「エア・コンディショナー」の版間の差分

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[[File:Corona Air conditioner.jpg|thumb|right|エアコン]]
[[ファイル:Rimokon.jpg|thumb|エアコンの[[リモコン]]]]
'''エア・コンディショナー'''({{lang-en-short|air conditioner}})とは、[[空気調和設備|空調設備]]のひとつで、部屋内の空気の温度や湿度などを調整する[[機械]]である。狭い意味では、[[冷媒通称]]による[[蒸気圧縮冷凍サイクル]]の[[蒸気圧縮冷凍機]]のパッケージ・'''エアコンディショナーや家庭用のルーム・'''(以下「エアコンディショナーのうち、水以外の熱媒体で[[熱]]を搬送する装置、つまり[[ヒートポンプ]]を指す」と表記)
狭義では、[[冷媒]]による[[蒸気圧縮冷凍サイクル]]の[[蒸気圧縮冷凍機]]のパッケージ・エア・コンディショナーや家庭用のルーム・エア・コンディショナーのうち、[[水]]以外の熱媒体で[[熱]]を搬送する装置、つまり[[ヒートポンプ]]を指す。
[[通称]]'''エアコン'''(以下「エアコン」と表記)。なお「エアコン」は「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。また、日本語で「クーラー」というとエアコンを指すが、[[英語]]で「cooler」というと”アイスボックス”を意味する。
<!--必要な記述か?
日本では「エアコンディショナー」として[[家庭用品品質表示法]]の適用対象となっており電気機械器具品質表示規程に定めがある<ref name="caa">{{Cite web|url=http://www.caa.go.jp/hinpyo/law/law_06.html#17|title=電気機械器具品質表示規程|publisher=消費者庁|accessdate=2013-05-23}}</ref>。-->
[[1758年]]、[[ベンジャミン・フランクリン]]と[[ケンブリッジ大学]]で化学の教授を務めていたジョン・ハドリーは、蒸発の原理([[蒸発熱]])を使って物体を急速に冷却する実験を行った。フランクリンとハドリーは[[アルコール]]などの[[揮発性]]の高い液体の蒸発を試し、[[エーテル (化学)|エーテル]]を使うと物体を[[氷点下]]にまで冷却できることを発見した。実験では水銀[[温度計]]の球部を冷却対象とし、蒸発を早めるために[[ふいご]]を使った。周囲の気温が{{Lang|en|{{convert|65|°F|°C|abbr=on}}}}の状態で、温度計の球部を 7{{°F}}(−14℃)にまで冷却することができた。フランクリンは、温度が氷点下になると間もなく温度計の球部表面に薄く氷が張ったことに気づいた。そして 7{{°F}}(−14℃)にまで達したとき、氷の厚さは6ミリ(4分の1インチ)ほどになっていた。フランクリンは「この実験で、暖かい夏の日に人間を凍死させられる可能性があることがわかった」と結論付けた<ref>[http://www.historycarper.com/resources/twobf3/letter1.htm Cooling by Evaporation (Letter to John Lining)]. Benjamin Franklin, London, June 17, 1758</ref>。
 
[[1820年]]、[[グレートブリテンおよびアイルランド連合王国|イギリス]]の科学者で[[発明]]家の[[マイケル・ファラデー]]は、圧縮により[[液化]]した[[アンモニア]]を蒸発できるようにすると、周囲の空気を冷却できることを発見した。[[1842年]]、米[[フロリダ]]州の医師[[ジョン・ゴリー]]は圧縮技術を使って[[]]を作り、アパラチコーラの彼の病院でそれを使い、患者のために病室を冷やした<ref>[http://www.facstaff.bucknell.edu/mvigeant/therm_1/AC_final/bg.htm History of Air Conditioning] Source: Jones Jr., Malcolm. "Air Conditioning". ''Newsweek''. Winter 1997 v130 n24-A p42(2). Retrieved 1 January 2007.</ref>。彼はさらにその製氷機を使って建物全体の温度を調節しようと考えた。そして、都市全体の[[空気調和|空調]]を集中制御するという構想まで描いた。彼の試作品は常にうまく機能するわけではなかったが、ゴリーは製氷機の特許を1851年に取得した。しかし、彼の財政上の後援者が死に、その希望は潰えた。彼はその機械を本格的に開発する資金を集められなかった。ゴリーの伝記を書いたVivian M. Sherlockによれば、ゴリーは製氷で財を成したフレデリック・チューダー([[:en:Frederic Tudor|en]])が彼の発明を誹謗するキャンペーンを行ったと疑い、チューダーを非難した。ゴリーは貧困の中で[[1855年]]に亡くなり、その空調のアイディアは約50年間顧みられなかった。
 
