みんななっとく！

空気 の 熱 で 暖房 冷房 給湯 ?

ヒートポンプの ふしぎ

一般財団法人ヒートポンプ・蓄熱センター〒103-0014 東京都中央区日本橋蛎殻町1丁目28番5号 ヒューリック蛎殻町ビル６階
tel.03-5643-2402 fax.03-5641-4501 https://www.hptcj.or.jp

2022.1

ヒートポンプのキホンとなる「熱」の性質そも
そも、「ヒートポンプ」は、ねえ、パパ、最近「熱」の性質ってどういうものか空気の熱をつかって、家中を快適にする不思議な技術のことだよ。
環境にもやさしいんだよ。

「ヒートポンプ」
っていう言葉をよく聞くけど、何のこと？

まずは知っているかな？

覚えておこう！

熱の移動
その1

熱は 熱いところから 冷 たいところへ移動する。
氷をコップに入れておくと、

たとえば

冷冷

熱
冷冷る！

う〜ん？

冷座った席が 暖 かくなる。

移動す熱

たとえば、寒い冬にエアコンから暖かい空気が出るのはどうしてかわかるかな？

空気の熱で？

空気の 熱 が氷に移動して氷がとける。

イスに座っていると、

たとえば

熱冷

冷
冷

冷

冷
冷

熱熱熱

冷

★ 水が 高いところから低いところに流 れるように、温 度 差のあるものが 接触すると、温 度の高いところから低いところへ熱が 移動します。
圧 力と熱よし、それじゃあ、これからヒートポンプの不思議なしくみを説明しよう！

その2 気体は 圧 縮 すると温度が上がり 、膨張 すると温度が下がる。
あっしゅく

たとえばぼうちょう

自転 車のタイヤに空 気を入れると、空気は 圧 縮 されて、空気の 温度が上がる。

たとえばスプレーを連 続して噴 出すると膨 張して中の圧力が低くなり中の気体の 温度が下がる。

あったかい!

つめたい！

圧縮

それは、ヒートポンプが外の空気から熱を集めているからなんだ！

どうして空気から熱を集められるの？

この2つの性質がヒートポンプにはとっても大切なんだ。
へぇ〜！
熱って、おもしろいわね！

ヒートポンプのキホンとなる「熱」の性質

ここでQuiz ! !

