ビルトインエアコンと天井カセット式エアコンの違いと仕組み

業務用エアコンにはさまざまな種類があり、用途に適したエアコンを設置する必要があります。

今回は、業務用エアコンのなかでも特に広く使われているビルトインエアコンと天井カセット式エアコンの特徴や業務用エアコンの仕組み、家庭用エアコンとの違いについて解説します。

ビルトインエアコンとは

ビルトインエアコンはエアコン本体を天井のなかに埋め込み、本体から離れた場所にダクトを使って吹き出し口をつなぐタイプです。
吹き出し口は自由度が高く部屋の任意の場所に設置し、吸い込み口は本体のほぼ真下の天井面に設置する仕組みです。

1室内ユニットあたり吹き出し口は2～4か所設置できるため分散空調が可能です。
ビルトインエアコンのダクトで設置できる吹き出し口は室内ユニットから1か所10mまでとなります。

天井カセット式エアコンとは

天井カセット式エアコンは天井埋込式のタイプで、業務用エアコンとしては最も広く使われているエアコンです。

天井カセット式をビルトインエアコンと呼んでいる場合もありますが、ビルトインエアコンは上記でご紹介した通り、本体が天井内に隠れており、吹き出し口だけを設置する仕組みです。

一方、天井カセット式は本体が室内から見えているのが特徴です。

天井カセット式には吹き出し口が4方向のタイプと2方向のタイプがあり、4方向は業務用エアコン全体の7割以上を占める最もポピュラーなエアコンです。

業務用エアコンの仕組み

業務用エアコンの構造

・圧縮機

冷媒ガスを流すポンプの役割をしており、コンプレッサとも呼ばれます。
冷房の際には室内熱交換器から室外熱交換器へ冷媒ガスを圧縮して送る仕組みになっています。
暖房のときはその逆方向に冷媒ガスを圧縮し、断熱圧縮により冷媒ガスの圧力と温度を上昇させ、このエネルギーを有効活用して空気を温めます。

・四方弁

四方弁は圧縮機の吸入、吐出、室内熱交換器、室外熱交換器の4方向への流れを制御するための部材です。
圧縮機から送られる冷媒ガスの流れを切り替え、エアコンに冷房、暖房両方の機能を持たせます。

・膨張弁

膨張弁は高温高圧の冷媒を低温低圧に変えるためのパーツです。
熱交換器と繋がっており、冷媒を膨張弁内の狭い道を通過させ、冷媒の密度を下げる「断熱膨張」を行います。
断熱膨張により冷媒の圧力と温度を下げる仕組みです。

・熱交換器（放熱）

エアコンには室内機と室外機に熱交換器があり、冷房時には室外機の熱交換器が、暖房時には室内機の熱交換器が放熱の役割を果たします。

冷媒ガスは圧縮機で高温高圧になり四方弁を通って熱交換器に入ってきます。
そして放熱により冷媒ガスが液体に変化します。
暖房時には熱交換器で温められた空気がファンによって室内に吹き出されます。

・熱交換器（吸熱）

膨張弁から送られてきた低温低圧の冷媒は熱交換器で周囲の空気から熱を奪って温度が上がります。
冷やされた空気はファンによって室内に吹き出されます。

冷媒は熱エネルギーによって液体から気体に変化し、気体となった冷媒は四方弁に送り出されます。

・冷媒ガス

エアコンの機能になくてはならないのが冷媒ガスです。
冷媒ガスには代替フロンが広く使われており、従来使用されていたフロンガスの「R22」は環境保護のため、現在では使用されていません。

代替フロンは安全性が高くオゾン層を破壊しないことが知られています。
一方で温室効果などの問題が残っています。

・埋込ダクト

ダクトはビルトインエアコンで必要な部材で、天井内のビルトインエアコン本体と吹き出し口、吸い込み口を繋ぎます。
ダクトを通して室内の空気の吸い込みを行い、ビルトインエアコンが空気を冷やしたり温めたりして、ダクトを通して吹き出します。

業務用エアコンの冷暖房の仕組み

業務用エアコンの冷暖房はヒートポンプ技術の仕組みを使って空気を冷やしたり温めたりします。

ヒートポンプ技術では、室内機と室外機を繋いだパイプ内に冷媒を循環させます。
冷媒は圧縮機や四方弁、膨張弁、室外熱交換器を通り、液体と気体の状態変化を交互に繰り返し、空気を冷やしたり温めたりします。

冷房と暖房の切り替えをするには冷媒の流れを逆方向にします。

業務用エアコンと家庭用エアコンとの違い

出力と馬力

業務用エアコンと家庭用エアコンの最も大きな違いは出力と電源です。

家庭用ルームエアコンの冷房能力は最大でも5kW程度の製品が一般的ですが、業務用エアコンは150kW近い冷房能力を持つものまで存在します。

そのため、業務用エアコンは電源を取る方式が家庭用エアコンとは異なり動力用の三相200Vを使用します。
これは一般用の単相100V、200Vに比べて基本料金が高い一方で、使用量料金は安くなります。
つまり、業務用エアコンは広い空間を長時間運転するのに適した仕組みになっているのです。

室外機の数

業務用エアコンには複数の室内機を同時に使うオフィスビルなどに適した「ビル用マルチエアコン」というタイプがあります。

家庭用エアコンは1つの室内機に対して1つの室外機が必要ですが、ビル用マルチエアコンは複数の室内機に対して1つの室外機で対応でき、メンテナンスの利便性や見た目に優れています。

冷房能力による選び方の違い

ルームエアコンは部屋の広さ（畳数）でエアコンを選ぶのが一般的ですが、業務用エアコンは部屋の大きさだけでは決められません。

業務用エアコンの冷房能力を決めるのはエアコンにかかる熱負荷です。

一般家庭では、室内の人の出入りは少なく、家電や調理による排熱もそれほど大きくありませんが、業務用では室内に大勢の人の出入りが激しい場合や厨房からの排熱が大きい場合、部屋の広さが同じでも必要な能力が変わります。

そのため、業務用エアコンは設置する空間の広さだけでなく、運転時間やエアコンにかかる熱負荷まで考慮して選定する必要があります。

用途に合わせてエアコンのタイプを選ぶ

ビルトインエアコンや天井カセット式エアコンの特徴や業務用エアコンの仕組み、家庭用エアコンとの違いについて解説しました。

業務用エアコンは部屋の用途に合わせてエアコンのタイプや能力を選ぶ必要があります。

エアコン選びの際はエアコン業者に相談して、オフィスや店舗に最適なエアコンを選ぶのがおすすめです。