空調機・冷機 耳より話~省エネ・不具合対策~

エアコン・冷凍機が冷えない(効きが悪い)原因7選とその対策

業務用空調機(エアコン)・冷機向け外付け熱交換器『BigCon』業務用空調機(エアコン)・冷機向け外付け熱交換器『BigCon』
本コラムは業務用空調機(主にパッケージエアコン)、業務用冷凍機・冷蔵機(コンデンシングユニットと呼ばれる室外機が存在するもの)を対象として執筆しております。ビルマルやチラーについても空冷式であれば概ね対象となりますが、ホームエアコンは想定しておりませんのでご了承ください。
目次

1. 空調機(エアコン)・冷凍機が冷えない原因

1-1. 基本事項の確認

 空調機(エアコン)や冷凍機の冷えが悪いとお悩みの事業者様が増えています。
 これは夏場の気温が上昇し、空調機や冷凍機にとって過酷な環境になっていることが背景としてありますが、直接の原因は様々です

 さらに夏季であっても気温の穏やかな日は運転に問題ないことも多く、解決の難しさ(原因の特定)に拍車を掛けています。


 本コラムでは“冷えない”の原因を7種類ご紹介した上で、各原因の解説や当てはまる際の傾向、対策法までご紹介します。
 本コラムは原因を断定、解決を保障するものではありませんが、今後の参考となれば幸いです。

 なお本コラムはホームエアコンを想定して執筆してはおりませんが、一部参考にはなると思います。

1-2. “冷えない”原因7種

 早速ですが、“冷えない”の原因を7種類ご紹介します。

①室内機・室外機の汚れ
②冷媒量の不足
③室外機周辺の高温
④室外機の排熱の再吸入
⑤室内機への過負荷
⑥能力不足
⑦圧縮機やセンサーの劣化



 それぞれ2章~8章にてご説明しています。
 明らかに無関係、関心の無いものもあると思いますが、後の章には前の章でご説明した内容を前提としている部分もあるため、ひととおり目を通していただくことをお勧めいたします

2. 【原因①】室内機・室外機の汚れ

2-1. 【解説】室内機が冷風を出せない/冷媒が熱を放出できない

 最初は室内機・室外機の汚れです。導入以来一度もクリーニングをしていない現場は珍しくありません。
 どうしても汚れは軽視しがちですが、これが重度となると話が変わってきます。

 空調機・冷凍機では、室内機と室外機の間を冷媒が循環しています
 冷房運転・冷凍冷蔵運転においては室内機内で冷媒が熱を受け取り、室外機内で熱を放出します。これにより熱が奪われる室内機内から冷たい風が吹き出し、冷媒は室内機で再度熱を受け取れるようになっています。


 この熱のやり取りは熱交換器という部品の中で行なわれます。
 熱交換器は折り畳まれた配管と放熱フィンで構成されており、熱交換器の名の通り、内部と外部の熱を交換します。つまり温度の高い方から低い方へと熱が移動します。

 室内機内の熱交換器(蒸発器)では内部を通過する冷媒よりも外部の室内機内の空気の方が温度が高いため、室内機内の空気が冷やされています。
 もし室内機内のフィルターが酷く汚れていると、室内機はせっかく冷やした風を外に送り出せません


 また室外機は周囲の空気を室外機内へと取り込んでいます。室外機が周囲の空気を取り込む位置は決まっており(吸込口)、そこには同様に熱交換器(凝縮器、コンデンサー)が備わっています。
 熱交換器の放熱フィンの間を通過し室外機内へと取り込まれる空気よりも、熱交換器配管内を通過する冷媒の方が温度が高いため、冷媒は熱を放出し冷やされ、逆に室外機内へと入る空気は熱を受け取り温められます。

 室外機内にはもう一箇所空気の通り道があり(吹出口)、その裏にはファンが備わっています。運転中はここから室外機内の空気を外部へ排出しています。
 排出する分、室外機内には(吸込口より)空気が取り込まれます。このため放熱フィンの間を通過する空気は絶えず新鮮(熱を受け取っていない)となり、継続的な熱の放出が可能となっています。

 もし空気を取り込む場所(吸込口)や空気を排出する場所(吹出口)が汚れていると、熱の放出は進まなくなります
 (吹出口が過度に汚れることはありませんが、吹出口の前にモノを置き塞いでいるケースは珍しくないためお止めください)


 以上が、原因の解説となります。軽度の状態であれば体感的な効きの悪さはないと思いますが、余分な消費電力は発生していますので、軽視されないことをお勧めいたします。

2-2. 【傾向】室内機から異音がする/室外機が見た目に汚れている

 (業務用の)室内機の内部は容易に見られないため、汚れの程度が分かりにくくなっています。
 一つの目安として、送風の音がうるさいようであれば要注意ですし、通常の室内環境であれば2~3年クリーニングしていなければ(油の使用や喫煙環境であれば3ヶ月~半年)汚れていると考えてください。

