ヒートアイランド総合評価コミュのエアコンから発生する熱について

ヒートアイランドについて書かれた情報を見ると、よく、エアコンの室外機から吹き出す熱風でヒートアイランドがひどくなるような記述が見られます。

たしかに、エアコンの室外機からは熱い風が吹いていて、暑くなるような気がしますが、それは正しいのでしょうか？

コメント(25)

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[1] mixiユーザー 09月09日 17:36

エアコンは、ヒートポンプと呼ばれるしくみで暖房や冷房をしています。これは、冷蔵庫と同じしくみです。ヒートポンプは、圧縮して液化したガスと膨張させ気化したガスを循環させることで熱を移動させます。（暖房と冷房では逆になると考えればよいです）

つまり、室内と室外の間で熱を移動させ温度差を生じさせるのがエアコンです。コンプレッサー（圧縮機）やファンを回すのに電力を使いますが、電力のエネルギーで空気を温めているわけではありません。

部屋の中に冷蔵庫が置かれているとき、冷蔵庫の中の温度は下がりますが、冷蔵庫の壁面から部屋へ出ていく熱と、冷蔵庫の壁面を通して冷蔵庫の中に入ってくる熱は釣り合っています。つまり冷蔵庫の熱風で部屋が暖まるわけではなく基本的にトータルでは変わらない。放出される熱は冷蔵庫が消費する電力分だけです。

部屋に置かれた冷蔵庫と同じように、建物の外と内では熱の移動が釣り合っています。エアコンの室外機から吹く熱風が都市を暖めるわけではなく、エアコンの廃熱とは、あくまで消費電力の分だけです。

エアコンによって得られる温度差分の熱エネルギーに対して、エアコンが消費する電力エネルギーは、5～6.5分の1です。つまり、エアコンから発生する熱とは、室外機から吹き出している熱の6分の1程度だということです。

[2] mixiユーザー 09月09日 19:25

電力のエネルギーについて試算してみます。

横浜市青葉区の場合

面積　35.14 km^2（35140000 m^2）
総人口　304000人

1人あたりの電力消費量（全国平均）　8480 kWh / 人・年
これより
1人あたりの1秒間あたりの電力消費量　0.547 W/人

これに青葉区の人口を掛けると
167000 W

これを面積で割ると
0.00475 W/m^2

地球全体に平均した太陽放射は 340 W/m^2 ですから、太陽放射エネルギーに較べると、電力エネルギーがいかに小さいかが分かります。

[3] mixiユーザー 09月10日 00:04

> TSUNEさん

トピック立てていただいてどうもありがとうございます。
もちろんヒートアイランド現象は廃熱に限らず複合的な要素に因って起っている現象です。
その中で排熱の割合はどのくらいか？がこのトピックの趣旨と理解してよろしいですね？

まずはエアコンですが室外機のファンからは真夏の冷房時にはかなりの高温が排出されています。エアコンは室内を冷却する機器ですが現実には環境を温めています。
もちろん家庭の一台程度が環境に即ち影響するとは私も思いませんが、真夏には全ての建築物から排熱されています。地下施設も移動する自動車などもバンバン排熱しています。
私はその排熱量がどのくらいなのか？データは今のところありませんが昨今では凄まじいものがあると思いますよ。テナントビルの屋上に上がると室外機のジャングルの様だったりします。人間の居られる環境（気温）ではありませんよ。
高層ビルや地下街が多く建っている都市部ではあの排熱は決して無視できる程度ではないと感じています。

[4] mixiユーザー 09月10日 00:18

> TSUNEさん

あともちろんエアコンは電気で動きますが、日本にある原子力発電所から環境に排熱される総熱量は毎日毎日、広島に投下されたリトルボーイの爆発した時の熱量の100倍を出しているそうです。一瞬で14万人を殺傷して更に夥しい人数を後遺症に悩ませているあの原爆100個分の熱量を毎日環境に捨てています。
そんな意味ではエアコンは間接的にも環境を激しく温めていると言えるでしょう。
オール電化も電気自動車も環境を激しく温めて産まれた電気で動きます。

