「エア・コンディショナー」の版間の差分

2010年4月13日 (火) 13:57時点における版

秀逸な記事

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エアコンの室外機（RYP224B）

ウィキペディアにも、この項目「エア・コンディショナー」が執筆されています。ぜひこちらも読んでみてください。

エア・コンディショナー（Air Conditioner）とは、空調設備のひとつで、部屋内の空気の調整を行う機械である。通称エアコン。以降、エアコンと表記。「エアコン」=「エアー・コンディショニング」または「エアー・コンディション」の略として使用される場合もある。なお、人によっては空気を管理するという意味で、「エアコン」=「エア・コントローラ」だと思い違いがなされたり、「エア・コンダクター」と思い違う場合もある^[1]。そのため、英略語ではAir Cond.とする場合がある。

型式

基本機能として冷房専用形と冷暖房兼用のヒートポンプ形があり、また、次のような形態がある。

ユニットの形態

室内機の形態

家庭用

ルーム・エア・コンとも呼ばれる家庭用エアコンには、形態として、圧縮機・凝縮器・蒸発器が一体となった窓形と、圧縮機・凝縮器が一体となった室外機と、蒸発器が内蔵された室内機とで構成されるセパレート型（東芝では「スプリット型」という）の二種類がある。セパレート型では、壁掛け型が主流である。セパレート型では、日本などの東アジア圏では壁掛け型が主流である。（一方、欧米では横長長方形の窓型がほとんどである。）　能力によって、2.2k,2.5k,2.8k,3.6k,4.0k,4.5k,5.0k,5.6k,6.3k,7.1kWなどがある。使用する電圧も、単相100Vと、単相200Vと、動力の三相200Vがある。通常、エアコン一台に子ブレーカー一個を用意する。なお、家庭用のエアコンは窓型、セパレート型とも、2001年より家電リサイクル法の対象となり、廃棄のときに適正な処理が義務付けられた。

動力の三相200Vエアコンは室外ユニットや室内ユニット共外観上一般の100/200V単相エアコンと同じであるが省令による規制があるため受電方法が異なる。

電気設備技術基準（経産省令）の規定では家庭で3相200Vを使用できるのは屋外機器のみとされている^[2]。そのため動力エアコンは室外電源のみ3相200Vであり室内ユニットの運転および通信制御は室内側で受電した100/200Vで行われる。従って一部のメーカー（ダイキンなど室内電源を室外ユニット送り以外で受電不可能な機種）での業務用エアコンを住宅へ設置した場合、電力会社との図面協議で指摘され送電取り消しなどを求められることが多いのが問題である。

家庭用エアコンは、冷房・暖房・ドライ（除湿）など多様な空気調整が可能な機種が製造・販売の多くをしめる。最近は可変電圧可変周波数制御（VVVF）インバータ制御を内蔵した機種が多く、内部の改良とも相まって省エネ化が進み、以前のものよりも消費電力が少なくなっている。また、非インバータエアコンでは商用電源周波数による能力の差があり、50Hz地域では60Hz地域より1割～2割能力が落ちるが（そのためエアコンのカタログは50Hz・60Hz別々に作成していた）、インバータエアコンではそれがなくなった。能力の違いは圧縮機に用いる誘導電動機の回転数が電源周波数に依存するためである。 日本ではインバータエアコンが主流であるが、世界的に見れば一定速である非インバータエアコンがまだまだ主流である。

差別化機能としてマイナスイオンの発生、フィルタの自動清掃機能などをうたったものも存在する。また、空気清浄機機能や換気機能、加湿機能、HA JEMA標準端子-Aが付いたものもある。

シーズンオフには、プラグを抜いたりブレーカーを落とすことにより、待機電力をなくす家庭がある。家庭用での暖房では、「すぐに温風がふき出して欲しい」という需要が高い。そのため、外気温が低い場合は、停止中でも機器を予熱をする機能を持つ機種がある。このような機種では冬場の待機電力は多い。

また、寒冷地など暖房時に外気温が低すぎる場合は、屋外で燃焼をした熱をヒートポンプする「石油エアーコンディショナー」（KHP）がある。同様にガスの火で熱を発生させ、その熱を室内へ送る「ガスエアコンディショナー」（GHP）もある。寒冷地で、除霜運転が多いことが予想される場合は有効な選択である。なお、家庭用では、冷房にガスや石油の力はあまり使用されていない。過去にパナソニックや東芝、日立なども石油や都市ガス等を使ったエアコンを販売（ガス会社へのOEMも含む）していたが、暖房時におけるエアコン自体の性能向上に伴い、採用されるケースが少なくなった。

