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すべてのHVAC/Rの学生が最初に学ぶことの1つは、エアコンが冷たい空気を作り出すことはないということです。
すべての冷凍システムは、熱を移動させ、指定された領域から別の場所に移動させ、その指定された領域を冷却し、エネルギーを適用して熱の自然の流れを逆転させることによって動作します。
異なるタイプの冷凍システムとは？
4種類の冷凍システムは多くの類似点を持っていますが、同じように多くの相違点を持っています。
機械式圧縮冷凍機
最も広く使われている冷凍サイクル方式は、機械式圧縮機です。
このタイプのシステムは、名前が示すように、冷媒を機械的に圧縮して低圧の冷たい液体にし、それを膨張させて高圧の熱い気体にすることによって熱を伝達します。
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すべての液体と同様に、沸騰して気体になると熱を吸収し、凝縮して液体に戻ると熱を放出します。
プロセスの基本は、冷媒を閉鎖系の低圧側から高圧側へ移動させることを扱っています。
システムの高圧側では、110°Fの蒸気冷媒からより冷たい外気へと熱が移動し、このプロセスが繰り返されます。
吸収式冷凍機
熱は、冷媒の圧縮と膨張によって吸収式冷凍システムでも移動します。
これらのシステムは、低圧側から高圧側へ冷媒を移動するのに、電気で動く機械コンプレッサの代わりに吸収と熱のプロセスを当てにしています。 冷媒に R-22 や R-410A を使用する機械圧縮式冷凍システムとは異なり、吸収式冷凍システムでは、他の物質が引き寄せられて吸収する冷媒を使用します。
たとえば、住宅用 HVAC チラーでは冷媒にアンモニア、吸収剤に水を使用することがよくあります。 水は吸収器と呼ばれる部品にあり、システムの低圧側からアンモニアを吸い込み、熱を吸収しながら除去する。 ポンプで水とアンモニアの溶液を発電機に送り、発電機で沸騰させてアンモニアを水と分離してから高圧側に送ります。
吸収のプロセスに加えて、システム全体で冷媒を動かすために熱も使用されます。
蒸発冷却
前述の機械圧縮および吸収式冷凍システムとは異なり、蒸発冷却は従来の冷凍サイクルを使用しません。 その代わり、スワンプクーラーと呼ばれるこれらのユニットは、家に入るときに水に浸したパッドに吹き付けることで、暖かい外気を冷却します。
水は空気から熱を吸収して蒸発します。
蒸発式クーラーは、空気の温度を15°～40°F下げることができますが、米国南西部のような乾燥した気候に最も適しています。
熱電式冷凍機
熱電式冷凍機は、冷媒や水を使用しない点で他の3種類の冷凍機と異なっています。
熱電対は、両端が結合した2種類の金属線から構成されています。 熱電対は2本の異なる金属線の両端を結合したもので、残りの線は互いに絶縁されている。 電流が熱電対に向けられると、一方の端が熱くなり、もう一方が冷たくなります。
電流の方向を逆転させると、冷たい接合部と熱い接合部が入れ替わる効果があります。
室温より低い低温側は、冷却される領域の外側に置かれ、空気から熱を引き寄せます。
このタイプの冷却は、電子システムなど、アクセスが困難な小型冷却負荷に一般に使用されます。
幅広い冷凍の世界
冷凍は、暖房、空調、換気、および冷蔵（HVAC/R）という、室内の空気を快適かつ健康に保つために作られた業界全体の一部分にすぎません。
冷凍がどのように機能するかについて、より多くの事実を学んでください。