コラム

5分でわかる!ヒートポンプの原理

公開日:2018.03.07

ハウス内を温めるためには、暖房機やヒートポンプを使います。昔から使われている暖房機は燃油を燃やすことで熱を発生させてハウス内を温めます。また、最近よく聞くようになったヒートポンプは電気を使って熱を作りだして空気を温めます。「ヒートポンプのほうが省エネ!」とよく聞きますが、なぜなのか?ヒートポンプの原理について、ご紹介します。

1.ヒートポンプとは

ヒートポンプとは、熱(ヒート)をくみ上げる(ポンプ)という名前の通り、熱を移動させることで暖房、冷房を行います。屋外にある熱を集めて屋内へ運んぶことで暖房になります。反対に、屋内の熱を集めて屋外へ運ぶことで冷房となります。

例えば暖房における熱の移動を見てみましょう。
寒い屋外から熱を集めて、室内側へ運んで暖めています。
(冷房の場合は、熱の移動が逆になります。)


ヒートポンプには、蒸発しし易く、液化(凝縮)し易い冷媒(れいばい)と呼ばれるガスが封入されおり、室内機と室外機の間を回りながら、熱の受け渡しの役割をしています。
ヒートポンプの原理はエアコンの他、冷蔵庫、床暖房、洗濯乾燥機(ヒートポンプ式に限り)など身近なところで使われています。最近では大気中の熱を利用してお湯を沸かすヒートポンプ給湯器なども普及しはじめています。

2.ヒートポンプが省エネといわれるワケ

普通の電気式ヒーターを使った暖房の場合、1の電力を使うと得られる熱量は1となります。
(消費電力1kWの電熱ヒーターを使った場合の暖房能力は1kW)これに対しヒートポンプの原理は、電気を利用して大気中にある熱を集めて移動させる技術のため、1の電力を使って6(※1)の暖房能力を得ることが出来ます。つまり少ない電力で大きな暖房効果が得られるため省エネと言われています。
※1:COP(成績係数)が6のヒートポンプの場合。この数値は機種により異なり、この数値が大きいほうが効率が良く、省エネ効果が高いことになります。機種を選定される時、この数値は指標となります。

3.まとめ

ヒートポンプによる暖房は電気と大気中の熱を利用するため、省エネでCO2の排出量が少なく、環境に配慮した暖房といえます。しかし大気中の気温が低くなると暖房能力が低下する短所もあります。施設園芸ハウスでは最低温度の維持は重要となるため、重油暖房機と組み合せるなど、自分の圃場にあった暖房システムの設計が重要になってきます。