空調の熱源とは？電気式・ガス式の違いと選び方のポイント2選を解説

空調設備の更新や省エネ対策を検討する際、「熱源」という言葉を目にする機会は多いのではないでしょうか。しかし、電気式やガス式といった方式の違いや、それぞれがどのような設備を指すのかまで整理できていないケースも少なくありません。

空調の熱源は、建物の用途や規模によって採用される方式が異なります。

そのため、設備更新や運用改善を検討する場合には、まず熱源の種類や特徴を理解することが重要です。

本記事では、空調における代表的な2種類の熱源方式や選び方のポイントを解説します。

空調における熱源とは？2種類の熱源を解説

空調設備における「熱源」とは、冷房や暖房、給湯に必要な冷熱・温熱をつくり出し、建物内に供給する設備のことです。空調システムの中でも、室内環境の温度調整を支える中核設備といえます。

空調設備は大きく次の2つの設備で構成され、冷熱・温熱を作る「熱源設備」と、熱を利用して空気を冷却・加熱する「空調機（空気調和機）」があります。熱源設備が作り出した冷水や温水が空調機に送られ、それによって室内の温度が調整される仕組みです。

また、空調の熱源方式は、エネルギーの種類によって大きく2つに分けられます。

• 電気を使う熱源
• ガスを使う熱源

熱源の方式その1：電気（ヒートポンプ・電気冷凍機）

電気を利用する熱源は、主にヒートポンプや電気冷凍機などの設備です。

これらは電気モーターで圧縮機を動かし、冷媒の循環によって熱を移動させる仕組みを利用しています。

基本的な動作は次の流れでおこないます。

• 蒸発器で冷媒が熱を吸収する
• 圧縮機で冷媒を圧縮する
• 凝縮器で熱を放出する
• 膨張装置で圧力を下げる

このサイクルを繰り返すことで、冷熱や温熱が生み出されます。冷媒が液体から気体へ変化する際の「気化熱」を利用して熱を移動させる仕組みです。

現在の空調設備では、こうした仕組みを利用するヒートポンプ方式が広く採用されています。

熱源の方式その2：ガス（吸収式冷温水機・ガスボイラー）

ガスを利用する熱源には、大きく次の2種類があります。

• 吸収式冷温水機
• ボイラー（蒸気ボイラー・温水ボイラー）

それぞれ特徴を整理します。

吸収式冷温水機

吸収式冷温水機は冷水や温水を作る設備です。電気で圧縮機を動かす方式とは異なり、水と吸収液を利用して冷却する仕組みが特徴です。

冷房時の主な流れは、次のとおりです。

• 蒸発器で水が蒸発し、熱を吸収する
• 吸収器で吸収液に取り込まれる
• 再生器で加熱し、水蒸気と吸収液に分離する
• 凝縮器で冷却し、再び水に戻る

この工程を繰り返すことで、冷水を作り出します。

吸収式冷温水機は、冷媒として水を使用するのが一般的です。また、吸収液として臭化リチウム水溶液が使われることが多く、これが水蒸気を吸収します。

ボイラー（蒸気ボイラー・温水ボイラー）

ボイラーは、水を加熱して蒸気や温水を作り出す設備です。空調設備では、主に暖房や給湯に必要な温熱を供給する役割を担います。

ボイラーには、蒸気を発生させる「蒸気ボイラー」と、温水をつくる「温水ボイラー」があります。

例えば蒸気ボイラーの場合、温熱を供給する工程は次のとおりです。

• ボイラーで水を加熱し、蒸気を発生させる
• 発生した蒸気を空調機へ送る
• 空気加熱器で空気を温める
• 蒸気は冷えて水となり、再びボイラーへ戻る

このように蒸気や温水を循環させることで、建物内に温熱が供給されます。

空調設備では、ボイラーでつくった蒸気を暖房に利用するほか、吸収式冷温水機の熱源として使用される場合もあります。

空調の熱源で電気式とガス式は何が変わる？3つの違いを比較

空調の熱源は電気式とガス式で仕組みが異なるため、設備構成や運用方法にも違いがあります。

ここでは主な違いを3つに分けて解説します。

違いその1：エネルギーコスト構造

電気式の熱源は、電力を主なエネルギー源として運転します。そのため、電力契約や電力使用量の影響を受けやすいことが特徴です。

一方、ガス式の熱源はガスを燃料として利用します。電力消費は比較的少ないものの、ガス使用量がコストに影響します。

