建築環境工学・建築設備工学入門 ＜基礎編＞ 熱の移動の原理＜ヒートポンプの基本＞

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1 建築環境工学・建築設備工学入門 ＜基礎編＞ 1-4-3 熱の移動の原理＜ヒートポンプの基本＞
［Last Update 2012/02/29］ 建築環境工学・建築設備工学入門 ＜基礎編＞ 1-4-3 熱の移動の原理＜ヒートポンプの基本＞ 1-4-3　熱の移動の原理＜ヒートポンプの基本＞

2 2つの、非常に基本的な物理現象を利用しているだけ
ヒートポンプが熱を移動させる原理は？ 暖房時 ヒートポンプは、熱をくみ上げ、移動させる装置。 その原理は、非常に基本的な物理現象を利用しているにすぎない。 2つの、非常に基本的な物理現象を利用しているだけ

3 気体を圧縮させると、温度はどうなる？ 浮き輪にポンプで空気を入れていく 基本原理 その１ 基本原理 「１：圧力変化による温度の変化」
　気体を圧縮させると、温度はどうなる？ 浮き輪にポンプで空気を入れていく 基本原理　「１：圧力変化による温度の変化」 気体を圧縮させると温度はどうなるか？　浮き輪にポンプで空気を入れて温度を測る実験。

4 浮き輪の中の圧力が上がり、気体が圧縮されていく
基本原理 その１ 　気体を圧縮させると、温度はどうなる？ 浮き輪にポンプで空気を入れていく 基本原理　「１：圧力変化による温度の変化」 実画像　浮き輪がふくらんでいく。＝気体が圧縮されている。 浮き輪の中の圧力が上がり、気体が圧縮されていく

5 気体を圧縮させると、温度はどうなる？ 気体を圧縮させると、温度が上がっていく サーモカメラ画像 基本原理 その１
　気体を圧縮させると、温度はどうなる？ 気体を圧縮させると、温度が上がっていく サーモカメラ画像 基本原理　「１：圧力変化による温度の変化」 サーモカメラ画像　浮き輪がふくらんでいく＝気体が圧縮されていく、と同時に、温度が上がっていく。

6 浮き輪が破裂！ 空気が漏れて圧力が下がると・・
基本原理 その１ 　気体が膨張すると、温度はどうなる？ 浮き輪が破裂！　空気が漏れて圧力が下がると・・ パンッ！ 基本原理　「１：圧力変化による温度の変化」 気体の膨張の例、浮き輪が破裂して、中の空気が漏れていく（圧力が下がる）とどうなるか？

7 浮き輪が破裂！ 空気が漏れて圧力が下がると・・ 気体が膨張するのと同じ状態。温度が下がっていく。
基本原理 その１ 　気体が膨張すると、温度はどうなる？ 浮き輪が破裂！　空気が漏れて圧力が下がると・・ サーモカメラ画像 基本原理　「１：圧力変化による温度の変化」 サーモ画像。浮き輪が破裂し、中の空気が漏れていく（圧力が下がる）にしたがい、温度が下がっていくのがわかる。 気体が膨張するのと同じ状態。温度が下がっていく。

8 気体の圧縮・膨張と、温度の関係 これが、まず第１の基本原理
その１ 　気体の圧縮・膨張と、温度の関係 気体は 圧縮すると温度が上がる 膨張すると温度が下がる 基本原理　「１：圧力変化による温度の変化」 気体の圧縮・膨張と、温度の関係。 気体は、圧縮すると温度が上がる。気体は、膨張すると温度が下がる。 これが、まず第１の基本原理

9 熱は、どんなときに移動する？ 冷たい 冷たい 氷と氷を、銅板を介して接触させる 基本原理 その２ 基本原理 「２：温度差による熱移動」
基本原理　「２：温度差による熱移動」 氷と氷を接触させる。熱伝導率の高い銅板を使用。

10 熱は、どんなときに移動する？ 0℃ 0℃ 冷たい 冷たい 氷と氷を、銅板を介して接触させる は移動しない サーモカメラ画像 基本原理 その２
基本原理　「２：温度差による熱移動」 サーモカメラ画像。動きがない。＝熱が移動していない。 0℃ 0℃ 　は移動しない

