ヒートポンプによる冷暖房の原理
物理化学III
http://tethys.shinshu-u.ac.jp/?pc3
高温源から熱を取り出して仕事として使う (カルノーサイクル)
A→B 等温膨張 熱|qh|を吸収
B→C 断熱膨張 温度が下がる
C→D 等温圧縮 熱|qc|を放出
D→A 断熱圧縮 温度が上がる
T
A
B
D
C
S
東京化学同人 アトキンス「物理化学」上
仕事を加えて熱を低温部から高温部へ移す (逆カルノーサイクル)
A→D 断熱膨張 温度が下がる
D→C 等温膨張 熱|qc|を吸収
C→B 断熱圧縮 温度が上がる
B→A 等温圧縮 熱|qh|を放出
T
A
B
D
C
S
東京化学同人 アトキンス「物理化学」上
ヒートポンプによる冷暖房
<冷房時>
熱交換器
実際には凝縮も利用
熱を吸収: 断熱膨張+気化熱
熱を発生: 断熱圧縮+液化熱
図は(株)ヤンマー HPより
http://www.yanmar.co.jp/products/energy/GHP/
<暖房時>
冷媒(循環ガス)について
• 冷媒に求められる性質
化学的に安定で、目的の温度(通常は室温)に近い温度で
状態変化(液体⇔気体)する
• かつてはフロンが用いられた(1995全廃)
CCl2F2(CFC-12) b.p.-29.8℃
C2F3Cl3(CFC-113) b.p.47.6℃
オゾン層破壊
の原因に
用途 … 冷媒、半導体の洗浄、発泡剤、噴射剤
• 代替フロンが代わって用いられているが
C2F4H2(HFC-134a) b.p.-26.5℃
• 炭化水素系冷媒
(CH3)3CH (イソブタン) b.p.-11.7℃
• 水や吸着現象の利用など
温室効果あり
引火、爆発性
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