ヒートポンプとエアコンの違いと仕組み|建築事業者が知るべき空調設備の選び方

ヒートポンプとエアコンの違い

ヒートポンプとエアコンの基本的な関係性

ヒートポンプとエアコンは、よく混同される用語ですが、実際には異なる概念を指しています。ヒートポンプは「熱を移動させる技術」の名称であり、エアコンは「その技術を搭載した空調機器」を意味します。つまり、ヒートポンプはエアコンの核心技術であり、エアコンはヒートポンプを応用した製品なのです。
参考）ヒートポンプとエアコンって違うんですか？ - 教えて！住まい…
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建築業界においては、冷暖房両方の機能を持つ空調機を「ヒートポンプエアコン」と呼び、冷房専用機は厳密には「クーラー」として区別されます。現在の業務用空調では、ヒートポンプ技術を採用した「空冷ヒートポンプパッケージ方式」が主流となっており、中規模建築物に適した効率的なシステムとして広く導入されています。
参考）http://www.st39.net/yokuwakaru-chigai/z0008.html
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冷暖房の切り替えは、ヒートポンプ内部の冷媒の流れる方向を変更することで実現されます。暖房時には室外から熱を吸収して室内に放出し、冷房時には室内の熱を外部に排出する仕組みです。この双方向の熱移動機能こそが、ヒートポンプ技術の最大の特徴といえます。
参考）ヒートポンプとは？仕組みや構造をわかりやすく解説
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ヒートポンプの仕組みと原理

ヒートポンプは、圧縮機・凝縮器・膨張弁・蒸発器という4つの主要部品と、それらを結ぶ配管から構成されています。この配管内を冷媒が循環し、熱の移動を実現する仕組みです。冷媒は圧縮すると高温・高圧になり、膨張させると低温・低圧になるという性質を持っています。
参考）ヒートポンプの原理
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暖房運転時の流れを具体的に説明すると、まず蒸発器で外気から熱を吸収した冷媒が気体となり、圧縮機で高温・高圧のガスに圧縮されます。次に凝縮器で熱を放出して液体に戻り、膨張弁で減圧されて再び蒸発器に戻るサイクルを繰り返します。この際、消費される電力は圧縮機の駆動にのみ使用され、熱源としては利用されません。​
0℃の外気でもマイナス10℃の空気と比較すれば10℃の温度差があり、この温度差から熱を取り出すことが可能です。そのため、寒冷地でもヒートポンプによる暖房が実現できます。この「熱は高温側から低温側へ移動する」という自然の性質を巧みに利用した技術がヒートポンプの本質です。​

ヒートポンプのエネルギー効率とCOP

ヒートポンプの性能を示す指標として、COP（成績係数：Coefficient of Performance）が用いられます。COPは消費電力に対して生み出される熱量または冷熱量の比率を表し、数値が大きいほど省エネ性能が優れていることを意味します。電気ヒーターのCOPは最大でも1.0ですが、ヒートポンプでは通常3〜6の値を示します。
参考）省エネ・省コストに優れたヒートポンプ
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具体的な例として、室外から5の熱を取り出して室内に6の熱を供給する場合、消費電力は圧縮機の1のみであるため、COPは6.0となります。冷暖同時利用が可能なシステムではCOPが9に達するケースもあり、極めて高い効率性を実現しています。この高効率性が、ヒートポンプがランニングコストを大幅に削減できる最大の理由です。
参考）COPとは？｜Q href="https://www.miuraz.co.jp/product/thermoelectric/qa/03.html" target="_blank">https://www.miuraz.co.jp/product/thermoelectric/qa/03.htmlamp; A｜熱電ソリューション｜製品情報｜製品…
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建築設備における空冷ヒートポンプの実測データでは、COP3以上の性能が確認されており、従来の電気暖房と比較して約3倍のエネルギー効率を達成しています。ただし、COPは外気温度や設定温度、運転条件によって変動するため、設計段階で運用条件を十分に考慮する必要があります。
参考）https://journals.vilniustech.lt/index.php/JEELM/article/download/20771/12109
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GHPとEHPの違いとエアコン選定