熱源方式を検討する際は、設備本体の性能だけでなく、自社のエネルギー契約や使用状況もあわせて確認することが重要です。

違いその2：建物規模・用途との相性

空調設備は、建物の規模や用途によって採用されやすい方式が異なります。中小規模施設では個別方式の空調が多く、大規模施設では中央熱源方式が採用される傾向があります。

中央熱源方式は、機械室に熱源設備を設置し、建物全体に冷水や温水を供給する方式です。延床面積が大きい建物や、複数のエリアをまとめて管理したい施設で採用されることがあります。

また、建物の用途によっても熱負荷の特性は変わります。熱負荷とは、建物を冷暖房するために必要な熱エネルギーの量を指します。

• オフィス：人員やOA機器による発熱が大きい
• 商業施設：照明や来客数の変動による発熱がある
• 工場：製造設備からの発熱が生じやすい

熱源方式を検討する際は、建物規模だけでなく、用途ごとの負荷特性もあわせて確認することが重要です。

違いその3：メンテナンスと運用負担

電気式とガス式では設備の構造や仕組みが異なるため、必要となる保守管理の内容も変わります。

例えば、熱源設備の点検や整備では、設備の種類に応じて専門知識や資格が必要になる場合があります。代表的な資格としては、ボイラー技士や冷凍機械責任者が挙げられます。

そのため、実際のメンテナンスは、こうした資格を持つ技術者や保守会社が対応することが一般的です。

また、熱源設備は長期間使用される設備であるため、定期的な点検と整備が欠かせません。

適切にメンテナンスをおこなうことで、故障の予防や設備性能の維持、更新時期の見極めにつながります。

空調の熱源を選ぶ際のポイント2選

熱源方式を選ぶ際は、単純に設備の種類だけで判断するのではなく、建物の条件や運用状況を踏まえて検討することが欠かせません。

ここでは、特に重要な2つのポイントを解説します。

自社の熱負荷特性を把握する

空調設備の選定では、建物の熱負荷特性を把握することが重要です。この熱負荷は、建物規模や内部発熱量、利用時間帯によって変化します。

また、業種によっても発熱の要因は異なります。

• 事務所：パソコンや複合機などのOA機器、在室人数によって内部発熱が増える
• 店舗：照明、ショーケース、来客数の変動が空調負荷に影響する
• 飲食店：調理機器や給湯設備の発熱が大きく、時間帯による負荷変動も起こりやすい

このような条件を整理した上で、熱源方式を検討することが重要です。

更新か、運用改善かを整理する

空調設備を検討する際は、設備更新だけでなく運用改善の視点も欠かせません。

設備の老朽化が進んでいる場合は、更新の検討が必要です。一般的に、熱源設備の法定耐用年数は15年とされています。ただし、実際の寿命は使用状況やメンテナンス状況によって変わります。

一方、既存設備が使用可能な場合は、運用の見直しによって改善できるケースも多いです。

例えば、次のような対応です。

• 運転設定の見直し：稼働時間や設定温度、同時運転台数を適正化する
• 制御方法の改善：負荷に応じた運転に見直し、無駄な稼働を抑える
• 適切なメンテナンスの実施：定期点検や部品交換によって性能低下を防ぐ

設備更新が必要な状態なのか、それとも既存設備の運用改善で対応できるのかを切り分けて考えることが重要です。

まとめ：自社の条件に最適な空調の熱源方式を見極めよう

• 空調の熱源は、冷熱や温熱をつくり出して空調機へ供給する設備である
• 主な方式は電気式とガス式の2種類で、それぞれ仕組みや特徴が異なる
• 建物規模や用途、運用条件を踏まえて最適な方式を選ぶことが重要である

熱源は、空調設備の中でも室内環境を支える中核設備です。そのため、設備更新や省エネ施策を検討する際は、まず自社でどの熱源方式を採用しているのかを正しく把握する必要があります。

また、同じ熱源方式でも、建物規模や用途、負荷特性によって適した運用方法は変わります。設備そのものの性能だけでなく、現在の運転状況や保守体制まで含めて確認することが、適切な判断につながります。

空調の熱源を最適化したいと考える方は、まず自社の熱源機が何方式で、現在どのように運転されているかを確認することから始めてみましょう。