ちなみに海外にも日本と同様の壁掛けタイプ（欧米では窓型の方が主流）のエアコンが普及しているが、日本のエアコンほど機能面では豊富でなく、シンプルな単機能のものが多い。また欧米では暖房としてセントラルヒーティングや暖炉などが住宅に備わっているケースもあるため、エア・コンディショナー（Air Conditioner または A/C）というと彼らはクーラーを前提に話をしているケースが多々ある。

業務用

↑業務用エアコンのリモコン

業務用エアコンは、大型のものや各種原動機を使用したものが存在する。2002年からフロン類を冷媒とする業務用機器は、フロン回収破壊法の対象となり、廃棄する場合、適正な処理が義務付けられた。

一般用

通称パッケージエアコン（東芝では「カスタムエアコン」という）。通常の業務用エアコンは、一つの室外機で1～4台の室内機を使用し同時運転による空調を行うものである。中小規模の建築物で普通に使用されていて、以下の特徴がある。

• 室内機の同時運転・停止が可能である。業務用向けだが、住宅ワイドリビング等の身近な空調設備にも用いられている。
• 増設が容易に出来る。
• 大抵のメーカーのラインナップでは4.0kW-28.0kWまでとなっているが、一部のメーカーでは33.5kWまで取り扱っている^[3]。

ビル用マルチエアコン

↑ビル用マルチエアコンの室内機

ビル用マルチエアコンは、一つの室外機で複数の室内機を使用し主に個別運転による空調を行うものである。中小規模の建築物で一般に使用されていて、以下の特徴がある。

• 室内機の個別起動・停止が可能である。
• 増設が容易に出来る。
• 極稀に室内機の同時運転が可能な機種も存在する。

種類

↑ビル用マルチエアコンの室外機

• 標準ビル用マルチ - ごく普通のビルマルチエアコンの形態。
• 更新専用ビル用マルチ - ビルの空調更新に適したシステム。
• 冷暖房フリービル用マルチ - 室内機単位で冷暖房が切り替えられるシステム。

備考

ただし、増設が容易に出来るという点には疑問点が多い。配管を将来増設する場所へ先行工事して（先端を封止）あっても取り付けの時、配管内部の冷媒ガスを室外ユニットへ集める運転（ポンプダウン運転）を行うがビル用マルチエアコンは現地冷媒追加量が多いためポンプダウンしきれない場合があり別途回収機と回収ボンベにより時間をかけて行う必要がある。例として写真のメーカの製品の場合、30馬力の5階建てビルで約26kgと室外ユニットに初期充填（現地配管分ゼロ）に匹敵する冷媒回収を要した。

• さらに1系統や2系統程度にまとめた物件だとガス漏れ、故障の時のダメージが他の機種よりも郡を抜いて大きくなる（メーカにより室内基板1台故障というだけで通信異常が生じ全滅という事態になりかねない）
• それ以外に対応出来る増設ユニットを製造していない場合もありえる。
• 一時的に室内ユニットを取り外す場合は部屋単位の分岐配管部へ閉止バルブを追加施工した方が圧倒的に有利である（再度取り付け、再移設の場合ガス回収が不要～最小で済む）

氷蓄熱式パッケージエアコン

氷蓄熱式パッケージエアコンは、夜間に蓄熱した氷を昼間の冷房運転時に使用し、シーズン期の消費電力を大幅に削減するものである。冬の暖房時は夜間電力で作った温水を除籍に利用し、快適な暖房を行うことが可能である。

水冷式パッケージエアコン

水冷式のパッケージエアコンのことである。 水熱源ヒートポンプパッケージ方式 を参照

エアハンドリングユニット・ファンコイルユニット

セントラル空調システムの代表的な存在である。 非ヒートポンプ性冷暖房機 を参照

工場・設備用パッケージエアコン

パッケージエアコンディショナーを工場等向けにした形状であり、床置き形が多い。

電算機室用パッケージエアコン

上記の設備用エアコンを電算機室向けにした形状であり、床置き形が多い。

寒冷地用パッケージエアコン

パッケージエアコンディショナーをベースに冬場肌寒くなる寒冷地向けに仕様を変更した形状である。ヒーターをも凌ぐ高暖房力を発揮することが可能である。

クリーンルーム用

クリーンルーム専用のパッケージエアコンである。医療施設や医薬・食品工場などのクリーンな環境に対応している。

コンビニエンスストア用

コンビニエンスストア専用の冷凍・空調統合システムが存在し、以下のような特徴がある。

• 冷凍・空調統合システムであるため冷媒の総使用量が少ない。
• 冷蔵・冷凍ショーケースの廃熱で暖房するため効率が高い。
• 冷房時も制御の工夫により最大需要電力・使用電力量とも少なくなっている。