 室外機の場合、黒い網のような部分(熱交換器=コンデンサー)に白い粉が付いている、土ぼこりが付着していることがよくあります。

2-3. 【対策】サービス会社にクリーニングを依頼する

 本ケースは故障ではありませんので、クリーニングにより解決可能です。
 ただし業務用エアコンでは往々にして室内機が高所にあるため、自前でのクリーニングは危険です。室外機の熱交換器もデリケートな部品です。

 ご自身で対応しようとせず、外部の業者に依頼されてください。もちろん有料ですが、必要経費です。

室内機のクリーニング

 またクリーニングはクリーニング専門業者ではなく、空調全般のサービスを担う業者にご依頼されることをお勧めします。
 潜在的なトラブルを抱えていた際に発見、対応してもらえるためです。
{参考:『空調・換気設備|株式会社エスディ・メンテナンス』

3. 【原因②】冷媒量の不足

3-1. 【解説】機器が本気を出せない

 原因①と双璧をなすポピュラーな原因が冷媒不足になります。

 2-1章でお話ししたように、室内機と室外機の間は冷媒が循環しています。
 いわば冷媒は熱の運び屋ですが、冷媒が足りないときは当然熱を十分に運べません

 「30℃くらいまでは問題ないが35℃になると冷えない」などのお悩みが多いですが、少量の冷媒不足の場合、より活発に冷やさなければならない猛暑時に初めてその影響が現れます
 (大量の冷媒不足の場合、気温問わず冷えないか運転が停止します)


 ではなぜ冷媒不足が起こるかですが、一つには冷媒漏れがあります。老朽化による配管などからの漏れ、工事の際の漏れです。

 もう一つは充填量のミスです。つまり元々足りなかったという意味です。
 こちらの場合施工不良ではないかと立腹されるかと思いますが、冷媒も安価ではなく、(後述しますが)多ければ良いわけではないため実際には難しい判断となります。

3-2. 【傾向】設備の老朽化/室外機と室内機の距離が遠い/室外機の位置より室内機の位置が高いなど

 冷媒漏れの代表例は設備の老朽化です。施工から10年以上経つ場合は冷媒の配管が傷んできていてもおかしくはありません。

 もし室外機周辺以外の場所、配管などに霜の付着が見られた際は、そこから漏れている可能性があります。
 (逆に設置から間もない場合は施工不良の可能性があります)


 充填量のミスでは、室外機と室内機の距離が遠いケースが圧倒的です。本来一定距離(30mなど)を超える場合、冷媒の追加チャージが必要です。
 この追加チャージは量が決まっていますが、それに満たない、もしくは追加チャージをしていない可能性があります。

 そのほか室外機の位置より室内機の位置が高い、冷媒配管に直射日光が当たる(構造的に温まりやすい)場合も追加チャージすべきケースに当てはまることがあります。


 なお複数の室内機と一台の室外機の組み合わせの場合、“冷えない”症状は同室外機の全室内機に影響しますので、そこもご確認ください。

3-3. 【対策】修理を依頼する/冷媒追加チャージを依頼する

 冷媒漏れの場合は歴とした故障になるため、施工を担当された工事会社やメーカーに連絡されてください。
 冷媒漏れと断定することは専門家が現場を確認してからですが、施工不良であれば無料で修理するはずです。

 設備の老朽化による冷媒漏れの場合は有料となり、なおかつ漏洩箇所の特定に難儀することがあります。
 仮に漏洩箇所が特定出来たとしても何時また同じことが起きるか分からないような場合は、一式の更新も選択肢となります。


 充填量のミスも同じく施工を担当された工事会社やメーカーに連絡されてください。
 いきなり「冷媒追加チャージしてください」と伝えるよりも現象を説明された上で、冷媒不足ではないかと話された方がスムーズかと思います。

 ただし冷媒追加チャージにはデメリットもあります
 費用があまり安価では無く(量に拠りますが数万円~)、今後修理の際に少々面倒になり(ポンプダウンができなくなる可能性)、何より高圧カットを起こしやすくなる点が厄介です。

 少量であれば通常は問題ありませんが、この後の「原因③室外機周辺の高温」「原因④室外機の排熱の再吸入」「原因⑤室内機への過負荷」に該当する場合は既に高圧カットを起こしやすい状態となるため、そちらの対策も合わせて実施されることをお勧めします

4. 【原因③】室外機周囲の高温

4-1. 【解説】室外機が冷媒の熱を十分放出できない

 本章から始まる「原因③室外機周辺の高温」「原因④室外機の排熱の再吸入」「原因⑤室内機への過負荷」はいずれも高圧カット(高圧圧力異常)と呼ばれる異常停止が背景にあります。