私の直感では電気の方が石油や薪よりも遥かに環境に悪いでしょうね。

とは言ってもヒートアイランドの総合評価は単純ではなく、温室効果ガスに拠る温暖化なのか？ヒートアイランド現象に拠る地域的高温化なのか？その割合を適性に評価するのは難しいものです。
事実として衛星データから南極周辺には温暖化傾向はない、北半球は温暖化しているが南半球はあまりしていない。そのことから鑑みて北半球がヒートアイランド現象の顕著な地域が点在しているが為に、熱半球化してるのではないか？と推測しています。

推測は推測として今後の総合評価にも力をお貸しください。
よろしくお願いします。

[5] mixiユーザー 09月10日 04:56

Mixkeyさん

冷房している建物の室外機から100の熱が吹き出しているとします。室内の気温は屋外よりも低くその温度差が一定に保たれているとき、屋外から室内へ85の熱が伝わっているのです。つまり、85の熱が内外を移動しているわけで、エアコンの正味の廃熱は15だけなんです。

[6] mixiユーザー 09月10日 07:18

＞5

　昼間は留守にしている家の場合、夕方から夜になって住人が戻り、エアコンの運転を開始すると、昼間に蓄えた熱を野外に放出することになります。
　熱の話をする場合、そういう単純な足し算と引き算だけで計算ができるのかな？　と疑問に思いますが…

[7] mixiユーザー 09月10日 07:27

> TSUNEさん

おはようございます。
その計算の理屈はイマイチ解っていませんけど、室内を100冷やす為には室外に666.6666の排熱しているとの解釈でよろしいですか？
要するに効率が非常に悪いって解釈でいいのかな？

[8] mixiユーザー 09月10日 07:51

> 6　心如さん

夜間に住人がエアコンをかけて室温を下げたとして、翌朝、エアコンを止めて外出したら、室温を下げた分よけいに室内は暖まるわけだよね。部屋から出て行く熱と、入ってくる熱は、つねに釣り合うわけです。

気候の温暖化については、人為的なCO2が原因ではないと考える人が、ヒートアイランドについては、どうしてそれほど「エアコン」の効果が大きいと考えるのかが、不思議でしょうがないです。

ヒートアイランドの原因のひとつとして、たしかに「人為的な廃熱」もありますよ。でもそれはさほど大きな原因ではないです。世の中では、ヒートアイランド防止のためにエアコンの設定温度を上げましょう、なんて言われますが、どうしてそんな話になるのか？を、考えてみてください。

[9] mixiユーザー 09月10日 08:06

> 7 　Mixkeyさん

違います。室内を85冷やすために、廃熱は15しか発生しない、ということです。

エアコンの室外機からは100の熱が出ますが、そのうち85は、室内の熱が移動したもので、エアコンから発生した熱ではないということです。

[10] mixiユーザー 09月10日 09:05

> TSUNEさん

それは理解しました。
割合で言うと85の熱量を移動する為に15の熱量が電力に拠って新たに発生するってことですね。
２割弱、17.6%程度ですね。
これはメーカーの試算ですか？

それでヒートアイランド現象の全体の中ではどの程度の割合になるんでしょうね？
何処にも原因の１つとして挙げられていますが、それぞれの割合が具体的に掲載されてる資料はまだ見つかっていません。
あれば紹介してください。

[11] mixiユーザー 09月10日 20:46

建物の中と外の間で、熱が行ったり来たりするぶんには、環境全体を暖めることにはならない、ということは理解していただけましたよね。

[12] mixiユーザー 09月10日 20:56

＞11

　そこは早合点しないでください。

　極端に考えて、草原のような建物が無い場所と、人間の住む団地と比べたら、明らかに団地のほうが夜間の気温は高い可能性があります。

　夏場の住宅密集地では、風通しが悪いのと防犯上の理由から窓を閉めてエアコンを運転している場合が多いのも事実です。
　建物の中に昼間蓄えた熱をエアコンの室外機が室外に放出すれば、夜間の最低気温は下がらなくなります。
　昼間蓄熱した熱を夜間放出するとその地域が暖かくなる可能性はあると思います。