「熱」の2つの性質を上手に活かしてエアコンの暖 房で考えてみよう！

空気から熱をとりだすヒートポンプ

寒いところに「熱」なんてあるの…？

2つの熱 の性質が、ヒートポンプの中でどんなふうに利用されているのか、一 緒に考えていくよ。

でところ暖かくなった熱と部屋の空気の熱に温度差があると？

Question

0STEP

冷たい外の空気から熱を集めるには？

Answer

温度差をつくれば熱は移動するんだよね！

存在する

正解は熱は、暖かいところだけじゃなく、寒いところにもあるんだよ！

熱高

熱は-273 ℃まで存在するんだ。

0℃

液体窒素なら、0℃

氷-50℃

ドライアイス

それは、氷やドライアイスよりも、-150℃

もっと冷たいからだよ！！

-200℃

液体窒素

-273℃

絶対零度

低い温度にし、温度差を熱低-10℃

そーなのね！
知らなかったわ。

熱熱

集めた空気の熱の温度を上げるには？

移動して暖かい風が出ます。

熱熱

熱

熱

熱
熱

STEP

温度差ができるため、熱が熱
熱熱を集める！

つまり、0℃ の空気から「熱」を集めるためには、もっと温度の低い場所をつくればいいんだ！

そっか！
そうすれば「熱」は自然に移動するのね！

熱

つくることで熱を集めます。

熱をとることができるよ。

-100℃

暖められた熱と部屋の空気に室外 機を外の空気よりも熱冷たい氷やドライアイスから熱を放出！

熱

熱
たとえばこん な 冷 たいものにも20℃

部屋に暖かい熱が移動する！

室 内 の空 気 の 流 れ

空気の温度が ℃ のとき、空気に「熱」は存在すると思う？

STEP

熱の温度を上げる！

熱

ほんと、すごいのね、ヒートポンプって！

圧縮すれば温度は高くなる！

集めた熱を圧縮して、温度を上昇させます。
※温度はイメージとして示しています。実際の温度は条件により異なります。

これが、冷たい空気の熱を集めて部屋を暖かくする不思議なしくみの正体だよ。
ヒートポンプは、熱の性質を利用して、熱を「冷たい」ところから「熱い」ところへ移動させることができるんだ！