 高圧とは室外機から室内機へと送られる冷媒に対する圧力のことで、実は室外機と室内機の間を循環している冷媒には圧力が掛けられています。この高圧によって機器は冷媒の熱の運搬能力を制御しています

 高温の際は室外機での熱の放出が進みづらくなり、室内機から運ばれる熱も大量となりますが、高圧を上げて冷媒の熱の運搬能力を高めることにより、真夏も快適な冷房運転が実現しています。
 しかしこの高圧には設備安全上の上限があり、一定以上上がると機器は緊急停止します。これが高圧カットの仕組みです。(詳細は下記をご覧下さい)

{参考:『夏場は要注意!空調機・冷機の高圧カット対策4選 -空調機・冷機 耳より話|株式会社SHOTEC』

 高圧カット寸前となると、機器はインバーター機能によりその運転を緩めて対応する場合があります。(近年の空調機は全てインバーター機能が付いています)
 その際は運転が停止せず、室内機よりぬるい空気を吹き出すことになります。


 最初にご紹介する原因③室外機周辺の高温とは、「外気温以上に室外機周辺が暑い状況」を意図しています。
 2章でお話ししたように室内機で熱を受け取った冷媒は室外機で熱を放出する必要がありますが、室外機の周囲が高温の際は内部と外部の温度差が小さくなるため、冷媒の熱の放出が進まなくなります。

4-2. 【傾向】直射日光/コンクリート

 経験則ですが、単なる気温の上昇と原因③室外機周辺の高温は異なります。「室外機に直射日光が当たる」「地面がコンクリート(照り返し)」のような状況の際に本ケースを疑ってください。

 室外機吸込口(黒い網の部分)が明らかに他の場所より暑いと感じる場合、原因③か原因④に当てはまります。

4-3. 【対策】散水装置/外付け熱交換器

 まず原因③④⑤の対策は概ね共通していること、そしていずれも故障でないため修理で対応できないことをご理解ください。
 その上で解決の方針は「室外機での冷媒の放熱を手伝ってあげること」になります。これは室外機にオプション機材を追加することで実現可能です。

 このオプション機材は2種類有ります。
 最も有名なものは散水装置(室外機への散水)です。散水により室外機の吸込口にある熱交換器(コンデンサー)を冷やすことで、内部を通過する冷媒も冷やされます。

 手動で散水をすることも可能ですが管理が大変なため、散水装置の導入が一般的です。
 散水装置の導入コストは比較的安価ですが、排水処理・水道料金・熱交換器(コンデンサー)のフィンの劣化が課題となります。またそもそも水を使用できない現場も少なくありません。


 もう一つの対策法は外付け熱交換器になります。
 こちらも「室外機での冷媒の放熱を手伝ってあげること」が目的なのは変わりませんが、室外機備え付けの熱交換器(コンデンサー)では足りないと考え、外部に追加するという発想の製品です。
 (室外機の外に熱交換器を追加するため「外付け」熱交換器です)

 散水装置より初期費用は高額となりますが、ランニングコストは一切掛かりません。
 また排水がなく、スペースも取らないため、あらゆる現場でご使用いただけます

 この散水装置と外付け熱交換器については下記にまとめておりますので、そちらをご覧ください。
{参考:『空調機(エアコン)室外機への導入なら?「散水装置」VS「外付け熱交換器」-空調機・冷機 耳より話|株式会社SHOTEC』

5. 【原因④】室外機の排熱の再吸入

5-1. 【解説】室外機が冷媒の熱を十分放出できない

 原因③と似ていますが、自身または隣接する他の室外機の排熱が影響しているケースです。これを特にショートサーキットと呼びます。

 原因③よりも高温になりやすく(40℃~50℃)、解決の難易度が上がります。

5-2. 【傾向】吹出口からの風の流れの先に吸込口がある/室外機周辺の風通しが悪い

 ショートサーキットかどうかの判断は、ショートサーキットが疑われる室外機の吸込温度(吸込口の温度)と外気温を比較することで推測可能です。
 吸込温度が外気温に対して明らかに高い場合(例えば8℃以上など)、ショートサーキットを疑います。

 そのほか室外機周辺の環境からも判断可能です。
 室外機の向きや周囲の建造物によって吹出口から放出された排熱がそのまま吸込口に飛び込むケース、室外機周辺の風通しが悪く放出された排熱が溜まるケースはショートサーキットと見なして良いと考えます。

5-3. 【対策】散水装置/外付け熱交換器/送風機/風のコントロール

 基本的には4-3章で紹介した対策でも解決自体は可能です。
 ただし散水の場合、蒸発した水蒸気により更に熱気が溜まるため、散水の時間が通常よりも長くなります。(コスト大)

 完全な密室となっている現場であれば、送風機(+ダクト)が役に立つこともあります。滞留する排熱を押し出すイメージです。
 こちらは比較的安価ですが、適応ケースが限定的かつギャンブル色もあります。

