• ヒートポンプの省エネ効果とは

    • 一般的に熱は温度が高い物体から低い物体に移動します。
      熱いレンガと冷たいレンガを接して放置すると、熱いレンガの熱エネルギーが冷たいレンガに移動して、最終的に2つとも同じ温度になります。

      ヒートポンプとは、温度が低い場所から高い場所に熱エネルギーを移動させるための装置です。

      身近にあるものでは冷蔵庫やエアコン(冷房)があり、温度の低い場所から高い場所に熱を移動させるために、冷媒としてフロンガスなどのガスが利用されています。


      ヒートポンプは冷蔵庫や冷房のように温度を下げる目的で利用されますが、逆に温度を上げる目的でも利用ができます。

      例えば、冬に気温の低い外気から気温の高い室内に熱を移動させることで、暖房としても利用できます。最近では、室外の熱を集めて水を温めることで給湯器の熱源としても利用されています。
      外気から熱を集めて暖房・給湯などの熱源として利用するメリットは、少ないエネルギー(電気)で加熱を行うことができることです。セラミックファンヒーターなどの電熱線を利用した電気ストーブを稼働させる場合、1Wの電力で1J(ジュール)分の熱が得られます。

      例えば1000Wの電気ストーブをであれば、毎秒1000J(約238cal)の熱が発生します。これに対してヒートポンプ式のエアコンを利用して室外から室内に熱を移動させる場合には、装置を動かすために消費する電力の約3倍もの熱エネルギー(消費電力が1000Wであれば毎秒3000J、約714cal)が得られます。


      温度差が小さい方が熱効率が高くなり、温度差が大きいと効率が低くなりますが、給湯器でも消費電力の約2倍の熱エネルギーを得ることができます。ちなみに温度差が小さくなれば熱効率が高くなり、少ない電力でも多くの熱を移動させることができます。
      このため、冬でも氷点下にならない比較的温暖な地方であれば、電気ストーブを利用するよりもエアコンの暖房機能を利用した方がお得です。
      逆に夏にクーラーの設定温度を下げすぎると、室外と室内の温度差が大きくなるので熱効率が悪くなります。

      冷房の設定温度を高めに設定しておくことで熱効率の低下を防ぐことができるので、高い省エネ効果が得られます。
      夏にエアコンの室外機に直射日光があたると、熱を放出する際の効率が悪くなるので余分に電気代がかかってしまいます。

      一般的に利用されているエアコンで暖房として運転する場合には、室外機を通して外気から熱エネルギーを吸収(吸熱)し、冷房として運転する場合は外に熱を放出(放熱)します。


      最近は外気の熱ではなく、地面の熱を利用して住宅の冷暖房や給湯に利用する住宅用の地中熱ヒートポンプ装置があります。


      空気よりも地中の熱を利用する方が効率的に放熱または吸熱ができるので、少ない電気エネルギーで冷暖房・暖房や給湯ができます。

      高効率のヒートポンプ式の給湯器や暖房装置を利用すれば電気代が節約できるだけでなく、天然ガスや灯油などを燃焼させる際に発生する二酸化炭素の排出量を減らすことができます。

      火力発電所では二酸化炭素を排出していますが、大規模発電所であれば熱エネルギーを電気エネルギーに変換する効率が非常に高いので、トータルで排出する二酸化炭素を削減することができます。

















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