熱の伝わり方は3つ｜伝導・対流・輻射について解説
熱の伝わり方には3つあるとご存知でしょうか？
私達の身近には、熱を伝えるさまざまな機器や物があります。
しかし、どの機器や物がどのような形で熱を伝えているか理解している方は少ないでしょう。
熱の伝わり方を知ることは、冷暖房機器を選ぶ上でも役に立ちます。
今回は熱の伝わり方を解説するので、暮らしに合った快適な冷暖房機器を選ぶために、ぜひ見てみてください。
熱移動は主に3つの方法で行われる
熱の移動方法は「伝導」「対流」「輻射」の3つで行われます。
それぞれをわかりやすくたとえるために、ガスコンロを想像してみてください。
ガスコンロに水の入った鍋を置き、火にかけたとき、水は鍋の熱を「伝導」して温まります。
そして、温かくなったお湯が「対流」によって移動し、冷たい水に熱を伝えます。
「輻射」は、ガスコンロで発生させた火の周りが温かくなることです。
さらに以下で「伝導」「対流」「輻射」について、解説します。
伝導
伝導は、物と物が接触したとき、接触面から熱が伝わることです。
熱の伝わりやすさは、以下のようになります。
- 固体
- 液体
- 気体
接触面から熱が伝わるので、直接的な熱の伝わり方と言えるでしょう。
伝導のメリットデメリット
伝導は、素早く熱を伝えるメリットがあります。
材質によって熱の伝わりやすさは異なるものの、他の伝え方よりも早いです。
ただし、接触面以外に熱が伝わりにくいデメリットもあります。
暖房機器の場合、ホットカーペットや湯たんぽなどですが、接触していなければ温かくなりません。
伝導の主な冷暖房機器
- ホットカーペット
- 湯たんぽ
- 床暖房
対流
対流は、温められた気体や液体が移動して、他の物質に熱を伝えることです。
具体的には、熱を加えられた液体や気体が膨張し軽くなり、上へ移動します。
すると、冷たい部分が下降し、入れ替わるようにしながら熱を移動させていくのです。
たとえば、お風呂がわかりやすい例になります。
沸いたお風呂に入ったら、上だけ熱かったという経験はないでしょうか。
これは、温まったお湯が上へ移動し、冷たい水が下降しているためです。
対流を利用した冷暖房機器では、エアコンがわかりやすいでしょう。
エアコンは、空気を対流させて部屋を温めたり冷やしたりしています。
対流のメリットデメリット
対流のメリットは、広範囲に熱を与えられること。
空気や液体全体、広範囲に熱を与えられるかつ、比較的スピードも早いことが大きなメリットです。
たとえばエアコンの場合であれば、比較的速いスピードで部屋全体が暖かくなったり涼しくなったりします。
しかし、温かい空気は上昇し、冷たい空気は下降するため、上と下で温度差が出てしまい、調節するのが難しいです。
もう一点、エアコンのデメリットとしては、風が起きてしまうこと。
風が起きることにより、部屋のホコリが舞ってしまうため、クリーンな環境を保ちにくいです。
対流の主な冷暖房機器
- ファンヒーター
- ストーブ
- エアコン
輻射（放射）
輻射とは、熱をもった物体が赤外線によって輻射（放射）されることです。
わかりやすい例として、たき火や太陽をイメージしてください。
たき火や太陽は、人に直接熱を与える伝導でもなければ、周りの気温が暖かくなる対流でもありません。
それぞれから輻射される遠赤外線が空間を伝わり、物体に当たることで熱が発生しているのです。
一番自然に近い伝わり方と言えるでしょう。
また、夜になって涼しくなるのは、昼間温められた熱が空に上がり、地表の熱を奪っていくためで、これを「放射冷却」「冷放射」と言います。
輻射のメリットデメリット
輻射のメリットは、熱の伝わり方が自然い近い部分です。
じんわりゆっくり熱を加えるため、温めすぎず冷やし過ぎない、快適な空間を作れます。
また、冷暖房機器においては、風や稼働音がないので、小さなストレスを感じることはありません。
ただし、他と比べて熱を伝えるスピードはゆるやかです。
ゆるやかであることはメリットでもありますが、冷暖房機器としては、物足りないと感じる方もいるかもしれません。
輻射の主な冷暖房機器
- パネルヒーター
- オイルヒーター
- カーボンヒーター
- こたつ
輻射式の暖房機器に関しては、以下の記事でも解説しておりますので、参考にしてください。
冷暖房機器はどの熱の伝わり方から選ぶべきか
熱の伝わり方は3つありますが、どれが一番優れているとは言えません。
それぞれにメリットもデメリットもあります。
また、シチュエーションによってもどの冷暖房機器を選ぶか異なってくるでしょう。
それぞれを比較すると、以下のようになります。
| 熱の伝わり方 | 熱の伝わる速度 | 音 | 風 | 主なシチュエーション |
| 伝導 | 早い | 小さい | 無 | 局所的に温めたい |
| 対流 | 早い | 大きいほどではないが気になるレベル | 有 | すぐに温めたい |
| 輻射 | ゆるやか | 小さい | 無 | 暖かい空間を持続させたい |
たとえば、お子さまが外から「寒い」と言って帰宅したときには、伝導や対流式の暖房が良いですし、夜静かに眠るときは輻射式が良いと言えます。
健康面から選ぶなら輻射がおすすめ
健康面を重視するなら、輻射式をおすすめします。
輻射式が健康に良い理由は、以下の2つです。
- クリーンな環境
- 急激な温度変化が生じない
輻射式は無風なので、直接肌に風が当たりません。
風が直接当たると乾燥肌の原因となるほか、暑いと感じてしまったり、寒いと感じてしまうデメリットがあります。
また、ホコリやハウスダストが風で舞わないので、喉への影響も軽減できます。
さらに、輻射式冷暖房の温度変化はゆるやかです。
急激な温度変化は身体へ負担を与えてしまうため、ゆるやかに温度を変化させる輻射式冷暖房は、健康に良いと言えるでしょう。
冷暖房機器における風の影響は、以下でも解説しています。
輻射式冷暖房ラジアン
弊社エコミナミでは、輻射式冷暖房ラジアンを取り扱っています。
輻射式冷暖房のなかには、カーボンヒーターやオイルヒーターなど、比較的コンパクトな物も多く、効果を感じにくい方もいるかもしれませんが、ラジアンは部屋全体を温められる輻射式冷暖房です。
そのため、設計から考える必要はありますが、自然に近い快適な室温を感じられるでしょう。
また、ラジアンは暖房機器としてだけではなく、冷房機器としても効果を発揮します。
夏場は、人や物からパネルに熱を移動させる仕組みです。
さらに、パネルを結露させる方式で湿度をコントロールするので、ジメジメした蒸し暑さを感じさせません。
冬も夏も、快適な暮らしを実現するなら、ぜひラジアンをご検討ください。
