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冷凍サイクルについて

わさびさん
質問日時: 2019/09/19 00:53

蒸気圧縮式冷凍サイクルについて

低圧ガスを高圧ガスにするために圧縮機があると大学で学びましたが、
実際にはどのようにしてサイクルを高圧にしているのか教えてください。

私は圧縮機が高圧ガスを吐出しても、その先の配管の冷媒の圧力が低い場合、
圧力が下がってしまうのではないかと思っています。
つまり、膨張弁が弁を絞ることで圧縮機と膨張弁との間の系を高圧にしているのではないかと。
(膨張弁が全開の場合は圧縮機を回してもサイクル内の圧力は、
全冷媒のもつエンタルピに依存するのみで、大きな上昇はないのでしょうか?
圧縮機の排熱分圧力が上がるくらいでしょうか?)

よろしくお願いします。

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回答1
回答日時 : 2019/09/19 08:21

plusさん

> 膨張弁が弁を絞ることで圧縮機と膨張弁との間の系を高圧にしているのではないかと。

その通りで 膨張弁で急激な圧力差が生まれます

> 膨張弁が全開の場合は

条件次第で 配管径と圧縮機の容積との比や
コンデンサでの放熱とエバポレータでの蒸発の状態で
いくらかの圧力の傾きが出来るとは思いますが
冷凍にはほど遠いでしょうね

と言うか膨張弁(キャピ等でも)が無いと冷凍サイクルで無くなる

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plusさんへのお礼 お礼日時: 2019/09/23 01:09

ご回答ありがとうございました。

圧縮機で圧縮したガスをとどめるような空間をつくらなければ、
ほぼ冷凍サイクルではなくなることを理解しました。
(圧力のみの関係でいくと、自転車の空気入れの場合と似ていて、
小さな穴が空いているタイヤに入れている状態に近いのが冷凍サイクルで、
大きなスカスカな穴が空いているタイヤに入れるのが膨張機構のないものと理解しました。)

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回答2
回答日時 : 2019/09/20 00:12

改魔神さん

なかなか悩ましい問題ですが
https://www.daikin.co.jp/naze/html/a_1.html
こんなところを参考に・・・
室外機のコンプレッサの出口からパイプが伸びて熱交換器を経て室内に入って 又其処で熱交換器を経て 室外に出て コンプレッサの入り口に繋がります
スイッチオフで機械がとまっている状態では 全域にわたり管の中は均一な状態です
スイッチが入ると
ピストン式のコンプレッサがガスを吸い込み圧縮して 室外機にある熱交換器に向けて圧縮されたガスを吐き出します
急激に圧縮されたガスは温度が上昇しているので室外機の熱交換器で熱を放出します
コンプレッサが次々ガスを送り出してくるので ガスは 室内に向けて押し流されます
細いパイプを流れたガスは室内の熱交換器の中で広い空間にたどり着くと一気に膨張します
その段階で 圧縮で上昇した温度と同じ量の温度(熱)を吸収します
以下 続く・・・

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回答3
回答日時 : 2019/09/20 00:21

改魔神さん

続き
急に膨張したガスは 熱を吸収するわけですが
後から後からコンプレッサがガスを送り続けているので
膨張して熱を吸い込んだガスは また パイプを伝わり 室外機に戻り・・
コンプレッサの入り口に流れ着きます
するとまた コンプレッサがガスを吸い込み 圧縮します
すると 室内で吸い込んだ熱の分 温度が上がって
そのまま 熱交換器に流れ出して そこで熱を放出して・・・これの繰り返しです

一連の 繋がったパイプの中での話しなので コンプレッサで加圧しても均一になってしまうと思われますが・・・・
変なたとえですが ぐるぐる廻る流しそうめんを思い浮かべてください
1箇所だけで そうめんをザルでぐいぐい送り出したら如何でしょう?
ザルの直後はそうめんがたくさん在って ぐるりと廻ってくると 普通に戻ってる・・・
全体が均一になってるわけではない訳で・・・

ここのところ なんとなく判って下さい 宜しく

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回答4
回答日時 : 2019/09/20 01:24

plusさん

大学で学んでいるのであればp-h線図をご存じだと思います
https://www.jsrae.or.jp/E-learning/saikuru/saikuru.html
https://www.jp.trane.com/commercial/asia-pacific/jp/ja/wp/hvac/p-h_chart.html

p-h線図上に冷凍サイクルを書けばよく分かると思います
膨張弁の前後に圧力差が無くなると
「飽和蒸気線、飽和液線」と「飽和蒸気線、飽和液線」の
間隔が非常に小さくなります
と言う事は圧縮機も殆ど仕事をしなくなり
比体積、比エンタルピ-も差が小さくなってきて
冷媒の量やコンデンサの状況などで気液混合か気体付近で
小さな冷凍サイクルを描くと思います

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