【検証】ペットボトルで作るエコクーラーは、本当に効果があるのか?実験で確かめてみた

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バングラディッシュ発の、エコクーラー。

SNS上でたくさん共有されて、話題になりましたね。電気を使わずにエアコンの代わりになるなんて、夢のような発明です。

しかしこの発明、「紹介されている原理が間違っている!」「うさんくさい……」といった声があるのも事実。

そこで、このエコクーラーが本当にエアコンの代わりになるのか、実験で検証してみました!

~どんな実験をする?~

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(引用元:YouTube「Eco-Cooler | Grey Dhaka unveils world’s first zero-electricity air cooler made from plastic bottles」

エコクーラーを紹介している元の動画では、室温が5℃くらい(上の画像では9℃も)下がると報告されています。本当に、そんなに下がるのでしょうか?

実は、海外では、すでに実験した人たちがいます。
たとえば、以下のような実験が報告されています。

引用元の実験では、ペットボトルの口のあたりで、気温が下がっているか調べています。
結果としては、気温の差は見られなかったようです。

ただ、上の実験では、部屋である前提を取り入れられていません。
たとえば、部屋を締め切っておくと、日光でカーテンや床が温められて、室温が上がります。
そのような部屋に比べると、エコクーラーの部屋の方が涼しいのかもしれません。

そこで、今回やる実験では、部屋の模型を作って、エコクーラーの効果が出るか検証したいと思います。

~実験の準備~

まずは、ネット上に転がっている情報を元に、エコクーラーを作ってみました。

1. 丈夫な板と、たくさんのペットボトルを用意します。

2. ペットボトルを、半分くらいの長さに切ります。(結構大変でした。)
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3. 板に穴をあけます。小さい穴を、等間隔に、たくさんです。(かなり疲れました。)

4. ペットボトルの口を穴に差し込んだら、完成です。

~実験してみよう~

エコクーラーの効果を検証するために、段ボールで部屋の模型を作って、実験をしてみましょう。

1. 部屋の模型を2つ用意します。片方にはエコクーラーをつけて、もう片方にはただの板をつけておきます。(完全に密封すると、空気の流れがなくなってしまうので、エコクーラーとただの板は、上の方だけテープで止めておきます。)
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2. それぞれの模型の中に、温度計を入れておきます。(温度計は、それぞれが同じ温度を表示しているか確かめてから、使いました。)
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3. 2つの模型に、扇風機で風を当てます。なるべく均等に当たるようにしましょう。
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4. 30分経ったら、扇風機を止めて、模型の温度をそれぞれ確認します

模型の外の気温が変わると、エコクーラーの効果が分からなくなるため、実験はエアコンの利いた室内で行いました。

また、実験は2回行いました。2回目の実験では、温度計と模型の設置場所を入れ替えて、条件が同じになるように工夫しています。

~実験の結果~

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1回目 2回目
模型の外 25.7℃ 25.7℃
模型の中(エコクーラー) 24.9℃ 25.3℃
模型の中(ただの板) 25.2℃ 25.0℃

なるべくエアコンから離れて実験しましたが、それでも少し風があったため、模型の外(扇風機の隣)と中では、0.7℃くらい温度にムラがありました。

注目したいところは、エコクーラーと板との差です。1回目は、エコクーラーの方が0.3℃低いですが、2回目は、板の方が0.3℃低くなっています。
置いた場所と温度計を入れ替えて、この結果なので……これは、エアコンの風による温度のムラでしょうね。

つまり、何が分かったかというと、

今回の実験では、エコクーラーの効果は
見られませんでした。

むしろ、思ったより大変な工作をしたことで、身体が熱くなりました。
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~考察~

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(引用元:YouTube「Eco-Cooler | Grey Dhaka unveils world’s first zero-electricity air cooler made from plastic bottles」

エコクーラーを紹介している動画では、エコクーラーのしくみについて、以下のように述べています。

Blow with your mouth open and feel the air. Now, blow with your lips pursed. Eco coolers do the same but with repurposed bottles.
(訳:口を開けながら息を吐いて、その空気を受ける。次に、唇をすぼめながら息を吐く。エコクーラーは、再利用されたボトルを使って、同じことをしている。)
As hot air passes through the bottle neck compresses and cools the air.
(訳:熱い空気が通り抜けるとき、ボトルの首がその空気を圧縮し、冷やす。)

かなりあいまいな説明です……

しかも、この説明は、以下のような点で矛盾しています(注1)。

1. 息を強く吹くと涼しく感じる理由は、①身体の表面の(常温より暖かい)空気が剥がされる ②湿気を吹き飛ばすため汗が蒸発しやすくなる などの理由があります。いずれの場合も、体感温度が下がるだけであって、ノズルから出てきた空気の温度が下がるわけではありません

2. 物理的には、気体を急激に圧縮すると、その気体の温度が上がります(断熱圧縮)。この場合は、そこまで急激に圧縮されないはずなので、ペットボトルとの熱の交換があるはずですが……それを加味しても、気温が下がるとは考えにくい。

 

また、仮にペットボトルの口で空気が冷やされたとしても、部屋に入ると空気が拡散してしまうので、空気の温度は元に戻ってしまうでしょう(注2)。

~終わりに~

この実験では、バングラディッシュの家の材質や、日照条件、湿度など、考慮すべき条件がたくさんあります。
見落としていることもあるかも知れないので、あえて断定はしませんが……エコクーラーを使って室温を下げることは、かなり難しいと思われます。

かなり画期的な方法として話題にもなったエコクーラーですが、効果を発するには特別なテクニックや条件が必要となりそうです。

(Shotaro@立教理科工房)

著者紹介:
立教理科工房というサークルに所属しています。サークルでは、主に小中学校や科学館で、理科の出前実験を行っています。彼自身は、どこかの大学院の、博士課程の学生です。素粒子物理学の研究をしているようです。「スマホを弄っていると思ったら、スパコンにログインして研究していた……」という目撃情報もあります。

(注1)ここで書かれている議論は、以下のサイトを参考にしました。
1. http://www.9229.co.jp/about_principle.html
2. http://oshiete.goo.ne.jp/qa/6574945.html
3. https://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%96%AD%E7%86%B1%E9%81%8E%E7%A8%8B
(注2)ここで書かれている議論は、以下のサイトを参考にしました。
1. https://www.quora.com/How-does-the-Bangladeshi-Eco-cooler-work

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