［ Last Update 2012/02/29 ］

［Last Update 2012/02/29］ 建築環境工学・建築設備工学入門＜基礎編＞ 1-4-4 冷媒回路のしくみ＜ヒートポンプを分解すると＞

ヒートポンプは熱をくみ上げ、移動させる 暖房時 2つの、非常に基本的な物理現象を利用しているだけ

基本原理 その１気体の圧縮・膨張で、温度差を作る気体は圧縮すると温度が上がる膨張すると温度が下がる

基本原理 その２温度差のあるものを接触させ、熱を移動 0℃ 0℃ 0℃ 50℃ 0℃ -20℃

ヒートポンプの冷媒回路 室内機室外機室内機と室外機が配管でつないである

ヒートポンプの冷媒回路 室内機室外機室内機と室外機が配管でつないである熱を伝える物体「冷媒」が循環している

ヒートポンプの冷媒回路 冷房時室内機室外機「冷媒」は液体・気体と姿をかえながら熱を運ぶ

「冷媒」　気体←→液体　変化と熱のやりとり「冷媒」　気体←→液体　変化と熱のやりとり熱を加えると、液体は気体になる

「冷媒」の形態変化と熱のやりとり 熱を放出して、気体は液体になる

ヒートポンプ内部での「冷媒」のようす 液体・気体と姿をかえながら熱を運ぶ冷房時

冷媒の温度変化・熱のやりとり　４つの場面 冷房時２　凝縮３　膨張膨張弁熱交換器室外機室内機熱交換器圧縮機１　圧縮４　蒸発

室外機＞圧縮機で「圧縮」 冷房時１　圧縮高温・高圧の気体低温・低圧の気体冷媒はここで低温・低圧の気体→高温・高圧の気体　になる

室外機＞圧縮機で「圧縮」 冷房時１　圧縮圧縮機気体の冷媒を圧縮することで圧力と温度が上がる。高温・高圧の気体低温・低圧の気体日常生活に見る「圧縮」空気入れで圧縮すると、タイヤ内の空気の圧力と温度が上がる。

室外機＞熱交換器で「凝縮」 冷房時２　凝縮中温・高圧の液体高温・高圧の気体冷媒はここで、室外へ熱を放出し高温・高圧の気体→中温・高圧の液体　になる

室外機＞熱交換器で「凝縮」 冷房時２　凝縮熱交換器（室外機）高温で気体の冷媒が外気と熱交換をして高温の液体になり凝縮熱を放熱する。圧力が高いので温度が高くても沸騰せず、冷媒は液体のまま。中温・高圧の液体高温・高圧の気体空気中の水分が冷たいコップに冷やされて水滴となって表面につく。圧力鍋では圧力が加わり、高温でも沸騰せず、液体のまま。日常生活に見る「凝縮」

室内機＞膨張弁で「膨張」 冷房時３　膨張低温・低圧の液体中温・高圧の液体冷媒はここで中温・高圧の液体→低温・低圧の液体　蒸発はじまる

室内機＞膨張弁で「膨張」 冷房時３　膨張低温・低圧の液体膨張弁液体の冷媒の一部が膨張することで、温度が下がる。中温・高圧の液体スプレーを連続噴出すると内部の圧力が減圧され冷たくなる。膨張弁は水道栓と同じ。上流側は圧力が高いが、下流側は低くなる。日常生活に見る「膨張」

室内機＞熱交換器で「蒸発」 冷房時４　蒸発低温・低圧の液体低温・低圧の気体冷媒はここで、室内から熱を奪い低温・低圧の液体→低温・低圧の気体　になる

室内機＞熱交換器で「蒸発」 冷房時４　蒸発低温・低圧の液体熱交換器（室内側）液体の冷媒が空気と熱交換をして、蒸発熱を奪って気体になる。低温・低圧の気体注射などでアルコール消毒をする時、アルコールが蒸発して皮膚の熱を奪い涼しくなる。「冷媒」も蒸発しやすい液体である。日常生活に見る「蒸発」

ヒートポンプはこのサイクルを繰り返しているヒートポンプはこのサイクルを繰り返している冷房時２　凝縮３　膨張１　圧縮４　蒸発

発　行 社団法人　空気調和・衛生工学会（SHASE: The Society of Heating, Air Conditioning and Sanitary Engineers of Japan）

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