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解決済みの質問

エアコンの消費電力と外気温の関係について

エアコンで一定温度に冷房する場合、消費電力は外気温に左右されます。それはなんとなく当たり前のような気がします。ところがよく考えてみると不思議なことである気もします。

外気温といっても2つ意味があり、室外機の周りの温度が高いというのと、部屋の周りの温度が高いという2つの意味があります。

部屋の周りの温度が高ければ、部屋を一定温度まで下げると部屋と外気の温度差が大きくなり、流れ込む熱の量も増えるのでエアコンの仕事も多く必要になります。
ところが例えば夏に室外機の周りの温度が多少高くても電力消費が増える道理がないような気がします。

エアコンは冷房なら基本的に冷媒を圧縮して液化して冷まして室内に持ち帰って気化させて熱を奪うという事を繰り返します。という事は沸点をまたいで気化と凝結を繰り返すだけであり、外気温が高かろうが低かろうが凝結に必要な熱量は同じです。外気温が高ければ冷ますのに風をたくさん当てる必要はありますが、基本的に熱交換器の容量が十分であれば冷えてくれるわけで、コンプレッサの仕事量は変わらないのではないでしょうか?

実験で夏に室外機に太陽が当たっているのと日陰にしてやるのとでは結構消費電力が異なる(500wと700wとか)という結果が出ていますが、扇風機で200wって相当なものです。なぜこんなに差が出るのかわかりません。

このあたり教えて頂ければありがたいです。

投稿日時 - 2017-10-29 01:09:37

QNo.9391120

暇なときに回答ください

質問者が選んだベストアンサー

エアコンに使われる冷媒の沸点(=凝固点)は大気圧の状態では-30℃ほどですが、15kg/cm2まで圧縮することにより沸点は60℃まで上昇します。

外気温が低く冷媒の温度が下がれば低い圧力でも液化しますが、外気温が高く放熱が少ないほど冷媒を液化するためには高い圧力まで圧縮する必要があります。

投稿日時 - 2017-10-29 02:35:23

お礼

ご回答ありがとうございます。温度で凝結時の圧力(蒸気圧)は違いますものね。なるほどクリアに納得しました。
ただ、そうであれば逆に暖房の時はどうなるのでしょうか?

暖房する部屋の目標温度を一定とすると、室外機周りの雰囲気温度が低くても冷媒を気化させるには風をたくさん当てればいいわけで、コンプレッサの負担は同じかと思ってしまいますが。

投稿日時 - 2017-10-29 15:34:53

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回答(4)

ANo.4

追伸です
要約すると、仕事量が変わらないということは、吸熱面積を増やしても単位面積当たりの吸熱量が減ることになり、結果、同じ冷房能力ということになります。

投稿日時 - 2017-10-29 16:30:09

お礼

ご回答ありがとうございます。

投稿日時 - 2017-10-29 20:52:32

ANo.3

>室外機周りの雰囲気温度が低くても冷媒を気化させるには風をたくさん当てればいいわけで、コンプレッサの負担は同じかと思ってしまいますが。

室外機が取り込む空気の温度が低い状態で冷媒を気化させるためには、より低い圧力に減圧しなければならないのでコンプレッサの負担も大きくなります。

投稿日時 - 2017-10-29 16:28:13

お礼

納得しました。今までわからなかったことがクリアになりました。ありがとうございました。

投稿日時 - 2017-10-29 20:52:17

ANo.2

外気との温度差を室内熱交換器の能力として考えると、温度差が大きいということはそれだけの仕事をした結果であるので、一生懸命自転車を漕いだ時の速度と同じです。確かに高速=温度差を保つには継続して大きなエネルギーを投入しないと速度が下がる=温度差が小さくなりますが、最高速度=最低温度に至るまでに必要なエネルギーの方が大きいですね。加速度を維持するエネルギーといった感じですか。室内気温は室内にあるものの温度と均衡しますので、逆に室内気温を5度下げたい時には、室内空気体積で5度低い空気に入れ換えただけでは5度下げることはできないということです。壁や家具などから温度差分の熱が出てきます。熱交換器の容量が大きくなればその分コンプレッサーの負荷も増えます。自転車用のポンプでトラックのタイヤに空気を入れるのは大変です。トラック用の大容量のコンプレッサーが妥当ですよね。

投稿日時 - 2017-10-29 08:17:45

お礼

ご回答ありがとうございます。しかし、ご回答頂いて申し訳ないのですが、例えば今一つよくわかりません。

投稿日時 - 2017-10-29 15:30:18

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