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。

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。

【目次】
  1. §1.自分の熱が移動したときに感じるヒンヤリ感
  2. §2.心地よいヒンヤリ感の適温について
  3. §3.温度と熱伝導率の二つの要素
  4. §4.温度より熱伝導率が主役
  5. §5.ヒンヤリ感を持続させる≪熱容量≫と≪吸熱量≫
  6. §6.≪熱容量≫と≪吸熱量≫が無限大の『ペットの冷房器』


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

 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。低い温度の物に自分の熱を≪吸熱≫されたからです。
 ペットは、暑いときに、本能でこのヒンヤリ感を求めて、温度の低い場所を探してそこに寝そべります。自分の体熱を温度が低いものに≪吸熱≫させる行動で、玄関のたたきなどに寝そべる姿がこの行動です。

 
 発汗して放熱することができる人間の涼む仕組みを持たない毛皮を着たペットたちにとって、ヒンヤリしたところに寝そべって涼むことができる冷却プレートがあれば、健康に夏を過ごすことができるし、夏バテも熱中症も予防・防止することができます。

 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.心地よいヒンヤリ感の適温について

 ヒンヤリ感の適温は何度でしょうか?
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、冷え過ぎは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。
≪ヒンヤリプレートが30℃≫
気温が30℃の時、ヒンヤリプレートも30℃ですから、暑くて涼みたいペットはヒンヤリプレートに載って30℃のヒンヤリ感を感じることができます。
ただし、ヒンヤリプレートの効果はペットの体熱で温まってしまうのでの短時間で、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』は気温より数℃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。
ペットの体温よりちょうど10℃低い温度です。
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.温度と熱伝導率の二つの要素

ただし、ヒンヤリ感は温度だけではなく≪熱伝導率≫が重要な要素になります。

≪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。


【体験】部屋の中でヒンヤリするものを触って確認していただくと、温度が一定なのに、ものによってヒンヤリ感が違うことをわかっていただけます。
うっかりすると、それぞれの温度が異なるように感じますが、気温が25℃(30℃)であれば、木もガラスもアルミニウムも25℃(30℃)だということを思いながら、いろいろのものに触って、ヒンヤリ感の違いを感じてみてください。
木・ガラス・ステンレス・アルミニウムに触って、それぞれのヒンヤリ感が異なることを実感していただけたでしょうか?
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。

断熱材 0.02   単位はW/(m.k)
ウールの毛布 0.04
木 0.1
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 250
銅 398 
銀 429 

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。
銅の熱伝導率がさらに高いことは、熱の伝わり方が良いお鍋の素材に使われていることで、良く知られています。ただし銅はとても高価なので一般的とは言えません。



§4.温度より熱伝導率が主役。

 以上のことから、ヒンヤリ感はペットとの温度差よりも≪熱伝導率≫が大きく支配していることが分かります。
温度が低いという要素は、熱が流れる方向と速さを決めますが、≪熱伝導率≫が高いということは、流れる量を決めるからです。

この熱の流れは、水の流れに似ています。ヒヤ!!と冷たいのは、つまり温度が低いということは流れが早いというイメージです。

≪熱伝導率≫は熱が流れる量に関わります。

ヒヤッ!!と冷たいほどに温度が低くて熱伝導率の高いアルミニウムであれば、熱の流れが速くしかも大量に流れることになりますから、冷たすぎて長く涼むには適しません。

【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、熱がゆっくりと大量に流れる、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ヒンヤリプレートの原理です。

問題は、このヒンヤリ感が長続きしないことです。



§5.ヒンヤリ感を持続させる≪熱容量≫と≪吸熱量≫

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、ペットが喜ぶためには、このヒンヤリ感を、ペットが満足するまで、持続させてあげなければなりません。
そのために、≪熱容量≫と≪吸熱量≫の問題を解決してあげる必要があります。
≪熱容量≫=物体の質量が大きければ熱容量は大きくなる。
≪吸熱量≫=≪熱容量≫が大きければ≪吸熱量≫も大きくなる。

物理が嫌いだった方にも体験していただけます。この≪熱容量≫と≪吸熱量≫は身近なアルミニウムの素材で、でどなたも、日常に体験していることです。
【体験】身近にあるアルミサッシに手のひらをしばらく押し付けてみると、吸熱の作用を感じることができます。さらに吸熱の量を感じていただけるはずです。
次にアルミニウムのお鍋に手のひらを押し付けてみていただくと、ヒンヤリ感は同じように感じますが、しばらくすると、吸熱が止まってしまうことを感じていただけるはずです。
もし、アルミ箔に触っていただくとこの差はさらに顕著です。


 同じアルミニウムなのにこの違いが起きるのが、≪熱容量≫と≪吸熱量≫の違いです。アルミサッシは重く大きいので、≪熱容量≫も≪吸熱量≫も大きく、いつまでも手の平の熱を吸熱します。 一方お鍋は軽いので、≪熱容量≫も≪吸熱量≫も小さく、手の平の熱ですぐに暖まってしまいます。
ちなみにアルミ箔は、≪熱容量≫も≪吸熱量≫も極めて小さいためにヒンヤリ感は感じないかもしれません、しかしアルミ箔の筒を握ればヒンヤリ感を感じることができます。

 以上のことから、ペットが満足するまでヒンヤリ感で涼ませてあげるためには、大きく重いアルミニウム板や銅板が必要なことが分かります。
しかし、重く大きなアルミニウム板や銅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。

この問題を『ペットの冷房器』の高性能な超小型の熱交換機が見事に解決しました。


『ペットの冷房器』
↑超小型の熱交換機の収納部

犬の冷房器
↑暑がりワンちゃん・散歩の後にヒンヤリ感を満喫中です。



§6.≪熱容量≫と≪吸熱量≫が無限大の『ペットの冷房器』

 『ペットの冷房器』の冷却プレートは、≪熱容量≫と≪吸熱量≫が無限大です。
冷却プレートが吸熱したペットの体熱を、熱交換機が吸い取って放熱筒から放熱してしまいますから、ペットの体熱で冷却プレートが暖まってしまうことはありません。ペットが載っている間はいつまでも吸熱し続けます。≪熱容量≫と≪吸熱量≫が無限大になります。

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。

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