光冷暖システムの紹介

光冷暖システムの紹介
光冷暖システムの紹介

熱の伝わり方は、「伝導」「対流」「放射(輻射:ふくしゃ)」の3種類

私たちの暮らす日本には、四季が訪れます。四季の訪れは、暮らしに潤いと刺激を与えてくれます。太陽から届く熱が多い季節が「夏」。陽が沈むのが早く、太陽から届く熱が少ない季節が「冬」です。そして「夏」と「冬」の間に「春」と「秋」が訪れ、季節は巡るのです。それでは、太陽からの熱は、どのようにして地球上に届いているのでしょうか。熱の伝わり方は、「伝導」「対流」「放射(輻射)」の3種類です。小学校4年生の理科で「伝導」と「対流」について学びました。「放射(輻射)」については、少し難しいため、中学3年生の理科で「伝導」「対流」と併せて学んでいます。

伝導

フライパンのような金属板を熱すると、熱が順に伝わり、全体に熱が伝わります。熱が触れ合った物質の中を直接伝わっていく熱の伝わり方が、熱の「伝導」です。金属のような固体の場合には、熱は「伝導」によって伝わります。

対流

お風呂の水を加熱すると、温められた水は軽くなり、上に移動します。このように、温度の高い方から低い方へと水や空気などが循環して熱が伝わる現象が、熱の「対流」です。部屋の空気を冷暖房するエアコンも、熱の「対流」によって室内の温度を調整するしくみです。

お風呂が沸いた時に、上の方のお湯の温度が高く、下の方の温度が低くなっています。このことでも分かるように、水温や室温を均一に保つことは、実は難しいことなのです。部屋をエアコンで冷房した時に足元が冷えたり、暖房した時に顔が熱くなってしまったりするのはこのためです。

放射(輻射)

囲炉裏に近づくと、顔や手が暖かく感じます。このように、囲炉裏の炎や鉄ビンから出ている赤外線が、電磁波として顔や手に伝わる現象が、熱の「放射(輻射)」です。電磁波というと、体に良くないイメージがありますが、実は、私たちは毎日、太陽から放出されている電磁波を受けて生活をしています。電波・赤外線・可視光線・紫外線・エックス線・ガンマ線、これらはすべて電磁波の仲間です。電磁波は、何もない真空の空間でも伝わる性質を持っています。

熱の「放射(輻射)」の場合、相手方が電磁波を吸収することによって、熱が伝わります。たき火や電気ストーブは、直接触れなくても、手を近づけるだけで温かく感じますが、これは「放射」の身近な例と言えます。表面温度などを調べることができるサーモグラフィーは、この「放射」を利用して、発生している電磁波の波長から表面温度を測定をしています。

エアコンは対流で熱を伝える だから風が気になる

21世紀の始めを生きる私たちの暮らしの中で、冷暖房といえば、エアコンが主流です。エアコンは、空気を勢いよく送り出すことで、室内の空気をかくはんします。機械的に熱の「対流」を発生させることで、部屋を冷暖房する仕組みです。
エアコンから送り出された風を嫌う方は多く見受けられます。冬場は、乾燥している空気をさらに乾燥させてしまうため、人が生活することが難しい室内空間になります。また、過度な乾燥は、インフルエンザや風邪を助長する要因でもあるのです。

エアコンは1930年に発明され、1950年代に国産ルームクーラーが登場しました。エアコンは冷媒としてフロンガスを使います。60年代中頃からは、家庭にも普及したため、大量のフロンガスが使われるようになりました。

1974年にローランド博士によるオゾン層破壊という現象についての論文が発表されました。オゾンの層破壊は、フロンガスがその大きな原因となっていたため、フロンの生産規制が急激に進みました。代替フロンが開発されたため、オゾン層の破壊率は20分の1程に下がりましたが、完全食い止められたとはいえない状態が現状です。

太陽の熱が伝わる仕組み

私たちが暮らす地球は、太陽から程よい距離にあるおかげで、私たち人類を含む生命体が暮らすのに、ちょうどよい気候に保たれています。
太陽の半径は地球の約109倍、質量は地球の約33万倍です。表面温度は約5500℃という超高温です。
太陽からは、可視光線のほか、赤外線や紫外線のような電磁波が「太陽光」という形で発生しています。太陽と地球は1億5000万kmも離れているにも係わらず、「太陽光」は「放射(輻射)」により地球まで届いています。
太陽と地球の間の宇宙空間は、真空になっているため、「伝導」と「対流」は起こりません。一方、「放射(輻射)」は、真空の宇宙空間でも熱を伝導することが可能なのです。
放射の場合、物体に当たった時に初めてその電磁波を吸収するという点が特徴です。太陽と地球の間にある、真空の宇宙空間が太陽光で暖まらないのはこのためです。


