な熱エネルギーを除去するという驚くべきプロセスに依存しています。ループの一端では冷媒が圧縮されて液体になり、もう一端では膨張して蒸気になります。この機械の目的は、冷媒を液体と蒸気の間で際限なく切り替えることだけではありません。それだけでは何のメリットもありません。この2つの状態を切り替える目的は、一方の端の空気から熱エネルギーを除去し、もう一方の端に集中させることです。実際には、これは2つの微気候、つまり高温と低温を作り出すことになります。冷たいコイル(蒸発器と呼ばれる)に形成される微気候は、室内に排出される空気です。コイル(凝縮器)によって作られる微気候は、排出される空気です。冷蔵庫も同様です。熱は箱の内側から外側に移動します。しかし、エアコンの場合、家やアパートは熱を除去するための箱なのです。
配管回路の低温部分では、冷媒は液体から気体へと変化します。ここで注目すべきは、驚くべき現象が起こっていることです。冷媒が低温回路内で沸騰するのです。冷媒には驚くべき性質があり、中でも熱に対する親和性は特筆すべきものです。室内の暖かい空気でさえ、冷媒を沸騰させるのに十分な熱量となります。沸騰後、冷媒は液体と気体の混合物から完全に気体へと変化します。
この蒸気は圧縮機に吸い込まれ、圧縮機はピストンを使って冷媒を可能な限り小さな体積まで圧縮します。蒸気は液体に押し出され、そこに集中した熱エネルギーは金属パイプの壁に伝達されます。ファンがヒートパイプを通して空気を送り込み、空気は加熱されてから吹き出されます。
そこでは、ポータブルエアコンなどで見られるような、冷却という機械的な奇跡を目の当たりにすることができる。
エアコンは空気を冷やすだけでなく、乾燥させる働きもします。空気中の液体の水分を水蒸気として保持するには、多くの熱エネルギーが必要です。水分を蒸発させるのに必要な熱エネルギーは温度計では測れませんが、潜熱と呼ばれます。乾燥した空気は湿った空気よりも快適に感じられるため、水蒸気(および潜熱)を取り除くことが重要です。乾燥した空気は、体内の水分蒸発を促進し、自然な冷却メカニズムを助けます。
移動式エアコンは(他のエアコンと同様に)空気中の水分を凝縮します。蒸気は冷たい蒸発器コイルに接触し、そこで凝縮して滴り落ち、集水パンに流れ込みます。空気から凝縮した水は凝縮水と呼ばれ、いくつかの方法で処理できます。トレイを取り外して捨てることもできます。あるいは、ユニットによってはファンを使用してコイルの高温部分(凝縮器)に水分を供給し、そこで水分が蒸気に変換されて排気口から排出される場合もあります。まれに、ポータブルエアコンが床排水口の近くに設置されている場合、凝縮水がパイプを通って流れることがあります。また、エアコンのドレンパンからの配管が凝縮水ポンプにつながっており、ポンプが水を屋外の下水道などに排出する場合もあります。一部のポータブルエアコンには凝縮水ポンプが内蔵されています。
ポータブルエアコンには、エアホースが1本のものもあれば、2本付いているものもあります。どちらの場合も、ホースは接続されていない状態で出荷されます。ホースの一方の端を本体に接続し、もう一方の端を窓のブラケットに接続します。いずれの場合も、工具は不要で、大きなプラスチック製のボルトのようにホースをねじ込むだけです。シングルホースのユニットは、冷えた室内の空気を吸い込み、それを使って高温の凝縮器コイルを冷却します。そして、温風を外に排出します。デュアルホースモデルは、シングルホースモデルよりも少し複雑で、価格も高くなる場合があります。1本のホースが外気を吸い込み、それを使って高温の凝縮器コイルを冷却し、2本目のホースを通して温風を排出します。これらのデュアルホースデバイスの中には、ホースの中にホースが入っている構造になっているものもあり、ホースは1本しか見えません。
どちらの方法が優れているのかという疑問が生じるのは当然です。しかし、単純な答えはありません。シングルホース方式では、コンデンサーが冷却する際に室内の空気を吸い込むため、家の中にわずかな圧力低下が生じます。この負圧によって、居住空間は外から暖かい空気を吸い込み、圧力のバランスを取ることができるのです。
圧力損失の問題を解決するために、メーカーは暖かい外気を利用して凝縮器の温度を下げるツインホース設計を考案しました。この装置は室内の空気を霧状にしないため、室内の気圧はより一定に保たれます。しかし、これは完璧な解決策ではありません。なぜなら、冷やそうとしているリビングルームに、2本の大きな暖かいホースがあることになるからです。これらの暖かいホースは熱を居住空間に放出し、機器の効率を低下させます。ホースが1本か2本かにかかわらず、購入できる範囲で最も高い季節調整冷却能力(SACC)を持つユニットを選択してください。この州のエネルギー効率評価は、2017年からポータブルエアコンに義務付けられています。


投稿日時:2022年8月14日