冷凍機とは？建物を冷やす熱源の仕組みと種類を初心者にもやさしく図解
冷凍機ってなに？
写真：P199 / Public domain via Wikimedia Commons
冷凍機は、冷凍サイクルなどを使って「冷たい水（冷水）」をつくり出す機械です。ビルの空調では、この冷凍機でつくった冷水をポンプで空調機（AHU）やFCUへ送り、各部屋を冷やします。
👉 くわしく知りたい方はこちら冷凍サイクルとは？熱を運んで冷やす仕組みを初心者にもやさしく図解つまり冷凍機は、建物全体を冷やす“おおもと（心臓部）”にあたります。
📘 冷凍機とは？
冷媒を使って冷水をつくり建物を冷やす機械の総称。大きく圧縮式（電気でモーター駆動）と吸収式（熱で駆動）に分かれ、圧縮式はさらに往復動・スクロール・スクリュー・遠心の4種類があります。
まず大きく2タイプ：圧縮式と吸収式
🔧 🤔 “電気で動く”のと“熱で動く”の2系統がある
冷凍機はまず大きく2タイプに分かれます。圧縮式冷凍機は電気でモーターを回して冷媒を圧縮するタイプで、効率（COP）が高く、もっとも一般的です。
一方吸収式冷凍機はガスや排熱などの“熱”で動かすタイプで、電気をあまり使わないため、夏の電力ピークをずらしたい建物で使われます。
圧縮式冷凍機の種類（圧縮機で分かれる4タイプ）
圧縮式冷凍機は、心臓部の圧縮機（コンプレッサー）の方式で4種類に分かれます。どれも「低圧の冷媒ガスを吸い込み→圧縮して高温・高圧にし→吐き出す」のは同じですが、その“圧縮のしかた”と冷媒の動きがそれぞれ違います。
ここからは、圧縮機の4つの方式を1つずつ、冷媒の動き（青＝吸入／赤＝吐出）と特徴を見ていきましょう。
① 往復動（レシプロ）
圧縮のしかた：ピストンの上下動 ／ 向く容量：小〜中
⭕ メリット：構造が単純で安価。部分負荷に対応しやすい。
❌ デメリット：振動・騒音が出やすい。部品点数が多い。
② スクロール
圧縮のしかた：2枚の渦巻きのかみ合い ／ 向く容量：小〜中
⭕ メリット：低振動・低騒音で効率がよい。家庭用エアコンにも使われる。
❌ デメリット：大容量には向かない。
③ スクリュー
圧縮のしかた：2本のねじ（ロータ）の回転 ／ 向く容量：中〜大
⭕ メリット：連続的でなめらか。中〜大容量で信頼性が高い。
❌ デメリット：構造上やや高価。
④ 遠心（ターボ）
圧縮のしかた：羽根車（インペラ）の高速回転 ／ 向く容量：大〜超大
⭕ メリット：大容量で高効率。回転式で振動が少ない。
❌ デメリット：低負荷でサージングを起こす。小容量に不向き。
ざっくり「小さい機器はレシプロ・スクロール、大きい機器はスクリュー・ターボ」という流れをつかむのがコツです。
🔧 現場での使いどころ：電気をあまり使わない
吸収式は電気をほとんど使わず、ガスや工場の排熱で動かせるのが最大の利点です。そのため夏に電力使用がピークになるのを避けたい建物や、排熱（捨てる熱）を有効活用したい工場などで採用されます。
一方で、圧縮式に比べると大きく、起動に時間がかかるといった特徴もあります。
冷凍機まわりの関係（凝縮熱の処理）
🔧 現場での使いどころ：冷却塔・ポンプとセット
冷凍機は冷水をつくるとき、奪った熱を外へ捨てる必要があります。その熱を受け取って大気へ逃がすのが冷却塔（クーリングタワー）です。
また、つくった冷水を建物中へ循環させるのが冷水ポンプ。つまり冷凍機は「冷却塔・ポンプ・空調機」とワンセットで動いており、これらをまとめて熱源システムと呼びます。
試験で問われるポイント
- 冷凍機＝冷水をつくって建物を冷やす機械。空調の熱源（心臓部）。
- 圧縮式（電気・モーター駆動）と吸収式（熱・ガス駆動・電気少）に大別。
- 圧縮式は往復動（レシプロ）・スクロール・スクリュー・遠心（ターボ）の4種。小→大の順にレシプロ→ターボ。
- 遠心（ターボ）は大容量・高効率だが低負荷でサージング。吸収式は冷媒＝水・吸収液＝臭化リチウム。
冷凍機・圧縮機の種類・吸収式・サージングは冷凍空調分野の頻出テーマです。過去問で確認しましょう。
過去問解説（1級管工事）を見る →✅ この記事のまとめ
- 冷凍機＝冷水をつくって建物を冷やす“冷房の心臓部”。
- まず圧縮式（電気で駆動）と吸収式（熱で駆動）の2大タイプ。
- 圧縮式は圧縮機で往復動・スクロール・スクリュー・遠心（ターボ）の4種。小→大の順。
- ターボ（遠心）は大容量・高効率だが低負荷でサージングに注意。
- 吸収式は冷媒＝水・吸収液＝臭化リチウムで、電気をあまり使わない。
よくある質問（FAQ）
Q. 圧縮式と吸収式はどう違う？
A. 圧縮式は電気でモーターを回して冷媒を圧縮、吸収式はガスや排熱など“熱”で動かします。吸収式は電気をあまり使いません。
Q. 圧縮式の4種類はどう選ぶ？
A. 建物の規模で選びます。小さめはレシプロ・スクロール、中大はスクリュー、超大容量は遠心（ターボ）です。
Q. ターボ冷凍機と遠心圧縮機は同じ？
A. はい。羽根車の高速回転で圧縮する遠心圧縮機を使った冷凍機をターボ冷凍機と呼びます。大容量向きで、低負荷ではサージングに注意します。
Q. 吸収式の冷媒は何？
A. 一般に冷媒は水、吸収液は臭化リチウムです。水が蒸発するときに熱を奪う性質を利用して冷やします。
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