太陽の光が当たると暖かく感じる理由

太陽の光が当たると、私たちはなぜ暖かく感じるのでしょう。太陽光の成分は、そのおよそ半分が赤外線、残りは可視光線とわずかな紫外線です。赤外線が物質に当たると、その物質を構成する分子が刺激されて激しく振動します。人体の場合も同様に、太陽光の赤外線が体に当たると、体を構成している分子が振動します。すると、その振動によって熱が発生するため暖かく感じるのです。

輻射冷暖房

輻射冷暖房は、空気を使わずに、身体を冷やしたり暖めたりすることができます。それは、太陽光と同じように、目に見えない赤外線によって熱が発生する現象です。輻射冷暖房の赤外線が、皮膚や皮下脂肪・水分に到達し、熱を伝えます。

輻射冷暖房はエアコンと違い、直接、温風や冷風を出しません。ラジエータの内部に、冷房時には7~10℃の少し冷たい水が流れ、暖房時には32℃~35℃の低温のお湯が流れます。ラジエータのパネルに触れると、冷房時は少し冷たく感じ、暖房時は少し暖かく感じます。音もなく、臭いも出しません。冷暖房器のイメージが根本から覆される画期的な仕組みです。

輻射冷暖房の場合は、室内の空気が動かないため、その空気は、断熱材としての役割を果たしています。実に、興味深いことです。


光冷暖システム

光冷暖システムは、ラジエータの表面に特殊セラミック加工をおこなっています。そのラジエータの表面から、光エネルギーを放出することで、体感温度をコントロールし、快適な空間をキープしています。

エアコンのように、送風によって空気を冷やしたり、暖めたりする冷暖房ではありません。光冷暖は、エアコンの冷温風がもたらすさまざまな不快感を解決した、人にやさしい画期的な冷暖房システムです。

光冷暖のしくみ

光冷暖・博多ショールーム調べ 建物の構造・断熱・窓の種類・大きさ等の諸条件により異なります。

光冷暖システムは風が発生しない

光冷暖システムは、「風」が発生することがないため、冷風で体の一部が冷えたり、温風で顔がほてる等、エアコンの送風が当たる不快感から解放されます。 また、遠赤外線で暖める光冷暖は空気を汚さず、常にきれいな空気で過ごせます。 カビや菌、ホコリ、花粉等が舞い散ることがないため、アレルギーや、空気感染のリスクも低減することができます。

※同一室内環境を24時間維持した時に測定した風速の平均値。
エアコンの室内機、光冷暖ラジエータからそれぞれ1.5m離れた場所で測定。測定器「AM-101」


光冷暖システムと従来エアコンとの違い

  エアコン 光冷暖
冷風・熱風 ある ナシ
室温のムラ ある ほとんどナシ
ほこり 風で舞う ほとんどナシ
機械音 ややうるさい ほとんどナシ
消費電力
CO2 ×

光冷暖システムのメリット

健康

光冷暖システムは、風を使わない冷暖房システムなので、エアコンのような風が当たりすぎで感じる身体のだるさがほとんどありません。暑い・寒いといった部屋ごとの温度ムラが少なく、家全体を適度な室内環境に調節できます。

快適

エアコンのような送風がないため、冷風で体の一部が冷えたり、温風で顔がほてる等、風が直接当たる不快感から解放されます。また、運転音がなく静かなので、静粛な室内空間を作り出すことができます。

清潔

風が生じないので、カビや菌、ほこり、花粉などは舞い上がることはなく、ウイルスや細菌の拡散リスクも低減することができます。

省エネ

エアコンと比較すると省エネ効果も高く、CO2の発生も抑えることができます。 電気消費量はエアコンのおよそ2分の1になります(同条件で比較した場合)。 ※建物の構造・断熱、窓の種類・大きさ等の諸条件により異なります。

※冬期・室内温度を20℃に設定
※九州工業大学 発表論文より抜粋

エコ

省エネで二酸化炭素排出量が少ないため、地球温暖化防止にも大きく貢献します。

光冷暖システムのメリット

光冷暖による暖房時の室温推移

光冷暖による冷房時の室温推移

※建物の構造・断熱、窓の種類・大きさ等の諸条件により異なります。
光冷暖システムは、家中の室温の温度差がほぼ均一となるような温熱環境を実現し、快適な空間をキープするので、お年寄りや高血圧の方にも非常に優しいシステムです。