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エネルギー消費量の多い吸収式冷凍器のエネルギー負荷軽減対策(機器別分析43)

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今回から、吸収式冷凍器について消費エネルギー削減という観点から述べる。吸収式冷凍器は、以前に説明した空調機と同じように、ヒートポンプに分類される。ヒートポンプは、熱が温度の高いところから低いところに移動するという基本的な原理に基づき、温度の低いところから熱をくみ上げて温度の高いところに移動させる。ヒートポンプは、消費するエネルギーに対して、6倍の熱量を移動することが可能であり、消費するエネルギーを削減することが可能である。

ヒートポンプとしての冷凍機について

ヒートポンプの原理は、熱力学の第1法則である、熱と仕事はエネルギーの一形態であり、熱と仕事が可逆性であること利用している。ヒートポンプは、熱は低温部から高温部に向かって流れることはないという熱力学の第2法則に逆らう方向に熱を流す必要があるために、ヒートポンプは仕事で熱を移動させる。

冷凍機はこの原理を用いて、仕切られた空間から熱をくみ上げ大気に移動する。大気は膨大な量があるために、変化は微妙である。また、冷房と暖房の機能を有することが多い空調機と異なり、仕切られた空間を冷却するのみの機能を有する。

冷凍機の冷凍サイクル

上記にあるように、冷凍機は仕切られた空間から熱をくみ上げ、外気に熱を放出する。熱のくみ上げは、蒸発器内で揮発しやすい冷媒が熱を得て蒸発することで行われる。蒸気は圧縮機で外気より高温になるまで圧縮された状態で凝縮器に運ばれる。外気に熱を放出することで、蒸気は凝縮液化する。その後膨張弁により膨張することで冷媒温度が下がり、蒸発器内で冷媒が熱を得ることが可能となる。このような一連の流れを冷凍サイクルという。

(※全文:940文字 画像:あり)

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