クーラーが無くても涼しく過ごせる服「ペルチェ効果」を使った冷却ベスト
電源をONにすると、大型ファンが稼働し、体全体が涼しくなる「冷却ベスト」はご存知だと思います。
その冷却ベストにペルチェ効果を応用した冷却ベストがあります。
ペルチェ効果を一言で言うと、「電流を流すと熱を吸い取る金属の特性」の事です。
ペルチェ効果を使う事によるメリットが3つあります。
・装置を小型できる
・省電力で長時間稼働
・環境に優しい材質
ここでは、ペルチェ効果を使った冷却ベストのメリットについて説明します。
更に、他の種類の冷却ベストとの比較した結果や、ペルチェ効果の特徴、ペルチェ効果を応用した製品について説明します。
■ペルチェ効果による冷却ベストの3つのメリットとは？
・装置を小型できる
冷却装置と言えば、水やフロンガスで空気を冷す装置が一般的で、かなり大掛かりなものになります。
一方、ペルチェ式は、熱を吸い取る金属の板と電源だけの簡素な構造のため、サイズを小さく出来ます。
構造が簡素であれば、使用する部品も少なくなり、軽量で故障も起こりにくくなります。
・省電力で長時間稼働
水やフロンガスを使った冷却装置の場合、水を循環させたり、フロンガスを液体化させるため、消費電力が高くなります。
一方、ペルチェ式の場合、プレートに電気を流すだけなので、消費電力は少なくて済みます。
消費電力が少ない分、長時間稼働できます。
・環境に優しい
ペルチェ式は、フロンガスを使う事なく冷却できるので、環境に優しい冷却方式と言えます。
また、電力の消費も少ないので、この点に置いても環境に優しいと言えます。
以上、ペルチェ効果による3つのメリットを説明しました。
ここで、冷却ベストの違いを比べてみたいと思います。
ペルチェ式ベストを販売しているサンコー株式会社の水冷式の冷却ベストと比較しました。
・対象商品
> ペルチェベスト「冷蔵服」
> 水冷クールベストLite
・冷却方式
> ペルチェ式 冷却プレート＋大型ファン
> 水冷式 氷＋水をポンプで循環
ペルチェ式は、背中の冷却プレートが冷たくなりますが、冷気を大型ファンでベスト内に送ることで、ベスト内全体が冷える構造になっています。
水冷式は、リュックの中入れた氷と水を、ポンプでベスト内を循環するしくみとなっています。
手間を考えると、ペルチェ式の方が圧倒的に手軽だと言えます。
・重量
> ペルチェ式 約660g
> 水冷式 約760g
水冷式が100g重たいですが、体感的には殆ど分からないレベルだと思います。
・動作音
> ペルチェ式 ファン動作音52db
> 水冷式 ポンプ動作音45db
以外にも、ペルチェ式の方が動作音が高いことが分かりました。
ファンの動作音は案外無視出来ないようです。
・外気温との差
> ペルチェ式 -15℃（冷却プレート部）
> 水冷式 -10℃
ペルチェ式の方が -5℃低くなります。
5℃の差はかなり大きいと思います。
・連続稼働時間(バッテリー 1,000mAh使用時)
> ペルチェ式 最長 約5.5時間
> 水冷式 最長 約1.5時間
ペルチェ式の方が、4時間も長く間稼働することが分かりました。
水冷式は、使っていると水が熱を帯びてしまうため、氷と水を入れ直す必要があります。
その点、ペルチェ式はバッテリーが続く限り、冷却し続ける事が出来ます。
この差は非常に大きいと思います。
冷却方式、外気温との差、連続稼働時間の差を比較すると、ペルチェ式の優位性がご理解頂けると思います。
■なぜ冷たくなるの？ペルチェ効果の原理を説明
ここで、ペルチェ効果の原理について簡単に説明します。
「ペルチェ効果」は、1843年フランスの学者ペルチェが発見したものです。
ペルチェ効果とは、異なる金属をくっつけて電気を流すと、一方に熱が流れていく現象のことです。
電気を熱に変換する現象で、「熱電変換」とも言います。
熱が異動するので、金属の片面は温度が下がりますが、片面は温度が高くなります。
ペルチェ式ベストの場合、ベスト内のプレートが-15℃になりますが、反対側は+15℃になります。
外気温が25℃の場合、ベストの内側は 10℃、ベストの外側は40℃になり、熱くて触れません。
そのため、ベストの外側のプレートを冷やすため、大型ファンを使用しています。
このように、ペルチェ式の製品には、熱くなった面を冷やす機構が備わっています。
ここで、ペルチェ効果を応用した製品について、ご説明します。
・電子部品の冷却装置
コンピューターに詳しい方にはお馴染みの「ペルチェ素子」も、ペルチェ効果を応用した製品です。
CPUの冷却ファンなどに利用されています。
・冷蔵庫
ペルチェ式冷蔵庫は、従来型の冷蔵庫とくらべ、コンプレッサーが無いため、収納容積が増え、音も静かです。
ただ、小型のものしか無いため、使用用途は限定されます。
・ネッククーラー
様々な種類の製品が発売されています。
首の接触面のプレートが取り付けられていて、急速に首を冷やしてくれます。
・エアコン／扇風機／除湿器
ペルチェ式を採用したエアコン、扇風機、除湿器が販売されていますが、いずれも小型で、従来製品と置き換える程の機能を持ったものはまだ無いようです。
■まとめ
ペルチェ効果を使った冷却ベストのメリット、ペルチェ効果の説明、ペルチェ効果を応用した製品について説明してきました。
ペルチェ効果を使った製品は、コンピューター部品以外にも様々な製品に応用されています。
新たに発売された「ペルチェ式ベスト」を皮切りに、まったく新しい製品が誕生するかもしれません。
180年近く前に発見された法則がどこまで広がるか、今後が楽しみです。
