冷凍効果、冷凍能力、所要動力および成績係数
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/05/10 06:33 UTC 版)
「蒸気圧縮冷凍サイクル」の記事における「冷凍効果、冷凍能力、所要動力および成績係数」の解説
冷媒単位質量あたりの熱および仕事の出入りは、各状態の比エンタルピー h を用いて下表のように求まる。膨張弁ではエンタルピー変化がないため、h3 = h4 であることに注意。 冷媒 1kg あたりの熱と仕事の出入り装置熱の出入り仕事1→2 圧縮機 0 {\displaystyle 0} w = h 2 − h 1 {\displaystyle w=h_{2}-h_{1}} 2→3 凝縮器(放熱) q h = h 2 − h 3 {\displaystyle q_{h}=h_{2}-h_{3}} 0 {\displaystyle 0} 3→4 膨張弁 0 {\displaystyle 0} 0 {\displaystyle 0} 4→1 蒸発器(吸熱) q c = h 1 − h 3 {\displaystyle q_{c}=h_{1}-h_{3}} 0 {\displaystyle 0} 冷凍機では qc が冷凍効果（冷媒単位質量あたり低温から受け取る熱量）であり、冷媒循環量を G (kg/s) とすると、冷凍（冷房）能力 Q (kJ/s = kW)および所要動力 W は Q = G q c = G ( h 1 − h 3 ) W = G w = G ( h 2 − h 1 ) {\displaystyle {\begin{aligned}&Q=Gq_{c}=G(h_{1}-h_{3})\\&W=Gw=G(h_{2}-h_{1})\end{aligned}}} となる。 成績係数（動作係数）COP は両者の比として次式となる。 ( C O P ) R = q c w = h 1 − h 3 h 2 − h 1 {\displaystyle \mathrm {(COP)_{R}} ={\frac {q_{c}}{w}}={\frac {h_{1}-h_{3}}{h_{2}-h_{1}}}} 加熱用途のヒートポンプとして用いた場合には、加熱（暖房）能力 Q および成績係数は Q = G q h = G ( h 2 − h 3 ) ( C O P ) H = q h w = h 2 − h 3 h 2 − h 1 = ( C O P ) R + 1 > 1 {\displaystyle {\begin{aligned}&Q=Gq_{h}=G(h_{2}-h_{3})\\&{\begin{aligned}\mathrm {(COP)_{H}} &={\frac {q_{h}}{w}}={\frac {h_{2}-h_{3}}{h_{2}-h_{1}}}\\&=\mathrm {(COP)_{R}} +1>1\end{aligned}}\end{aligned}}} となる。
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