メーカーの発想に違いがあり冷媒回路を空調、冷蔵、冷凍で共有する方式（システムダウン時、どちらも運転不能）や三菱電機のように相互の熱のやりとりを熱交換器ですることで冷媒回路や通信制御が全く独立していて単独で機能するのもある。

製造メーカー

• 三洋電機 - 日立のOEM
• ダイキン工業 - 商品名はZEAS-AC
• 日立アプライアンス - 三洋電機へ供給
• 三菱電機

スポットエアコン

冷風機 を参照 局所専用の空調機械であり、以下のような特徴がある。

• 一体型が多く、室外機を配置する必要がなく、工事に手間隙がかからない。
• セパレートタイプの場合、廃熱は屋外に排出し、冷房効率が高まり、窓を開けられない部屋に便利。

ガスエンジンヒートポンプ(GHP)・灯油エンジンヒートポンプ(KHP)

ガスエンジンで圧縮機を駆動し、冷暖房を行うガスエンジンヒートポンプパッケージエアコンもガス供給会社の営業努力により近年普及が進んでいて、以下のような特徴がある。全て個別運転方式のビル用マルチエアコンである。業務用向けだが、住宅ワイドリビングをはじめとして公私共に用いられている。

長所

• 消費電力が小さく、電力ピークカットの効果も高い。
• 発電機を搭載した機種も登場、自己消費電力のほとんどをまかなう為、商用の消費電力はごく僅かである。
• ガスエンジンの廃熱を暖房に利用できるため、寒冷地においても暖房運転の立ち上がりが良い。また暖房時の室外熱交換器の除霜にもエンジン廃熱を用いるため、暖房能力の低下を抑えることができる。

短所

• 電動機駆動のものより整備・点検費用が多くかかる。
• 初期導入費用が電気式より高い（都市ガス用はメーカー系販社と取引があっても都市ガス供給事業者を経由しないと購入できないため割高である）。
• 室外機の設置スペースまたは高さが電気式に比べ大きく必要（20馬力システムだと電気式と比較した場合占有面積は2割増し、高さは1.5倍、重量は2倍ある）。
• レシプロエンジンでコンプレッサーを駆動するものはモーターに比べ騒音が大きい。またガス燃焼特有の臭気が発生する（エンジン自体はLPGタクシーやCNG車と同じだが排気ガスに関する厳しい規制が無く野放し状態）。
• 燃焼排気ガスからドレン排水が発生するが、強酸性であるため中和処置を行わず垂れ流しにするとコンクリートの腐食を誘発する。
• エンジンがコスト面から旧式を使っており総合効率は1を少し上回る程度（エンジンが30%程度、ヒートポンプがEER値が3～4の場合システムCOP値は1～1.2）で近年の電気式の省エネ化（特にマルチでなく1:1システムが顕著）でCOP値が4以上と従来機の半分の電気代で運転できる事から、導入費用+保守費用+ガス代を考えてもGHPが割高となるケースがあり、最近は新規採用が激減している。
• エンジン式の構造上、従来式(R-22採用式など)では冷媒漏れが避けられず、今後地球温暖化など環境面で問題となる可能性が高い。
• LPガスは災害時に供給が止まることが少なく、発電機で少量の電気を供給すれば稼動する。だが、都市ガスは災害時の復旧が遅く長期に渡って空調が使えなくなる。したがってガスが無ければ営業自体ができない店舗（飲食店やガス炊きボイラーの浴場）では問題にならないが　病院や事務所、飲食店以外の店舗など直接ガスに依存しない施設ではGHPだけに頼るのは好ましい例とは言えない（ガス式と電気式を各々供給設備容量を考慮し双方を設置するのが好ましいと言える）。
• 保守点検時、重要な注意事項がある。　従来のR-22冷媒を使用する機械でもHFC冷媒用合成油が使用されているため配管の水分管理、異種油の混入に十分注意する必要がある。ヤマハ製の場合PGA系合成油（カーエアコンR-134aとして用いられている油と同じ）を使用しており、これはGHPのメーカーからも判るようにカーエアコンのコンプレッサーを流用（あるいは技術を流用）することにより、シャフトシールや摺動部の潤滑がR134a用PGAオイル対応にしてしまった為である。GHPで使われていた配管を再利用してR410A冷媒などの電気式エアコンを接続する場合も問題があり、現状では配管洗浄が必須である。
  • この理由はカーエアコン用PGAオイルの漏電性の問題である。カーエアコン、GHPは駆動にエンジンを使うため絶縁性より潤滑を優先させているため電気式エアコンにPGAオイルが混入すると直接的に漏電、間接的にモータ巻線を劣化させやはり漏電に至る。