業務用空調には、圧縮機の駆動源によって大きく2種類のヒートポンプシステムが存在します。EHP（Electric Heat Pump）は電気モーターで圧縮機を駆動し、GHP（Gas engine driven Heat Pump）はガスエンジンで圧縮機を駆動します。冷凍サイクル自体は同等ですが、エネルギー源の違いが各システムの特性を決定します。
参考）https://www.yanmar.com/jp/energy/knowledge/energy_issues/case_21.html
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GHPはガスエンジンの排熱を暖房時に有効利用できるため、暖房の立ち上がりが早く、寒冷地での暖房能力に優れています。一方、EHPは一般家庭のエアコンでも広く使用されており、ガスを使用しないためメンテナンスの手間とコストを抑えやすいという利点があります。建築事業者は、建物の用途・規模・使用条件に応じて最適なシステムを選定する必要があります。
参考）ガスヒートポンプ（GHP）とは｜ガスヒートポンプ（GHP）エ…
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中規模建築物では、室ごとに使用状況が異なる場合が多く、空冷ヒートポンプパッケージ方式（EHP）が合理的な選択となります。部屋単位で冷暖房を制御でき、エネルギー管理やゾーニングを明確にできるためです。一方、大規模施設や暖房負荷が大きい建物では、GHPの採用も検討する価値があります。
参考）【一級建築士】空冷ヒートポンプパッケージとは - まると建築…
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ヒートポンプの環境性能と冷媒の種類

ヒートポンプは燃焼を伴わないため、運転時のCO2排出を大幅に抑制できる環境に優しい技術です。再生可能エネルギーである空気中の熱を活用し、消費電力の3〜6倍の熱エネルギーを生み出すため、温暖化対策に極めて有効なシステムとして注目されています。地中熱や井水などの未利用熱を利用するヒートポンプも開発されており、更なる効率向上が期待されています。
参考）ヒートポンプとは？ 節約に優れた省エネ方式のメカニズムを解説…
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冷媒に関しては、オゾン層保護と地球温暖化防止の観点から、技術革新が進んでいます。現在主流のHFC冷媒（R410Aなど）は、オゾン層を破壊しないものの地球温暖化係数（GWP）が高いという課題があります。そのため、GWPが低いR32冷媒や、自然冷媒であるCO2、アンモニアへの移行が進められています。
参考）ヒートポンプ - 環境技術解説｜環境展望台：国立環境研究所 …
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建築事業者が空調設備を選定する際には、冷媒の環境性能も重要な判断基準となります。R32は従来のR410Aと比較してGWPが約3分の1であり、熱効率も優れているため、新規導入では積極的に採用されています。自然冷媒は環境負荷が最も小さいものの、可燃性や高圧運転などの技術的課題があり、用途に応じた慎重な選定が求められます。
参考）冷媒ガスの種類を一覧で紹介
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建築事業における空調設備の選定ポイント

建築プロジェクトで空調設備を選定する際には、初期コストとランニングコストのバランスを総合的に評価することが重要です。ヒートポンプ式エアコンは、電気ヒーターやガス暖房と比較して高い運転効率を持つため、長期的な省エネ効果とコスト削減が期待できます。ただし、設備投資の回収には通常数年を要するため、建物の使用期間や運用計画を考慮した経済性評価が必須です。
参考）ヒートポンプのメリットとデメリット｜熱源機のしくみ｜THEA…
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空冷ヒートポンプパッケージ方式は、中規模建築物において多くの利点を持ちます。設置コストが比較的低く抑えられ、メンテナンス性にも優れており、室単位での個別制御が可能なため、部分負荷運転による省エネ効果も高くなります。庁舎・オフィスビル・商業施設など、室ごとに使用時間や人数が異なる建物では特に有効なシステムです。
参考）【令和７年庁舎】今更聞けない「空調設備の基礎」空冷HPパッケ…
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設置場所の選定も重要な検討事項です。室外機は風通しが良く直射日光を避ける場所に設置する必要があり、騒音対策として近隣への配慮も欠かせません。また、外気温が低下すると暖房能力が低下する特性があるため、寒冷地では補助暖房の併用やGHPの採用を検討する必要があります。定期的なフィルター清掃や冷媒チェックなどのメンテナンス計画も、長期的な性能維持に不可欠です。
参考）https://dergipark.org.tr/en/download/article-file/2908806
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参考：ダイキン工業株式会社「ヒートポンプの仕組み」では、ヒートポンプの詳細な動作原理と技術解説が提供されています。

https://www.daikin.co.jp/air/technology/our-technology/heatpump/mechanism
参考：一般社団法人日本冷凍空調工業会「ガスヒートポンプ（GHP）とは」では、GHPの特徴と電気式ヒートポンプとの比較が詳しく解説されています。

ガスヒートポンプ（GHP）とは｜ガスヒートポンプ（GHP）エ…