11 熱は、どんなときに移動する？ 冷たい 熱い 氷と熱いお茶を、銅板を介して接触させる 基本原理 その２ 基本原理 「２：温度差による熱移動」
　　氷と熱いお茶を、銅板を介して接触させる 冷たい 熱い 基本原理　「２：温度差による熱移動」 氷と熱いお茶を、銅板を介して接触させる。

12 熱は、どんなときに移動する？ 0℃ 50℃ 冷たい 熱い 氷と熱いお茶を、銅板を介して接触させる が移動する サーモカメラ画像 基本原理
その２ 熱は、どんなときに移動する？ 　　氷と熱いお茶を、銅板を介して接触させる サーモカメラ画像 冷たい 熱い 基本原理　「２：温度差による熱移動」 サーモカメラ画像。温度の高い方から低い方へ、熱が移動している。 0℃ 50℃ 　が移動する

13 氷と、アイスクリームを接触させた場合は？
基本原理 その２ 熱は、どんなときに移動する？ 　　氷と、アイスクリームを接触させた場合は？ 冷たい 冷たい 基本原理　「２：温度差による熱移動」 氷と、アイスクリームを接触させた場合は？　どちらも冷たいもの同士。

14 氷と、アイスクリームを接触させた場合は？
基本原理 その２ 熱は、どんなときに移動する？ 　　氷と、アイスクリームを接触させた場合は？ サーモカメラ画像 冷たい 冷たい 基本原理　「２：温度差による熱移動」 氷と、アイスクリームを接触、どちらも冷たいもの同士。より温度の低い方へ熱が移動する。 0℃ -20℃ 　が移動する

15 温度差のあるものが接触すれば熱は移動 これが、第２の基本原理 0℃ 0℃ 0℃ 50℃ 0℃ -20℃ 基本原理 その２
基本原理　「２：温度差による熱移動」 熱の移動に必要なのは「温度差」。 温度差のあるものが接触すれば熱は移動する。 0℃ 50℃ 0℃ -20℃ これが、第２の基本原理

16 ヒートポンプの、２つの基本原理 気体を圧縮すると、温度が上がる。 膨張させると、温度が下がる。 温度差のあるものが接触すれば 熱は移動する。
その１ 温度差のあるものが接触すれば 熱は移動する。 基本原理 その２ ヒートポンプの、２つの基本原理。 １：気体を圧縮すると、温度が上がる。膨張させると、温度が下がる。 ２：温度差のあるものが接触すれば熱は移動する。 ヒートポンプはこの２つの基本原理を組み合わせて熱をくみ上げ、移動させている。 この２つの基本原理を組み合わせて 熱をくみ上げ、移動させている。

17 ２つの基本原理の組み合わせ 同じ温度の気体が接触している場合 ヒートポンプの、２つの基本原理の組み合わせ。 氷―氷　と同じ 　は移動しない

18 ２つの基本原理の組み合わせ 片方の気体を圧縮すると・・ が移動する 温度が上がる 氷←茶 と同じ １：圧力変化による温度の変化
ヒートポンプの、２つの基本原理の組み合わせ。 実際にも、冷媒を圧縮させて温度を上げている。 温度が上がる １：圧力変化による温度の変化 氷←茶　と同じ 　が移動する ２：温度差による熱移動

19 ２つの基本原理の組み合わせ 片方の気体を膨張させると・・ が移動する 温度が下がる 氷→アイス と同じ １：圧力変化による温度の変化
ヒートポンプの、２つの基本原理の組み合わせ。 実際にも、冷媒を膨張させてさせて温度を下げている。 温度が下がる １：圧力変化による温度の変化 氷→アイス　と同じ 　が移動する ２：温度差による熱移動

20 ２つの基本原理の組み合わせ ヒートポンプはこの原理を使って 熱をくみ上げ、移動させている。 １：圧力変化による温度の変化
２：温度差による熱移動 以上がヒートポンプが熱を運ぶ基本的な原理。 ヒートポンプはこの原理を使って 熱をくみ上げ、移動させている。

21 発　行 社団法人　空気調和・衛生工学会 （SHASE: The Society of Heating, Air Conditioning and Sanitary Engineers of Japan）