 外付け熱交換器は安定しますが、50℃環境となると風のコントロールも必要です。
 吹出口を囲う、逆に吸込口を囲うなどの方法があります。

{参考:『業務用空調機・冷機向け外付け熱交換器「BigCon」|株式会社SHOTEC』

6. 【原因⑤】室内機への過負荷

6-1. 【解説】常に室外機がフル稼働を迫られる

 原因⑥室内機への過負荷とは、室内機から戻る冷媒が継続して大量の熱を抱えていることを指します。
 冷房を点けた当初などは冷媒が大量の熱を抱え戻っても問題ありませんが、これが続いてしまうと室外機での熱の放出が追いつかなくなります。

 本ケースでは室内に大きな熱源があります。確認しておきましょう。

6-2. 【傾向】大型の機器/冷却目的/外気の侵入/多人数

 室内に熱源があるケースは様々ですが、大きな熱源となると「大型の機器」「冷却目的」「外気の侵入」「多人数」が挙げられます。
 
 大型の機器の中には熱を発するものが少なくありません。また工場ではその室内自体が製品を冷ますための部屋ということもあります。

 気付きづらいものとしては、夏場の外気の侵入は室内機にとって大ダメージです。
 また人間の呼吸も熱源となります。特に複雑な動作では呼吸も活発となります。

6-3. 【対策】散水装置/外付け熱交換器

 こちらも4-3章で紹介した対策である、散水装置か外付け熱交換器が選択肢となります。
 室内の熱源を減らす工夫ができるのであればそちらでも可能ですが、難しいケースがほとんどではないかと考えます。

 そのため冷媒が室内機で大量に熱を受け取ったとしても、室外機での熱の放出を支援することでカバーします。
 ただし散水装置の場合、散水量は多くなる傾向にあります。(コスト大)

7. 【原因⑥】能力不足

7-1. 【解説】温度上昇に対し機器の性能が負けている

 冷媒充填量のミスとどちらか判断の難しいものが、機器の能力不足です。
 能力不足の場合も 「30℃くらいまでは問題ないが35℃になると冷えない」ということが起こります。

 冷媒追加チャージで改善はしますが、今度は室外機・室内機に問題が無かったとしても高圧カットを起こしやすくなります。(冷媒の適量範囲が狭い、もしくはない)

 ただし「~畳用」と指定されたものを正しく選んでいたり、販売業者の調査の上に購入した機器であれば、多少の能力不足は見られたとしても大きな問題となることはほぼありません。

7-2. 【傾向】(初手では特定困難)

 本ケースに該当するかどうかを室内機・室外機の動作傾向から判断しようとするならば、何か対策を取った上での反応を見なければなりません。
 もし能力不足の疑いがあるのならば、対象機の冷房能力・冷凍能力と室内を比較した方が簡単です。

7-3. 【対策】更新ほか

 本ケースの一番の対策は機器を更新することですが、すぐは難しいケースもあると考えます。
 その場合はこれまでご紹介した対策を合わせて行なう(冷媒追加+散水/外付け熱交換器など)ことで、大抵は延命可能です。

8. 【原因⑦】圧縮機やセンサーの劣化

8-1. 【解説】正常に運転できなくなる

 最後は故障に近い話ですが、圧縮機やセンサーが劣化した際も冷えなくなる場合があります。

 圧縮機は冷媒の圧縮を担っているため、圧縮機が劣化すると高圧が上がらなくなります。
 その際は高温のときに冷えが悪くなります。

 センサーは室内機と室外機に備わっており、機器の状態を監視しています。
 例えば室内が設定温度よりも高い状態なのに、センサーが故障し正しい室内温度を機器に伝えなければ、同じく冷えは悪くなります。

8-2. 【傾向】室外機から異音(圧縮機)/等しく“冷えない”(センサー)

 いずれも古い設備にて起こりがちですが、2,3年程度でも起こることもあります。(稀ですが)

 圧縮機の場合は室外機から異音がすることがあります。
 センサーの場合は気温に関係なく冷えなくなるため、それは大きな特徴となります。

 どちらにせよ本ケースを疑う場合、一度専門家に見て貰うべきと考えます。

9. まとめ

9-1. あくまで参考として

 以上7つの原因別に発生理由とその対策をご紹介しました。
 この“冷えない”問題は難しく、サービスマンに見ていただいても診断を誤る場合も有るため、参考として活用いただけますと幸いです。

 なお繰り返しとなりますが現場を確認しておりませんので、原因を断定、解決をお約束するものではありませんのでご了承ください。


 長くなりましたがご覧いただきありがとうございました。ご不明な点などございましたら、お問い合わせフォームよりご連絡をお願いいたします

空調設備・冷凍冷蔵設備に関するお悩み、お聞かせください