「エア・コンディショナー」の版間の差分

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'''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、室内の空気の温度や湿度などを調整する[[機械]]である。[[通称]]'''エアコン'''(以下「エアコン」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。
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[[クーラーボックス]]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[[氷]]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[[パトロン|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強力な[[温室効果ガス]]でもあったフロン類ほどではないもののやはり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。
 
空気調和テクノロジーにおける技術革新は続き、近年ではエネルギー効率と屋内の[[空気質]]の改善が中心テーマとなっている。従来の冷媒の代替として[[二酸化炭素]](R-744)のような自然に存在する物質も提案されている<ref>[http://www.r744.com/faq.php R744.com - FAQ]</ref>。
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 - 2割能力が落ちるが、インバータエアコンではそれがない。そのため、非インバータが主流であった当時のエアコンのカタログは50Hz・60Hz地域で別々に作成していた。現在では、非インバータの窓型エアコンのカタログで、50Hz・60Hzそれぞれの場合の能力が併記されているのが見受けられる。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。なお日本での窓用エアコンでのインバータ採用例は松下電器産業(現・[[パナソニック]])のCW-G18系が空前にして絶後になった。同機種は年毎の僅かなマイナーチェンジのみで20年以上発売され続けた。窓用インバータエアコンは森田電工(現・[[ユーイング (企業)|ユーイング]])からも発売されていたが、現在同社はエアコン事業から撤退している。
 
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、[[ホームオートメーション|HA]] [[日本電機工業会|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[[液化石油ガス|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。
 
窓型エアコンは、「ウインドエアコン」とも呼ばれる。長所は、壁掛け型に比べ、小型であり、安く、個人で取り付け(取り外し)ができることである。壁に配管用の穴を開けたり、室内機の固定工事を施す必要が無く、窓さえあれば設置できるため、賃貸物件等でエアコンの設置に制限がある場合にも向いている。
 
ちなみに海外にも日本と同様の壁掛け型(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、「{{lang|en|air conditioner}}」というと冷房専用機を前提に話をしているケースが多々ある。
 
== 業務用 ==
* 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。
大型又は大規模のビルの空調装置は、冷媒に水を使用しており、冷房の場合には、チリングユニット、[[吸収式冷凍機]]、[[ターボ冷凍機]]などの吸収式冷凍サイクル又はヒートポンプ式冷凍サイクルを使用した熱源機器類と冷水槽との間でポンプによる循環を行い、熱源機器類で作られた冷水が冷水槽に溜まる。そこから別のポンプにより、部屋の天井に設置された[[ファンコイルユニット]]又はビルの屋上に設置されている[[エアハンドリングユニット]]にある熱交換器との間で冷水が循環して部屋の空調を行う。また、熱源機器類の運転時に、冷凍サイクルの凝縮器から発生する熱は、熱交換器で冷却水(水を使用する)と熱交換を行い、ポンプによりビルの屋上に設置してある[[冷却塔|クーリングタワー]]との間で冷却水が循環して冷却されるシステムとなっている為、広い意味での「エア・コンディショナー」と言える
 
=== コンビニエンスストア用 ===
* 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。
 
[[液化石油ガス|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。一方運搬に必要な道路の[[インフラストラクチャー]]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[[オール電化]]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 ==
これらの冷温風は電動送風機である'''ブロワモーター'''により室内各所に送風される。カーエアコンはこれらの冷温風により、フロントガラスやサイドガラスの霜取りや曇り取り([[デフォッガー]]/[[デフロスター]])を行う機能も持たせられている。
 
温度調節はドライバーが手動で任意に行う'''マニュアルエアコン'''と、建物用エアコンのようにあらかじめ設定した室温に室温センサーなどで自動調節を行う'''オートエアコン'''が存在し、今日の日本市場ではオートエアコンが主流である。
 
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冷媒は強力な[[温室効果ガス]]でもあったR12ほどではないもののやはり地球温暖化係数(GWP)が高い温室効果ガスであることから、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[[二酸化炭素|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。
{{Main2|電車の冷房装置については[[集中式冷房装置]]、[[分散式冷房装置]]、[[集約分散式冷房装置]]を、気動車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}}[[鉄道車両]]に取り付けてある冷房装置(一部を除き冷房専用であることから、エアコンと呼ばれることは少ない)。基本的には電気で作動するが、[[気動車]]ではカーエアコンと同様、走行用エンジンの動力の一部を利用して作動するものが多い。
 
電車の場合、屋根または床下にコンプレッサー・エバポレーター・コンデンサーが一体化されたものが搭載され、最近のものでは、換気機能を有するものや空気清浄機を内蔵するものがあり、換気や暖房によって天井に上った空気を下へ戻すために冬でも送風を行うものもある。
 
== 温度と湿度の調節 ==
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。
* ドレイ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せず、逆に室外機に水分が発生しない室外機下部から排水される
* 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。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。
* 室内熱交換器のカビ発生を抑えるためには、冷房使用後の送風または暖房運転で、熱交換器内に残った水分を乾燥させることで、かなり防ぐことが出来る。(一部機種では自動でそのような運転をするものもあるが、室内に湿気が戻るので寝室などではおすすめできない)
*取り廻しの関係で[[ドレン]][[排水]]の配管を、[[水洗便所]]の[[便器]]洗浄のタンクに接続配管される場合がある。ただし、タンクの水を[[温水洗浄便座]]に使用する場合は[[衛生]]面で[[バクテリア]]や[[雑菌]]による[[感染症]]や尻かぶれを防止するために、配管を別系統に分ける必要がある。また[[水洗式便所#和式(和風便器)|和式大便器]]等の[[温水洗浄便座]]を使用しない場合でも、ドレン排水管内からの[[バクテリア]]による[[スライム]]や[[苔]]、[[ミズゴケ類]]等の[[藻類]]や[[錆]]がタンク内に流れ込み、タンク内・タンクからの便器へ・便器内いずれの管路でも付着する場合がある。これらドレン排水による故障を未然に防ぐ為に、定期的にタンク内部の点検が必要となる。
 
* メンテナンスが不十分な水冷式の屋外機内では、[[レジオネラ]]が発生し、飛沫による拡散が問題となる可能性がある。2012年、[[カナダ]]の[[ケベック・シティー]]の住民など176人が在郷軍人病を発症し、うち12名が死亡する事件が発生した<ref>{{Cite news
|url=http://www.afpbb.com/article/life-culture/health/2900438/9507295
|title=カナダ・ケベックシティの在郷軍人病、死者12人に
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