製造メーカー

現在

• 三洋電機 - ガスヒートポンプ
• 日立アプライアンス - ガスヒートポンプ
• アイシン精機 - ガスヒートポンプ
• ダイキン工業 - ガスヒートポンプ
• ヤンマー - ガスヒートポンプ
• デンソー - 灯油ヒートポンプ
• 小松製作所 - 灯油ヒートポンプ

過去

• ヤマハ発動機 - ガスヒートポンプ
• ノーリツ - ガスヒートポンプ
• ライオン株式会社 - ガスヒートポンプ
• 三菱重工業 - ガスヒートポンプ

冷凍・冷蔵用エアコン

冷凍機を一般空調向けにした形状である。中温用エアコンと低温用エアコンがある。

車両用

通称カーエアコン。車に取り付けてあるエアコン。基本的な構造は、冷房の場合は通常のエアコンと変わりなく、コンプレッサーを使う方式である。一般の乗用車の場合は、走行用のエンジンに直結しており、必要に応じて接続を入り切りする。

暖房は建物用エアコンと違い、液冷エンジンにおいて、エンジンを冷却した冷却液（冷却水、クーラント）を室内のヒーターに導き、熱交換している。すなわちカーエアコンの暖房は、エンジンの廃熱利用にあたる。そのため、暖房が効き始めるまでに時間がかかる。また、ハイブリッドカーではエンジンが稼動している時間が短いために冷却液が温まらず、結果として暖房が効かない。そのため、暖房のためにエンジンを稼動させることとなり、燃費が悪化するケースも少なくない。

冷房の場合はエンジンの回転でコンプレッサーを稼動させるため、エンジンの負荷が増え、加速が鈍り、燃費も悪化する。コンデンサーの熱交換によりラジエター流入気の温度が上がるため、水温も上昇しやすい。 また、ハイブリッドカーではエンジンが稼動している時間が短いため、コンプレッサーの稼動をモーターで行っている物もある。 その場合、コンプレッサーの稼動に電気を消費してしまい航続距離の低下やエンジンon、offにより燃費が悪化するおそれもある。

1970年代はメーカー（販売店）オプションとしてカークーラーが助手席側ダッシュボード下に吊り下げられている物が殆どで、 1980年代の大衆車は、エアコンは販売店オプション扱いのものが殆どであった。 1990年代後半になると一部の軽商用車の下級グレードを除いて標準装備となり、 2000年代の普通車でエアコンがない車両はロータス等の特殊なスポーツカーのみである。

除湿や結露（による凍結）防止、視認性の向上の観点からもエアコンONが望ましく、自動車教習所の教習車でもエアコンはONで実技指導を受ける。

現在、日本で売られている車には、商用車やコンパクトカーの廉価グレードの車を除いて、設定温度に応じて制御できるオートエアコンが普及している。しかし、シンプルさが求められる欧米では、よほど高級車でない限り、自動調節ができないマニュアルエアコンである。日本で製造されている日本車であっても、日本国内向けにはオートエアコン付きにしていているが、輸出向けにはマニュアルエアコンにグレードダウンされている。バス、電車用の空調設備については機関直結式冷房装置を参照。

問題点

• エアコンの室外機は、特に冬場、暖房にすると音が高くなることがある。
• エアコンは消費電力が大きく、電力消費は夏期の日中がピークとなっている。節電のため設定温度を上げる、カーテンを閉め直射日光を遮る、部屋を仕切って冷やす空間を最小限にするなどの対策が望まれる。ただし、風量を弱くすることは内部のファンの回転が弱まるだけであり設定温度まで冷却する（または暖める）こと自体に変わりはないので節電・エコの観点から見ると効果は薄い。冷房の場合は設定温度を上げて（暖房の場合は下げて）風量を強くすることの方が効果的である場合が多い。

メンテナンス

汚損、故障防止の為、次のようなメンテナンスを行うことが望ましい。

• エアフィルタの清掃 - 運転時に2週間に一度以上行うことが望ましい。汚損は風量・効率の低下、消費電力の増大をまねき、故障の原因にもなる。近年はエアフィルタの清掃を自動で行う機種もある（2003年に富士通ゼネラルより初登場。低価格帯の商品ではついていないことが多いがシャープでは2007年モデル以降全機種に装備、またダイキン工業も一部機種に装備）。クリーニング業者に依頼する際は、同箇所のみならず、室内機内のクロスファンの洗浄も同時に行うことが望ましい。
• ドレン配管のつまりの点検 - 冷房シーズン前に行う。つまりがあると室内に水漏れをおこすことがある。
• 凝縮器・蒸発器の洗浄 - 汚染が激しい場合に行う。通電部に洗浄液がかからないような措置を行ってから実施する。また、後洗浄や排水処理を行わないと腐食の原因となる。