[[空気調和]]の初期の商業利用は、個人の快適さのためではなく、[[工業]]生産過程で必要とされる冷気を生み出すのに使われた。最初の電気式エア・コンディショナーは[[1902年]]、[[ニューヨーク州]][[シラキュース (ニューヨーク州)|シラキュース]]の[[ウィリス・キャリア]]が[[発明]]した。[[印刷]]工場の製造工程を改善するために設計されており、[[温度]]だけでなく[[湿度]]も制御できるようになっていた。温度と湿度を低く保つことで、紙の状態が一定となり、[[インク]]の付き方が一定になる。その後もキャリアの技術は様々な仕事場の生産性向上に使われ、増大する需要に応えるために The Carrier Air Conditioning Company of America([[キヤリア (空調設備メーカー)|キヤリア]]社)を創設した。その後、エア・コンディショナーは住宅や[[自動車]]の快適さを向上させる手段として使われるようになっていった。アメリカでは[[1950年代]]に家庭用エア・コンディショナーが爆発的に売れるようになった。
 
[[1906年]]、[[ノースカロライナ州]][[シャーロット (ノースカロライナ州)|シャーロット]]のスチュアート・W・クラマーは、自身の経営する織物工場内に湿気を追加する方法を探していた。クラマーは同年出願した[[特許]]で初めて「エア・コンディショニング([[空気調和]])」という言葉を使った。これは、織物製造工程として当時よく行われていた "water conditioning" を真似て名付けたものだった。彼は加湿と換気を組み合わせて工場内の湿度を制御し、織物工場に最適な湿度を実現した。ウィリス・キャリアはこの用語を採用し、社名にも組み込んだ。水分を空気中に蒸発させるこの方式には冷却効果があり、現在では[[ミスト散布]]として知られている。
 
初期のエア・コンディショナーや[[冷蔵庫]]は、[[アンモニア]]、[[クロロメタン]]、[[プロパン]]といった有毒または可燃性のガスを使用しており、それらが漏れ出すと死亡事故に繋がる危険性があった。[[トマス・ミジリー]]は世界初の[[フロン類]]である[[フレオン]]を[[1928年]]に開発した。この[[冷媒]]は人間には安全だったが、後になって大気の[[オゾン層]]にとって有害だということがわかった。「フレオン」は[[デュポン]]社の[[商標]]であり、実際はクロロフルオロカーボン(CFC)、ハイドロクロロフルオロカーボン(HCFC)、[[フルオロカーボン|ハイドロフルオロカーボン]](HFC)といった物質で、商品名(R-11, R-12, R-22, R-134A)には分子構成を示す数が付けられている。住宅などの空調によく使われたものはR-22という商品名のHCFCである。これは[[2010年]]までに新製品には使われなくなり、[[2020年]]には完全に使用されなくなる予定である。アメリカでは自動車のエア・コンディショナーのほとんどがR-12を使っていたが、[[1994年]]にR-134Aに切り替えられた。R-11とR-12はアメリカ合衆国内では既に生産されておらず、廃棄されたエア・コンディショナーから回収したガスをきれいにしたものが売られているだけとなっている。オゾン層に影響しないいくつかの冷媒が代替フロンとして開発されており、例えば[[R-410A]]はブランド名 ''Puron''で販売されている。オゾン層に悪影響を与える主な冷媒はR-22、R-11、R-123である。ただし、R-410A冷媒などの代替フロンは地球温暖化係数が高いため、これに代わる次世代冷媒の開発が行われている。
差別化機能として[[マイナスイオン]]の発生、[[エアフィルタ|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、[[加湿器|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、エアコンの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。また、冷媒寝込みを防ぐためのヒーターをもつ機種もある。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「石油エアコンディショナー」がある。同様にガス<ref>[[都市ガス]]もしくは[[プロパンガス]]を燃料としている。</ref>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」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なども石油や都市ガス等を使ったエアコンも販売されていたが<ref>主に都市ガス会社への[[OEM]]が中心である。</ref>、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。
* 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)、受電設備を小型化したメリットを帳消しにする。
* [[レシプロエンジン]]でコンプレッサーを駆動するもの(この分野では、レシプロエンジン以外のエンジンが採用された例はない)はモーターに比べ騒音が大きい。またガス燃焼特有の主として[[窒素酸化物]]に加えて、燃料ガスの[[付臭剤]]が[[TBM]]に代表される[[硫黄]]化合物であれば硫黄酸化物いわゆる[[亜硫酸ガス]]による臭気が発生する(エンジン自体は[[液化石油ガス|LPG]][[タクシー]]や[[天然ガス自動車|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だったが、2003年現在100ppm、[[東京都]]における[[火力発電所]]の10ppmより一桁甘い規制がなされ、壊滅状態現在はほぼ使用されていない)。
* 上記窒素酸化物を含んだ燃焼排気ガスから[[亜硝酸]]を含んだ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
* 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。
* 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、上記排気ガス規制とあいまって新規採用が減少、特に店舗用の小型機器業界は壊滅状態である。
* 安全装置のエネルギー源は電気であり、停電時には運転できない。
 
