エアコンの仕組みと内部構造！冷房・暖房や室外機の故障トラブルについても解説

エアコンは空気の熱を交換することで機能する

まずは、エアコンの仕組みについて解説していきます。

エアコンは、エアコン本体（室内機）と室外機の二つがセットで初めて機能します。
この二つの機器はパイプによってつながっており、その中には、冷媒というガスが巡回しています。 冷媒は空気の熱だけを吸収し、エアコン本体や室外機に内蔵された熱交換器によって吸収した熱を放出するというエアコンに必要な役割を持ちます。

下の図は冷房運転しているときの冷媒や熱の動きを表したものです。室内の熱を吸収した際、冷媒がその熱を室外機まで運び、室内の熱を追いだした後、次の室内の熱を運ぶためパイプを通って室内に戻っていくのがわかります。

エアコンの風は冷房の場合は室内、暖房の場合は外気から熱を吸収します。それを「コンプレッサー」という室外機にある圧縮機で高温にし、熱交換機から放出しています。

これにより、熱を奪われた風が冷風となり、熱の少ない冷気は温風になります。

エアコン一台で冷房と暖房の両方で使用できるのは、冷媒や熱交換器、コンプレッサーなどさまざまなパーツがあるからなんですね。

上の図では、冷房運転のときの温度変化の様子を表しています。

エアコンは室内から約30℃の熱を吸収したのち、室外機の熱交換機から熱を放出しやすくするために圧縮機によって80℃の高温に変えています。外気にでた熱は60℃の熱風となり、残った熱は圧力弁によって温度が低下し、再度室内機の熱交換器に向かいます。（暖房の場合は逆の巡回をおこないます）

エアコンの仕組み上、起こりやすい問題

エアコンの仕組みはご理解いただけたでしょうか？

エアコンは以上のような仕組みで、室内に冷風や温風を送っています。 ですが、エアコンの仕組み上、「起こりやすい問題」というのがいくつかあるのです。

エアコンの問題は自身の力で解決できるものから、業者が必須になるものまでがあるので、まずは下記の状況に該当するかどうか、可能な限り確認してみましょう。

①冷媒がないと熱交換できないので冷えない/暖まらない

冷媒がガス欠などの原因で少なくなる、または冷媒がなくなると、空気の熱を吸収する物質がなくなります。すると、エアコンを起動しても部屋を冷やしたり暖めたりすることができなくなります。

ガス欠を見分ける方法は様々ですが、自身でも確認できる簡単な方法が二つあるのでチェックしてみてください。

エアコン本体内部のフィルターを取り外し、鉄製のギザギザの部品「熱交換器」に霜がついているかどうかを確認します。この時、熱交換器に霜がついている場合はエアコン本体からガス漏れを起こしている可能性が高く、室外機の細いパイプに霜がついている場合は室外機からガス漏れを起こしている可能性が高いです。

どちらのガス漏れも、運転して約20分ほどで霜が付きはじめるので、その際は専門の業者に依頼しましょう。ガス欠はほとんどがエアコン設置時の施工ミスが原因の場合が多いので、施工した業者に頼めば無料で修理してもらえることが多いです。

②ドレンホースが詰まるとドレンパンの水が排水されないので本体から水が滴る

エアコンの室内機から発生するドレンパンの水は、本来ドレンホースという室外へ伸びた専用のホースを通じて流れていきます。しかし、その水とともにエアコンが吸い込んだ部屋のホコリや汚れなど、エアコンが空気の入れ替えの際に吸い込んだものも一緒に流れていきます。

それらの汚れがドレンホース内で溜まってしまい、詰まりを起こすことがあります。汚れの詰まりによって水の流れがせき止められ、エアコンの本体まで逆流してしまい、水漏れを起こすのです。

室内機の水漏れは、詰まりの原因であるよごれを取り除くことで解決します。
掃除機などを使って自身で取り除くことが可能ですが、作業は自己責任でお願いします。自身がない場合は業者に依頼してください。

③室外機が異常に熱を発すると、システム保護のために停止する

エアコンの室外機が一定以上の熱を持ちはじめると、エアコンと室外機のシステムを守るために保護回路が自動的に機能を停止することがあります。夏場によく起こるトラブルです。

たとえば、室外機にカバーをかける、まわりに多くの物が置かれたりしていると、室外機が新鮮な外気の風を吸い込んで室内の空気の熱を放出することができなくなります。そのため、室外機が異常を感知してエラー停止します。

原因として考えられるのは、室外機周辺に風の流れを悪くするものが置かれていることです。このような場合に停止してしまったときは、室外機のまわりのものを一定距離（約30㎝ほど）まで離し、風通しを良くすることで改善される場合があります。

