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冷凍サイクルについて

2008/01/29 01:29

(1)蒸発時に熱を奪う為に蒸気冷媒を蒸発気化させるのは蒸発器。 (2)液冷媒を作るに必要なのは、気体を液体にする凝縮器。 (3)気体を高圧にし液体にし易くするのが、圧縮機。そこで、(2)(3)についてですが空気を冷媒と考え、圧力釜で高温高圧にして、扇風機で冷やすと圧力釜の中身は水になるのでしょうか？その原理は、温かい空気が冷たいものに触れると露ができますが、これと同じでしょうか？

ubs17gw
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自然環境・エネルギー
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anachronism
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2008/02/02 10:13 回答No.3

空気を圧縮して冷却すると、確かに液体になりますが、圧力釜と扇風機程度では無理です。だいたいですが、マイナス２００℃くらいまで冷却しなければなりません。空気の主成分は窒素と酸素で、水は空気中に不純物のように存在しているだけなのです。（決して少量ではないのですが...）冷凍機で使われている蒸発と凝縮というのは、露つきとは一味違います。物理的な現象としては確かに同じといえますが、唐辛子にたとえるなら、直にバリバリとカジるのと、うどんに振って食べるのと位に違うものです。仮に、水を冷媒とした冷凍機のお話をします。この場合、実は冷媒を「圧縮」するというより、「真空に引く」といったほうがいいのですが。水を入れた容器の圧力を１００分の１気圧くらいに減圧すると、だいたい１０℃くらいの温度で沸騰します。これが(1)蒸発器です。沸騰して水蒸気が出てくると、蒸発器内の圧力が上がって沸騰が止んでしまうので、この水蒸気を取り出してやる機械が必要です。これが(3)圧縮機です。取り出した水蒸気を、そのまま大気中に捨ててしまっては、次から次へと水を足さなければなりません。そこで、取り出した水蒸気を冷却してやると、元の水に戻ります。これが(2)凝縮器です。ここで、蒸発器と凝縮器の圧力が同じだと、５℃で蒸発器が物を冷やすのと同じだけ、凝縮器を５℃で冷やさなければなりませんから、何もうれしくないです。ですから凝縮器は蒸発器よりも圧力が高いのが普通で、たとえば、１０分の１気圧くらいにしておけば、うちわで扇ぐだけでも水蒸気は水に戻ります。（ただし、水蒸気以外に何もないことが大前提です。）逆に言うと、１００分の１気圧から１０分の１気圧まで、水蒸気の圧力を上げることができないと、圧縮機は冷凍機の圧縮機として役に立ちません。この説明でわかりにくければ、冷凍機メーカーの説明資料がありました。参考ＵＲＬを見てみてください。