[[LPG]]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。けれども一方運搬に必要な道路の[[インフラ]]の損傷具合によっては都市ガス同様に復旧が遅くなる事もある。ただし、都市ガスは復旧が遅く長期に渡って空調が使えなくなる。したがって都市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]])はともかく、病院や事務所など直接ガスに依存しない施設ではGHPのみに依存すると空調に支障をきたす場合がある。一部の飲食店では厨房の都市ガス器具も撤去され始め、店舗の完全電化が進行している。電力ピークカットを目的とした税優遇措置は、2011年現在も有効である。
 
== 車両用 ==
クーラーの冷媒には一般的には[[代替フロン|R134a]]が用いられる。かつては[[フロン|フロン12(R12)]]が広く用いられていたが、[[オゾン層]]破壊が問題になったことにより現在ではR134aに完全に置き換えられている。しかし、R134a冷媒は地球温暖化係数(GWP)が高いことから、欧州F-Gas 規制<ref>{{lang-en-short|F-Gas regulation}}</ref>が制定され、2017年1月までに全ての欧州内の乗用車および軽トラックの新車のカーエアコンに使用される冷媒はGWP が150 以下の冷媒を採用しなければならなくなった。2011年1月から発売される新型車から段階的廃止が始まり、代替冷媒としてCO2やHFO-1234yfが採用される模様である。
 
近年では[[花粉症]]対策などを謡った[[クリーンエアフィルタ]]がカーエアコンに装着される事も一般化している。バスの冷房装置については、[[機関直結式冷房装置]]、[[独立機関式冷房装置]]を参照
 
バスの冷房装置については、[[機関直結式冷房装置]]、[[独立機関式冷房装置]]を参照。
 
=== 鉄道用 ===
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あり、弱冷房除湿と再熱除湿の2種類がある。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り、実際の消費電力は個々のケースによる。
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。衛生面のみが目的ではなく過負荷運転の防止にもなる。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。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。暖房運転時には室内機側ドレンに水分は発生しない。
* 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。一般的に洗浄用液体は水酸化ナトリウムの希釈液と界面活性剤を混ぜたものが使用されることから、後洗浄や排[[水処理]]を行わないと腐食の原因となる。(市販のスプレー式のものはそこまで強い薬剤を使わず、後洗浄不要なものもあるが、使用方法の説明書きに注意されたい)
* 室内熱交換器がカビ等で詰まった場合、使用者に夏場、夏風邪のような症状が出る場合があり、そこまで汚れているとかなり手間を掛けた洗浄が必要になる。
* 通常のエアコンは[[換気]]能力を備えていないが、仕組みを知らないと「室外機との間で空気の出し入れをしている」と誤解する場合がある。なお、エアコンとはまったく別個の装置として、換気装置を内蔵している機種は存在する。当然ながら換気のためのダクトが別に存在し、直接外気に晒すタイプと、室外機に接続するタイプがある。「[[原子力事故|原発事故]]が発生し屋内退避指示が出たらエアコンを止めること」と周知する[[報道機関]]が存在するが<ref>[https://www.youtube.com/watch?v=cYpYSLYd_1w 【原発】「屋内退避」が発令されたらどうすれば・・・(11/03/18)][[テレビ朝日]][[ANNニュース]]公式[[YouTube]]</ref>、これはエアコンに換気機能が付いている場合であり、換気機能が付いていないエアコンまたは換気をオフにできるエアコンを止める必要はない。
 
* 家電品の中ではメンテナンスコストと掃除の要求頻度が比較的高い。
[[File:TOTO C75A-003.jpg|160px|thumb|エアコンのドレン排水管がタンクに接続された和風便器の例]]
 
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