ペットのクーラー『ペットの冷房器』のヒンヤリ感を科学する。

うさぎの冷房

ペットのクーラー『ペットの冷房器』のヒンヤリ感を科学します。

うさぎの冷房器
↑ ペットたちがいつまでも好きなだけ涼むことができます。

【目次】






さらに詳しい内容は『ペットの冷房器』の技術情報のページをご覧ください。

§1.自分の熱が移動したときに感じるヒンヤリ感

ヒンヤリ感は熱の移動

 自分の温度より低いものに触れば、ヒンヤリと感じたりヒヤっと冷たく感じたりします。
ヒンヤリ感は自分の熱が物に移動したときに感じます。熱は高い方から低い方に移動します。

ヒンヤリ感は、触れたモノとの温度差、移動する熱量、そして、移動できる熱の総量の三つの要素で決まります。

 ここでは、ペットたちにとって心地よいヒンヤリ感を科学します。



§2.28~33℃がヒンヤリ感の適温

28~33℃がヒンヤリ感の適温

 温度が低すぎると、その時はヒヤっと気持がよくても、時間が経てば、冷え過ぎてかえって不快になります。
ペットが求めるヒンヤリ感、リラックスできる温度はペットの体温より5℃~10℃低いのが良いようです。
ペットの体温はおよそ38℃ですから、33℃~28℃がヒンヤリ感でくつろげる温度になります。
これは、ペットショップで売っているアルミニウム板のヒンヤリプレートの効果の例でも当てはまります。



夏になるとペットショップに並ぶアルミ板

ペットショップのアルミ板がペットの冷房器の原点

 夏になるとペットショップに並ぶアルミ板でもヒンヤリ感を感じることが出来ます。
アルミ板は室温と同じ温度になりますから、気温が30℃の時、アルミ板も30℃ですから、ペットにはちょうど良い温度です、。
暑くて涼みたいペットはアルミ板に載って8℃差のヒンヤリ感を感じることができます。
ただし、アルミ板がペットの体熱で温まってしまうので、ヒンヤリ感が長続きしないのが欠点です。

ペットの冷房器は電気的にヒンヤリ感を持続させます

 ペットの冷房器は冷却プレートを気温より2℃程度低い状態になるように設定してありますので、気温が30℃であれば28℃前後になります。
ペットが乗れば10℃差のヒンヤリ感を感じることが出来ます。
しかも、冷却プレートが吸熱したペットの体熱を、熱交換機が吸熱して空気中に放熱しますから、いつまでも心地よいヒンヤリ感で涼むことができます。



§3.温度以上に大切な二つの要素

 ただし、ヒンヤリ感は温度だけではなくその材質≪熱伝導率≫が重要な要素になります。

熱伝導率

≪熱伝導率≫を簡単な例でご案内いたします。物理に強い方は読み飛ばしてください。

● 部屋のモノに触って体験してください。
 室温が、例えば25℃の場合、部屋の中のモノは全て25℃になっています。そこで、色々なものに触ってみて、ヒンヤリ感が異なることを体験してください。
温度は同じ25℃のモノでも、温度が異なるように感じます。このヒンヤリ感の違いが物質の≪熱伝導率≫の違いです。
下の数値は≪熱伝導率≫を表しています。
木などは種類によって異なりますので大まかな値です。
【物質の熱伝導率】単位はW/(m.k)
断熱材 0.02
ウールの毛布 0.04
木 0.2
プラスチック類 0.2
コンクリート 0.7
ガラス 1.0
陶磁器 1.5
ステンレス 16
鉄 80
アルミニウム 236
銅 398
銀 429 

アルミニウムが最適

 サッシなどに使用されているアルミニウムに触った時にヒンヤリ感を強く感じられたでしょうか?金属の中でもアルミニウムの熱伝導率が高いことを体験していただけたと思います。
 ただし、温度が低くなると、冷たすぎて不快になります。

熱伝導率では銅が優れていますが、弱みがあります。

 銅の熱伝導率がさらに高いことは、良く知られています。ただし銅は高価な金属のために多用しにくいことと、アルミニウムに比べて柔らかいために変形を起こしやすいという弱みがあります。
熱伝導率がもっと高い銀はさらに高価な金属です。ちなみにダイヤモンドは1000以上で、熱伝導率が極めて高いことが知られています。



§4.温度差は少なく熱伝導率が高いことが重要

 温度差は、熱が流れる方向と速さを決めますが、熱伝導率は、熱の流れる量を決めます。

熱伝導率は、熱が流れる量に関わります。

 以上のことから、心地良いヒンヤリ感は、温度が低ければ良いわけではないのが分かります。冷たすぎてかえって不快になるからです。
【結論】
 ペットがくつろぐことができる、冷却プレートの条件は、熱が穏やかに大量に移動する、つまり、ペットの体温より少し低い温度で、アルミニウムや銅のように熱伝導率の高い素材であれば良いことになります。

実は、ここまでが、ペットショップに並ぶアルミ板の原理です。

ペットショップのアルミ板の問題は、ヒンヤリ感が長続きしないことです。

 アルミ板がペットの熱で温まってしまえば、ヒンヤリ感は無くなるからです。



§5.ヒンヤリ感を持続させるのは熱容量

 ヒンヤリ感について、熱伝導率が高いことがとても重要な条件であることを前章までにご案内いたしました。
 しかし、ペットショップのアルミ板のヒンヤリ感が長持ちしないのは、アルミ板の熱容量が小さいからです。  厚く大きな重い(例えば20㎏)アルミ板にすれば、熱容量も大きくなりますから、ヒンヤリ感が長続きします。

熱容量=質量が大きければ熱容量は大きくなる

 しかし、重く大きなアルミ板は取り扱いが大変ですし、とても高額になってしまいます。
しかも、いずれ温まってしまえばヒンヤリ効果が無くなります。



§6.この熱容量の問題をペットの冷房器が解決しました。

 冷却プレートに移ったペットの熱を放熱筒から放熱することで、熱容量が無限大の冷却プレートができました。
アルミニウム板と銅板で出来た冷却プレートに移動したペットの体熱は、熱交換器に集められて、放熱筒に移されます。放熱筒に移ったペットの体熱は空気中に放熱されます。この動作は連続していますので、冷却プレートにペットの体熱が滞ることが無いので、冷却プレートはいつでも心地良いヒンヤリ感を保つことができます。

ペットの冷房器の熱交換機
↑ ペットの冷房器の熱交換機の収納部

うさぎの冷房器
↑ ペットたちがいつまでも好きなだけ涼むことができます。

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