[13] mixiユーザー 09月10日 21:18

　例えば、外気温が30℃のときに、暑くて眠れないので殆どの家がエアコンを運転した場合、室内の温度は27～28℃程度に冷えて、室外の気温が30.5℃になったとします。
　この場合、エアコンの電力消費に伴う発熱は無視して、室内と室外の熱の総量は同じとしても、あきらかに室外の気温は上昇し、室内の温度は下がるのです。

　そこで忘れてはいけないのは、観測点での気温の測定は、外気（室外）の温度だけを測定しているのであって、室内の温度との平均値ではないということです。

　室内の熱を室外に出すだけだから、熱の総量は増えていないというのは事実かもしれません。
　しかし、室内の温度を下げるために熱を放出すれば、室外の気温が高くなり、観測点で観測される気温の数値に影響を及ぼす可能がまったくないとは言えないと思います。

[14] mixiユーザー 09月10日 21:30

エアコンを控えめにしてヒートアイランドを防止しよう、という話は、電力を節減する意味はありますが、ヒートアイランド対策としてさほど効果があるわけではないです。これは、CO2を減らして温暖化を防止しよう、という話と似てますね。

インターネットなどで調べても、たいていは、緑地減少や道路など土地の変更や建物によるのと、人工的廃熱によるのと両方が原因として書かれていますが、寄与がどれぐらいか？というのは書いてないのが多い。

↓この辺が参考になるかと思います。

ヒートアイランド監視報告（平成18年夏季--関東・近畿地方）/ 気象庁
http://www.data.kishou.go.jp/climate/cpdinfo/himr/2006/himr2006.pdf

土地利用状態の変化によって、首都圏では夏季の昼間の気温を2℃上昇させる
建物の効果によって、首都圏の夏季の夜間の気温を2℃上昇させる
人工排熱（エアコンだけではないよ）によって、気温を0.5℃上昇させる

と書かれています。人工排熱の影響は2割程度といったところか。

[15] mixiユーザー 09月10日 21:41

わっ、心如さん

もうちょっと考えてみてください。

屋外の気温が30℃で、室内の気温が27℃に保たれているとします。エアコンの室外機からは常時、室内の熱が屋外に出ていっている。このとき、同じだけの熱が屋外から室内に伝わって入ってきてるんですよ。出て行く熱と入ってくる熱が釣り合っているから、室内の気温は一定に保たれるわけです。

エアコンによって、室内と屋外の間に温度差を生じさせているだけなんです。

[16] mixiユーザー 09月10日 21:45

　100年で、0.7～0.8℃程度の平均気温の変化を地球温暖化だと言って騒いでいるのが現状です。
　それに比べたら、エアコンが各家庭に普及したのは30年くらいの話です。
　30年間で0.5℃の昇温効果なら、無視できない値ではないのでしょうか？

[17] mixiユーザー 09月10日 21:58

＞15

　エアコンを運転すると、なぜ室内の温度が下がるのでしょうか？

　建物と室内の空気に含まれた熱を室外に放出するからです。

　もし、室外から室内に入る熱量と、室内から室外に放出する熱量が同じだったら、エアコンを運転しても室内は冷えないことになります。

　24時間、エアコンを運転している状況ならば、仰るとおりかも知れません。しかし、日中は留守で、夕方からエアコンの運転を始めた場合は、室内の温度が下がる過程で、放出する熱量が侵入する熱量よりも大きいから、室内が冷えるのです。
　TSUNEさんの言ってるのは、実際のエアコンの運転状況とは合っていません。

[18] mixiユーザー 09月10日 22:16

> 16 　心如さん

エアコンが普及したのが30年ぐらいで、30年間で0.5℃の昇温効果って、いったい何のことを仰っているんですか？

[19] mixiユーザー 09月10日 22:26

> 17 　心如さん

> 日中は留守で、夕方からエアコンの運転を始めた場合は、室内の温度が下がる過程で、放出する熱量が侵入する熱量よりも大きいから、室内が冷えるのです。

そのとおりですよ。

心如さん、僕の 8 のコメントお読みになってないでしょう。

朝出掛けるときエアコンの運転を切れば、夕方に運転を始めたときと逆になるわけです。結局、全体の熱量は変わらない。エアコンが消費した電力分のエネルギーが放出されるだけなんです。

