冷凍サイクル - エアコンのしくみ

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冷凍サイクル - エアコンのしくみ

上の図は、単純なエアコンを示しています。空調システムの内部には、化学的な化合物である化学的な冷媒があり、液体の状態から蒸気の状態へと容易に戻る。あなたがよく知っているかもしれない冷媒の一般的な商号はFreonです。

冷媒に加えて、空調システムは、圧縮機、凝縮器、計量装置、および蒸発器の少なくとも4つの構成要素を必要とする。

コンポーネント＃1：コンプレッサー

コンプレッサーはシステムの心臓部です。心臓が特定の流量と圧力で体内の血液を汲み上げるように、コンプレッサーは冷媒を設計された流量と圧力で空調システムに送り込みます。

冷媒が圧縮機に入ると、冷媒は蒸気状態になる。文字通りその中に吸い込まれているので、コンプレッサーに入ります。そのため、冷媒が入る側の圧縮機側を吸込側または低圧側と呼びます。その名前が示唆するように、コンプレッサーは蒸気がそれを通ってポンプ輸送されるときに圧縮します。蒸気が圧縮されると、その蒸気の圧力と温度の両方が上昇する。コンプレッサから出る蒸気は非常に暑いです。コンプレッサーから出てくる銅の冷媒ラインに触れると燃えてしまいます。上の図では、高圧蒸気冷媒は赤い点で表されています。

コンポーネント＃2：コンデンサ

高温の冷媒は凝縮器コイルに入る。蒸気冷媒がコイルを通って進むにつれて、ファンからの空気がコイル上を通過して蒸気冷媒を冷却する。冷却された蒸気が凝縮して液体になると、これは「状態変化」と呼ばれる。蒸気から液体へのこの「状態の変化」は不可欠です。凝縮ユニットが外に出ている典型的な家庭システムにいくらか慣れているかもしれません。操作するときは、このユニットの上に手を置くことができ、暖かい空気が吹き飛ばされるのを感じることができます。この凝縮装置の内部では、凝縮器コイルを横切って空気を吹き付けることによって蒸気中の熱エネルギーが除去されるので、高温蒸気冷媒がそこに入り、蒸気は液体に変化する。あなたはすぐに凝縮ユニットから吹き出された熱があなたの家にあった熱だったことをすぐに知るでしょう。上の図では、液体は赤色で示されています。

コンポーネント＃3：測光装置

計量装置は、蒸発器である次の成分への液体冷媒の流れを制御する。これは、システムの高圧側と低圧側との間の分割点である。この高圧液体が計量装置を通って蒸発器に入るとき、圧力が低下する。

成分＃4：蒸発器

計量装置から出た後、冷媒は直ちに蒸発器と呼ばれるコイルに入る。このコイルまたはエバポレータにはファンが吹いています。冷媒がより低い圧力でコイルに入ると、冷媒は泡立ち、沸騰し始め、「状態を変化させて」蒸気に戻る。この状態変化の過程で、熱の形のエネルギーがコイルを通過する空気から除去され、冷媒によって吸収されている。空気中の熱は冷媒中に移動する。蒸発器コイルを吹き抜ける空気から熱が除去されたので、蒸発器コイルを出る空気は冷たい。空気中の熱を冷媒に吸収させることによって、空調機が冷たい空気を作ることが分かります。

コンピュータルームやオフィスエリアなどの熱が冷媒になった今、私たちはそれをどうしますか？加熱された冷媒蒸気は、圧縮機に吸入され、凝縮器コイルにポンピングされる。ここで、凝縮器では、冷却している空間から蒸発器セクション内の冷媒によって早期に吸収された熱が放出され、除去される。蒸気から液体（凝縮器を通って熱を放出する）および液体から蒸気（蒸発器の熱を吸収する）から「変化する状態」の冷媒のプロセスは、空気調和機の動作方法である。