相対湿度の低下

冷房は室内機が結露し、その水分を屋外へ排水するため、湿度が下がる。これは、体感温度を下げる助けになる。

ただインバーターエアコンでは自在に出力を調整出来るため、始動時は高出力運転を行うが、室温が安定した後は低出力の運転を行う。低出力の運転では室内機が結露を起こさないため、室温だけが下がり相対湿度は上昇する。そのためジメジメ感やカビ、ダニの発生の原因になる事があるため、除湿機を併用したり、冷房のかわりに再熱除湿を使用したりして、湿度の上昇に注意する必要がある^要出典。

暖房は室内で燃焼を行わないため、相対湿度が下がる。これは、体感温度を下げる副作用となる。結果、過度な暖房をし、自律神経失調症につながる場合もある。エアコンのみで暖房を行う場合は、加湿器を併用するなど、乾燥に注意する必要がある^要出典。

冷房と除湿

冷房運転は室温を設定温度に合わせるものであり、除湿運転は湿度を設定した湿度に合わせるものである。目的で選択することにより快適な状態となる。同じ室温でも湿度が低ければ体感温度が下がり快適に感じるため、日本の夏のような多湿の場合は、室温をあまり下げなくても除湿をすれば快適に感じる場合がある。

除湿運転には二種類有り、弱冷房除湿と再熱除湿がある。弱冷房除湿では弱く冷房をかけて除湿する。そのため温度を下げる能力は冷房運転より低下するため、当然だが消費電力も少なくなる。この方式では湿度と同時に温度も下がるため、だんだん除湿量が低下していきあまり除湿出来なくなる。また梅雨時など室温がそれほど高くない場合は肌寒く感じることもある。次に室温を保ったまま湿度を下げるのが再熱除湿である。しかし、冷房除湿で温度が下がった空気をヒーターで加熱して一定温度に戻す再熱除湿は、冷房運転よりも消費電力は多い。このタイプの再熱除湿は近年の家庭用エアコンでは採用されていないが、一部の鉄道車両用エアコンなどで採用されている。近年の家庭用エアコンで多く採用されている室外機の廃熱をリサイクルする方式の再熱除湿では、冷房に比べて温度を下げる能力が低下する。そのため、昼間など大きな冷房能力が必要なときに使用すると、室温が下がらずに消費電力だけ大きくなる場合もある。機種によっては温度や湿度を監視し、最適なモードに自動的に切り替える物もある。

除湿運転の場合、冷房運転だけでは取りきれない湿度を下げる事が出来るため、設定温度を高めにしても体感温度は下がる場合もあるので、実際の運転時の消費電力はケースバイケースとしか言えない。そもそも最初に戻るが、温度を下げることが主目的の冷房と、湿度を下げることが主目的の除湿では目的が異なるため、単純に消費電力だけを比較しても意味がないのである。

日本のエアコンメーカー一覧

ルームエアコン・パッケージエアコン・ビル用マルチエアコン・設備用エアコン・自動車用エアコンについて述べる

現在製造しているメーカー

過去に製造・販売していたメーカー

脚注

1. ↑ また、人によっては「エア・コンプレックス」の略と思い違う場合も少なからずある
2. ↑ 具体的には電技解釈第162条に、住宅の屋内電路の対地電圧は原則として150V以下にする旨定められている。
3. ↑ 現時点で日立アプライアンスのみ
4. ↑ Mシリーズのみ自社生産
5. ↑ 水冷エアコンなど

関連項目

• ヒートポンプ
• 水熱源ヒートポンプパッケージ方式 - 水熱源のヒートポンプパッケージエアコンを利用した空調方式
• 冷凍機・蒸気圧縮冷凍機 - 冷却・加熱の仕組み
• 熱機関の理論サイクル・単段蒸気圧縮冷凍サイクル
• 凝縮器 - 凝縮器の熱源の説明（空冷・水冷・蒸発冷却）
• 空気調和設備
• 白物家電
• 家電機器
• シーケンス制御
• 空調服
• 磁気冷凍
• COP
• APF
• 非ヒートポンプ性冷暖房機
• 空気調和機
• エアコン病
• 冷凍機
• アイスちゃん

外部リンク

• 社団法人 日本冷凍空調工業会
• エアコントラブル相談室
• 快適にくらすための家電選び　エアコン（東京電力くらしのラボ）