パンくず

「蒸気圧縮式冷凍サイクル」は、冷凍用途に使われる閉回路の動作を表す名称です。

これは、回路内の冷媒、特に蒸発器と呼ばれる熱交換器での蒸発を利用し、周囲の空気からエネルギーを吸収し、これは自然またはファンによる強制対流によって食品貯蔵室に送られます (「冷やす」および「圧力 & 温度」も参照してください)。

一度蒸発した冷媒は、もはやかなりの量のエネルギーを吸収することができないので、凝縮して液体状態に戻す必要がある。

そこで、冷媒からエネルギーを吸収するのに十分な「冷たい」環境を用意しなければならないという問題が生じますが、当然、冷却されたばかりの貯蔵室であるはずがありません。

状態変化における圧力と温度の相関関係を利用し、高い圧力は高い温度に対応することから、圧縮機を使って冷媒を蒸発器よりも高い圧力(最大8~10倍!)に圧縮することができるようになりました。

凝縮はこのように、外気と冷媒の2つの流体がある熱交換器内の高温(通常は35~55℃)で起こります。 後者は凝縮して液体状態に戻り、外気は加熱される。

液体冷媒は凝縮器から出るとき、まだ高圧である。 したがって、液体冷媒を膨張させ、その圧力を蒸発が起こる値まで下げる膨張装置が必要である。冷媒は今やその初期状態(低い圧力と温度で液体)に戻り、再び食品貯蔵室内の空気からエネルギーを吸収することができるようになった。

冷媒回路の主な構成要素は次のとおりです。

蒸発器:これは、空気で使用する場合はラジエーターのような熱交換器(フィン付きコイル)、水で使用する場合はよりコンパクト(プレート熱交換器、チューブバンドル)で、蒸発する冷媒、液体から気体に変わる状態、およびその結果冷却される周囲の空気(または水)の間の伝導によってエネルギーを交換します。 蒸発は、わずかな圧力損失を除いて、ほぼ一定の圧力と温度で行われる。 蒸発器から出る冷媒は過熱ガスで、その温度は蒸発温度よりわずかに高い。

圧縮機:これは、回転または往復システムを使用して、体積圧縮、すなわち体積の漸減を行う装置である。 コンプレッサは冷媒を回路内で循環させる機能を持ち、具体的には蒸発器からガスとして冷媒を吸い込み、それを圧縮してより高い圧力で凝縮器に送ります。 コンプレッサーの機械的な働きにより、ガスの温度は大きく上昇し(100℃以上)、電力も消費される。 コンプレッサーの消費電力は、2つの作動圧力の差に依存する。 液体は圧縮できないので、コンプレッサーに入る冷媒はガス状でなければならない。 コンデンサー: これは、蒸発器に似ているが少し大きい熱交換器で、フィン付きコイル、プレート式熱交換器、またはチューブバンドルである場合もあります。 ファンで送られた外気(または水)と、コンプレッサーから吐出された高温の冷媒との間でエネルギーを交換する。 冷媒は冷却され、ほぼ一定の温度と圧力で凝縮する。つまり、わずかにサブクールする。 凝縮器の出口では、冷媒は高圧で凝縮温度よりわずかに低い温度の液体状態になる。

膨張装置:これは目盛り付きの開口部、細い毛細管、またはマイクロプロセッサ制御の機械またはモーター駆動の調整弁で構成されています。 膨張装置によって生じるチョーキングは、エネルギーを交換することなく凝縮器から出る液体冷媒の圧力を低下させる。 これは、ベルヌーイの原理を利用したもので、制限を通過する流体の速度が著しく増加し、圧力低下とそれに伴う温度低下を引き起こします。 このようにして、液冷媒は低圧・低温に戻り、再び蒸発する準備を整え、前述のサイクルを繰り返す。

膨張装置には、回路を流れる冷媒の流量を制御する機能もある。 冷媒の量が多すぎると、蒸発器で完全に蒸発せず、一部が液体のまま残るため、コンプレッサを損傷する危険があります。 また、量が不足すると、蒸発器の能力を十分に発揮できないため、敏感にユニット効率を低下させます

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