[20] mixiユーザー 09月10日 22:38

＞19：TSUNEさん

　＞8のコメントは読んでいます。だから、＞13のコメントを書きました。

＞そこで忘れてはいけないのは、観測点での気温の測定は、
＞外気（室外）の温度だけを測定しているのであって、
＞室内の温度との平均値ではないということです。

　エアコンによる、トータルの熱量の増加は僅かだというのは事実かもしれませんが、室内の熱量を室外に放出するのです。
　その放出される熱は、エアコンが作った熱ではなくて、昼間、太陽から受け取った熱のです。エアコンの電力消費による熱量よりも大きな熱量であることは事実だと思います。

[21] mixiユーザー 09月11日 00:47

> TSUNEさん

遅くなりました。やっとPCに向かってます。
> 11 熱の移動に関しては温めないのは了解です。
それでもその移動に際しても新たな排熱が17.6%ありますね。エアコンの場合には。

> 14 このリンクは読んでいます。
あまり定量的に精査はされていないと感じました。わりと適当に感じました。

要するにTSUNEさんは空調機からの排熱は取るに足らないとのお考えですね？
私は外仕事で度々室外機の野郎に直面しますが、到底取るに足らないとは思えません。
ぶっ壊したくなったりもします。堪らない暑さです。
でも定量的にヒートアイランド現象に何割程度寄与しているかは判りません。

当方横浜ですが台風の雨が降って暑くなかった日は遥かに温度差を感じます。
体感的には5度以上ある様に思います。測ってはいませんが。
恐らくは空調機を止めた家庭などが多かったからでは？と感じますね。

真夏の空調機を多く稼働する時間と、秋になって多くの家庭や事業所で空調機の必要が無くなった時間との温度差を比較すると何か解るかもしれませんね。
真夏の暑さと秋の涼しさとの温度差が顕著ならば、真夏の暑さはヒートアイランドの影響、その中でも空調の排熱ではないのか？と推測できるかもしれません。
行く行くやってみます。

[22] mixiユーザー 09月11日 00:49

> 心如さん

どうもです。私もほぼ同様の疑いを空調機の排熱に対して感じています。
取るに足らないとは感じません。

[23] mixiユーザー 09月11日 10:26

＞22：Mixkeyさん

　地球全体の話であれば、エアコンの排熱なんて微々たるものだというのを否定するつもりはないのです。

　しかし、局所的には温度を上げる原因になっているというのも事実だと思っているのです。空気に比べて、建物の熱容量が大きいので、温まった建物を冷やすにためには周りの気温を上げるくらいの排熱はあろうかと思います。今年の夏のように猛暑が続けば、例年は扇風機しか使わないという家もエアコンをつけないと眠れないという話になっています。
　エネルギー保存の法則からいえば、熱を移動しても全体の熱量は増えないというのはそうかも知れませんが、どこかを冷やせば他のところが温まるのは当然だろと思います。
　室内が冷えているのに、室外は温まっていないというのは、逆にエネルギー保存の法則に反しているのではないかと思えてなりません。

[24] mixiユーザー 09月11日 11:22

建物に籠った熱を夜間に排熱すれば、平場ならば夕方に気温が下がって行くはずのものが深夜まで下がらないことに影響してる可能性は大ですね。
熱帯夜の増加等は温室効果もあるでしょうが直接加熱の影響も大きいでしょうね。

先日の台風の夜の過ごし易さ。体感気温の差は大きかったな。

[25] mixiユーザー 09月15日 07:43

前橋工科大学工学部
建設工学科梅津研究室福田聡さんのHP　
http://oo.spokon.net/fukuda/

＞気温が１℃上昇することによる最大電力の増加量を気温感応度というが、東京
＞電力管内の夏季１４時の気温感応度は約166万ｋW/℃と試算されており、
＞このためだけの新たな発電所が必要とされる懸念すら示されている。

ということは、電気のロスのエネルギーも考えれば、相当なもんじゃないですか？さらに見過ごせない熱汚染発生になると思うのですが。

熱とは違いますが、電力使用量が増えるというのは、NOX、SOXによる大気汚染、放射能汚染の拡大にもつながると思います。もちろん発電所の熱汚染の問題もありますね。

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