ヒートポンプ 徹 底解明！

ボクは熱の運び屋だよ

外の冷たい空気が、部屋を暖めるまでの流れ

暖 房の場合ボクはみんなの身のまわりにいるよ

ヒートポンプのしくみを

れいばい

くう「冷媒」

き「空気」

ヒートポンプには、熱を効率的に運んでくれる物質が必要なんだよ。

20℃

どうもぞどう熱

60℃の冷媒 20℃の空気

温度と圧力によって姿を変えながら効率よく熱を運んでいるよ。

60℃

熱
熱
熱

熱

ここでも温度差があるから、熱が移動して暖かい風が出てくるのね。

エアコン

熱交換 器

熱
熱

熱「電力」

熱

熱

0℃の空気 -10℃の冷媒

媒体熱

熱

熱液

温度は上がる

熱

冷

気

圧縮すると熱のどうも体の冷媒

ここは「熱交換器」。
外の空気の熱を受け渡しする場所だよ。
ぞどう「熱交換器」で冷媒から空気に熱が渡されるよ。

室 内 の空 気 の 流 れ

詳しく見てみよう！

熱25℃

圧縮する
熱

出てくる熱が冷たいのは、熱が移動したからなのね。

熱

熱

応用編
0℃

-10℃

熱

膨張すると温度は下がる

熱

室外機

空気の熱でお湯を沸かすことができます。

熱-10℃膨張する※温 度はイメージとして示しています。実際の温 度は条 件により異なります。

5℃

より低温になった冷風

タンク

室外機

室外の空気

外の流れ

0℃

熱

空気の熱

ヒートポンプはお湯をつくる給湯器にも利用されています。

85℃
熱

0℃

水道からあったかくてきもちいい熱「エコキュート」

空気の熱でお 湯を沸かす

自然冷媒のCO 2を使っているので、熱

熱35℃

エコキュートは、エアコンよりも高い温度の熱をつくることができる

熱交換 器

熱

※室温設定20℃の場合38〜43℃

冷 房の場合

ヒートポンプ 徹 底解明！

室内の空気の熱を外に運んで部屋を冷やすまでの流れヒートポンプのしくみを詳しく見てみよう！

熱室 内 の空 気 の 流 れ

熱

冷房のときは、

熱暖房と反対の動きを

熱「熱交換器」で空気から冷媒に熱が渡されるよ。

28℃

どう
ぞもどう

熱するのね。

熱

5℃の冷媒 28℃の空気

15℃

熱
熱

熱

エアコン

熱交換 器

熱
熱

「電力」

冷35℃の空気 65℃の冷媒の体23℃

液温度は上がる

熱

冷

圧縮すると媒の体

どうぞもどうみんなは、ヒートポンプのしくみをしっかり理解できたかな？

媒

熱

気暖められた熱は「熱交換器」で外の空気に渡されるよ。

熱※室温設定28℃の場合圧縮する
熱

室内の空気を外に運んでいるのね！

熱

熱

まとめ

※室温設定28℃の場合

熱

65℃

50℃
熱

熱

熱

膨張すると

熱

温度は下がる

熱

室外機

熱

5℃

1 ヒートポンプは熱の性質を上手に活用している。
ヒートポンプは温度の高いところと2 低いところをつくり、必要な熱を取り出している。

熱交換 器

ヒートポンプは空気の熱で冷暖房をしたり、40℃膨張する

外の空気の流れ35℃※温 度はイメージとして示しています。実際の温 度は条 件により異なります。

3 お湯を沸かすことができる。
ヒートポンプは、空気の熱を利用して冷暖房や給湯ができるから、とっても効率が良く、省エネなんだよ！

ヒートポンプについて、もっと知ろう。
WEB講座ではくわしく説明しているよ！

ヒートポンプ WEB講座

環境にやさしい

身近なところにあるヒートポンプとっても省エネルギー

ヒートポンプは空調や給 湯だけではなく、ヒートポンプは、空気などの自然エネルギーを「集めて」熱エネルギーを冷蔵・冷凍 庫、洗濯機の乾 燥 機能 ※などさまざまなものに使われています。

得ることができるため、大 切なエネルギーを有効に使えます。

実は、わたしたちの生活に身近なエコ技術なのです。

CO 2 排出量も大幅に削減できるから、環 境にもやさしいんです。

もあっちにも空気の熱を使うヒートポンプはこっちに「エアコン」や、「 エコキュート」など

効 率 よく熱 を つくれ るか ら

電気の消費 量は約1/7

省 エ ネだ か ら 環 境 にもや さしい

家 庭のCO 2 排出量を大幅に削減※16＝約4,700万t

約4% に相当！

日本のCO 2総排出量の熱 熱 熱エアコン

エコキュート

冷蔵庫

洗濯乾燥機

温水床暖 房※ヒートポンプ 式 乾燥 機能を有するもの

いろいろな施設でも大 活躍

1熱 熱 熱熱熱熱7熱 熱 熱 熱電気

9,947万t-CO2

1+ 6 =7

昨 今ヒートポンプ は 進 化しており、より高 効 率 な 製 品もどんどん 登 場しています。
今後は、商業施設や産業施設などでも、さらなる普及と拡大が 期待されています。

現状

日本 で 販 売されている最 新 のヒートポンプエアコンは、1の電気エネルギーで 7 の熱エネルギーを生み出すことができます。高効率なので電気の消費量は約1/7 。とっ※1※1 電気ヒーターと比較した場合※2 日本で販売されている最新のヒートポンプエアコンの場合（2020年度

病院

ホテル

ヒートポンプの活躍の場は、ますます広がっているんだよ！

商業 施設

工場

身 のまわりにある

熱 空 気 の 熱エネル ギー

太陽光や風力と同じ、「再生可能エネルギー」
だから、とってもクリーンでエコ！
2 0 0 9 年 8月に施 行され た「エネル ギー 供 給構造高度化法」において、ヒートポンプが利用する“ 空 気 の 熱”が 再生可 能 エネル ギーと定義されました。これは、空気の熱が、太陽光や風力と同じ自然のエネルギーであることを意味しています。石油などに代わるクリーンでエコなエネルギーとして、世界 ＊から注目されています。
＊EU（欧州連合）では2009年4月に成立した｢再生可能エネルギーの推進に関する指令」の中で、ヒートポンプが利用する”空気熱等”が 再生可能エネルギーと定義されています。

全てのヒートポンプの場合

一般財団法人 ヒートポンプ・蓄熱センター試算）！
しか もオフィスビル

5,247
万t-CO2

家 庭の空調・給 湯で 使 用されている燃 焼系機器をヒートポンプ機器にかえると、約4,700万ｔものＣＯ2削減が可能になります。

※2ても省エネです。

約50%削減家庭から排出される年間CO 2熱熱熱熱熱熱熱熱

熱

エアコン熱熱熱熱熱

エコキュート※ 再生可 能 エネル ギーとは、太 陽 光、風 力その 他 非 化 石エネル ギー源（空 気 熱、水力、地熱、太陽熱、バイオマス等）のうち、永続的に利用することができるもの