冷蔵庫は冷たさをつくる機械ではなく、熱を外へくみ出す機械です。冷媒が蒸発と凝縮をくり返して熱を運ぶ仕組みをまとめました。
熱いコーヒーは冷め、冷たい飲み物はぬるくなります。熱はひとりでにはいつも温かいところから冷たいところへ流れ、その逆には流れません。ところが冷蔵庫は、すでに冷たい内側から熱を取り出し、温かい台所へ出しています。水を低いところから高いところへ上げるにはポンプが必要なように、熱を冷たいところから温かいところへ運ぶには仕事をしてやる必要があります。冷蔵庫とエアコンは、電気でこの仕事をするヒートポンプです。つまり冷たさをつくって入れる機械ではなく、内側の熱をくみ出して外へ捨てる機械なのです。
手の甲をアルコール綿でこすると、ひんやりします。液体が気体へ蒸発するには熱が必要で、その熱を触れている肌から奪うからです。汗が体温を下げる仕組みも同じです。逆に気体が液体へ凝縮するときには、同じだけの熱を出します。もう一つ大切なのは、液体が沸騰する温度が圧力によって変わることです。圧力が高いと沸点は上がり、低いと下がります。圧力鍋が水を100度より熱く沸かせるのがその例です。ヒートポンプはこの二つ、つまり蒸発と凝縮の潜熱と、圧力による沸点の変化を利用しています。
ヒートポンプの中では、冷媒という物質が管の中をぐるぐる回り続けています。冷媒は、圧力が低ければとても低い温度でも沸騰する物質です。圧縮機が気体の冷媒を押し縮めて圧力と温度を上げると、外側の凝縮器で冷媒は周りより熱くなって熱を出し、液体になります。この液体が細い膨張弁を通って圧力が一気に下がると温度も大きく下がり、内側の蒸発器で周りの熱を奪いながら再び気体へ蒸発します。この循環がくり返され、熱が内側から外側へ運ばれ続けます。
冷蔵庫の裏や側面が温かいのは故障ではなく正常です。内側から取り出した熱と、圧縮機を動かすのに使った電気エネルギーが、どちらもそこの凝縮器から台所へ出てくるからです。この熱がうまく逃げないと冷媒が十分に冷えず、同じ仕事をするのにより多くの電気を使います。そのため冷蔵庫は壁や側面とのあいだにメーカーが案内するすき間をあけ、裏の凝縮器や下の通気口にほこりがたまらないよう、ときどき掃除するのがよいでしょう。日の当たる場所やコンロのすぐ横も効率を下げます。
暑い日に冷蔵庫の扉を開けておけば部屋が涼しくなりそうですが、結果は逆です。扉を開けると、冷蔵庫は部屋の熱を取り出してまた部屋へ出すだけで、そのあいだに圧縮機を動かすのに使った電気エネルギーが熱として加わります。扉の前は一瞬涼しくても、部屋全体ではかえって暑くなります。エアコンの室外機を必ず外に置く理由もここにあります。熱を捨てる側が部屋の中にあれば、部屋の熱を部屋の中へ運ぶだけになり、冷房になりません。移動式のエアコンに排気ダクトがついているのも同じ理由です。
エアコンは冷蔵庫と同じ仕組みで、室内機が蒸発器、室外機が凝縮器の役目をします。室内の空気が冷たい蒸発器を通ると、空気中の水蒸気が露のように結露して水になります。エアコンに水を流すドレンホースがあり、冷房と同時に除湿もされるのはこのためです。弁で冷媒の流れを逆にすると、屋外の熱を室内へ運ぶ暖房機になります。ヒートポンプは熱をつくり出すのではなく運ぶので、条件が合えば使う電気エネルギーの何倍もの熱を運べます。ただし外がとても寒いと、運ぶ熱を集めにくくなり効率が下がります。
仕組みがわかると、電気を節約するコツが見えてきます。熱を入れにくくし、熱をうまく捨てさせることが要です。食品の保存温度は冷蔵4度以下、冷凍マイナス18度以下が広く使われている目安なので、温度設定をときどき確かめましょう。熱い料理は粗熱を取ってから入れますが、常温に長く置きすぎないようにします。
扇風機は空気を冷たくしません。むしろモーターの熱が少し加わりますが、風が肌の汗を早く蒸発させるので涼しく感じるのです。人のいない部屋で扇風機を回しても冷房の効果はありません。冷媒の配管を自分でいじったり冷媒を補充したりするのは高圧ガスを扱う作業なので、資格をもつ専門家に任せるべきです。冷蔵庫やエアコンから焦げたにおいや異音がしたり、水が漏れたりしたときは電源を切り、メーカーのサービスに点検を頼みましょう。古い機器は効率が落ちていることがあるので、買い替えを考えるなら省エネ性能の表示のような公式の表示を比べてみるとよいでしょう。
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