もし、本体のランプが点灯するなどのエラーが出てしまい、エアコンも室外機も完全に停止してしまった場合、リモコンで一度エアコンの運転を切り、再度運転を開始する。またはエアコンのコンセントを一度抜いた後、再度差し込んでみてください。

④暖房運転中に無風状態になる

夏場と対照的に、冬場に起こるエアコンの問題もあります。 エアコンの暖房は、室外機の熱交換器（アルミフィンのこと）を氷点下まで冷やすことで室内機から温風を出す仕組みとなっています。

ですが、外の天気が雨や雪など湿度が多いような条件で暖房運転を続けていると、室外機の熱交換器に霜や氷がついてしまいます。エアコンの暖房の場合は、室外機の配管内部を流れる冷媒ガスの作用によってアルミフィン部の温度は０℃以下にまで低くなっているため、フィンに付着した水分はそのまま凍ってしまいます。

それが長時間続くと、室外機のアルミフィン全体が氷で覆われてしまうという状況になってしまいます。このようなメカニズムで室外機に霜がついてしまうと、暖房能力が落ち、エアコンから温風を出すことができなくなってきます。

この症状を防ぐための方法がほぼすべてのエアコンに備わっており、その機能が「霜取り運転」と呼ばれるものです。

霜取り運転は室外機についてしまった霜や氷を溶かすための機能で、一旦室内の暖房を停止します。
この時の室内へ送るエアコンの風は、微風または停止になるため、温風はでません。室外機もコンプレッサーの動く音はしますが、ファンが停止していることが多いです。

霜取り運転が終了するのは、運転を始めてから約10分ほどであり、終了する頃には霜が溶けて液状化し、室外機から水が出てきます。
この処理が終了すれば、普段通りエアコンを使用できるようになります。

稀に、暖房を開始する段階で室外機に霜がついたままになっている場合、先に霜取り運転をおこなってから暖房が開始される場合もあります。

⑤熱交換器に汚れ・ほこりがたまると、エアコンの効きが悪く、異臭がする

エアコンは室内の空気を吸い込み、風として吹き出すという仕組みで成り立っています。

室内の空気を吸い込んだ際に、一緒に目に見えない細かい塵なども吸い込んでいます。

エアコンの中に入った塵はフィルターで一度せき止められますが、さらに細かい塵はフィルターのわずかな網目を通り抜けます。この細かい塵はエアコンの中にとどまり、やがて、時間の経過とともに汚れの集団になります。そして汚れの集団がエアコンの熱交換器にたまることになります。

熱交換器に塵や汚れがたまってしまうと、エアコンを運転した際に、風と一緒にほこりや目に見えない細かい汚れのかけらも吹き出し口から放出することになるのです。すると、エアコンの風の送風が悪くなるうえ、異臭を放つ風を送ることになります。

室内機のフィルターや熱交換器の正面外部は自身でも清掃することが可能です。しかし、エアコンの裏側、熱交換器の内部の清掃をする場合は高い専門知識を要します。エアコンの内部清掃をおこなう場合は、業者に依頼することをおすすめいたします。

即“故障”と判断せずに…

我が家に一台は設置されているエアコン。そんなエアコンが日常で使用しているのと違う動作をしたり、運転自体ができない状態になったら、まず“故障”と疑ってしまう方も少なくありません。

ですが、部品の劣化や故障が原因のものとは異なり、ホコリや汚れの詰まり、室外機の配慮など、自身のエアコンの取り扱いによって起こる、エアコンの構造上による不具合の可能性もあります。

いずれも故障という段階というわけではありませんが、不具合があるままエアコンを運転し続けていると、エアコンが動作しない、部品が壊れるなど本当の意味でエアコンが故障することになりかねません。ホコリや汚れを含んだ風の放出によって、自身や周りの人の体調も悪くしてしまう恐れもあります。

エアコンの故障を防ぐ一種の“予防”だと思い、まずは室内機フィルターや熱交換器の外部の掃除をする、室外機に置いてあるものを離すなど、自身ができることを可能なだけおこなってみてください。
掃除しても改善しない、あるいは上記の不具合が当てはまらない場合はほかの原因があるか、すでにどこかの箇所が故障している可能性が高いので、遠慮なさらず業者にお電話ください。

また、エアコンの清掃業者もいるので、単純にエアコン本体や室外機の内部、その他の箇所をきれいにしてもらうことも可能です。一見お金の無駄使いと思われがちですが、自身で掃除するよりも外側も内側も確実にきれいになるうえ、エアコン故障の予防にもつながります。

DENKI110では、エアコン修理や交換、冷媒ガス充填、クリーニングなどに対応しております。お困りの際はぜひお気軽にお問い合わせください。

参考サイト：DENKI110