冷蔵庫の仕組み！ヒートポンプ技術と構造をスッキリ解説

こんにちは、たつおです。

突然ですが、冷蔵庫の仕組みってきちんと説明できますか？
我が家の小学生の子ども達から質問されて、お恥ずかしながらよく分からなかったので調べてみたんです

でも専門用語がいっぱいで、これまたわからない！

ポイントはこの2つなんですが、これがまたややこしいのです……

そこで、この２つの仕組みの中で、具体的に何が起こっているのかを詳しく調べてみました。そうすると、冷蔵庫が冷える仕組み全体が、すっきりと理解出来たんです！

概要までは分かっているけどなんか納得出来ない、そんな時には是非読んでみてください。きっと誰かに説明出来ちゃうくらい、スッキリするはずですよ！

それから、冷蔵庫の冷却方式は色々ありますが、ここでは一般的な家庭用冷蔵庫で主流の圧縮式、という仕組みについて解説しています。

冷蔵庫が冷える理由を解説

早速、冷蔵庫の仕組みを分解して説明していきます！
冒頭でも触れましたが、冷蔵庫は

の２つに分けると理解しやすいんです。
最初は、ヒートポンプの仕組みから説明していきます！

ヒートポンプというのは、技術の名前。熱媒体というものの働きで、熱を意図的に移動させる事で、冷やしたり、逆に熱したりする技術なんです。

冷蔵庫では、冷気を作るのが目的なので、熱媒体は冷媒(れいばい)と呼ばれています。

とはとはネット

これが冷蔵庫の一番重要な部分です。
冷媒の働きをなるべく分かりやすく説明していきますね。

冷媒は冷蔵庫の大事な要素なんですが、私はこれがそもそもよく分からなかった。
簡単に言うと冷媒って、液体と気体になるもの、なんですね。

この冷媒が、冷蔵庫の中の密閉されたパイプの中を、気体になったり液体になったりしながらぐるぐるグルグル回っているんです。

そして、冷媒は使い捨てません。
熱を回収したり捨てたりしながら、冷媒そのものは、サイクルを繰り返しているんです。

冷蔵庫とヒートポンプの説明でとにかくよく目にするのが、この気化熱という言葉。

冷蔵庫は気化熱を利用して冷やしています。

「熱で冷やすって、どういうこと！？」って思いませんか？
これは私なりの理解ですが、言葉を足してあげると分かってきます。

（液体が）気化（するために、周りのものから回収した)熱(の移動のこと)

を言っているんですね！

液体って、気体になるためには、沸騰か蒸発をしますよね。
この時に、火などの追加の熱が無ければ、液体に熱が回収されるだけ。

だから、元の場所や物からは、熱がどんどん少なくなって、冷える。
ということなんです。

液体は気体になろうとして、熱を回収しようとする。これがイメージ出来ると、冷蔵庫の冷媒のイメージがぐっと掴みやすくなります。

それで、疑問になってくるのは、これを冷蔵庫にどう活用しているのか？と言うこと。
構造のお話になってしまいますが、気化熱を利用して、冷媒に熱を回収される相手は

冷却器

と言う部品です。
冷蔵庫では、冷却器から熱を回収しまくって、霜が付くくらい冷やしているんですよ。

では、構造の話が出たところで、そちらの解説に移っていきましょう！

冷蔵庫の仕組みの大きな２つ目は、構造です。
どんな作りをしているから、冷蔵庫は冷えるのか？を説明していきますね。

参考　朝日新聞NIE

冷蔵庫には、４つの大事なパーツがあって、この中を冷媒が循環しています。

パーツの名称	冷媒の状態	機能
圧縮器	低温低圧ガス→高温高圧ガス	気体を圧縮する
凝縮器	高温高圧ガス→低温高圧液体	高温になった高圧ガスから放熱させて高圧の液体にする。
膨張弁	低温高圧液体→低温低圧液体	高圧の液体から圧力を抜く
冷却器・蒸発器	低温低圧液体→低温低圧ガス	気化熱を利用して冷やす！