自動販売機などにも利用が進むヒートポンプ

液体や気体は、圧力を高くすると温度が上がります、反対に圧力を下げると温度が下がるという性質があります。この性質を利用したのがヒートポンプです。冷たいものから熱いものへ熱を伝達する仕組みですが、このエネルギーは循環して次の段階では熱いものから冷たいものへ熱を伝達するという一連のサイクルをもちます。このヒートポンプは、ガスなどを燃焼させて発生した熱を水に伝えて温度を上げるよりも、より少ないエネルギーで同じだけの熱を水に伝えることが出来ます。

以前は、フロンを冷媒として使っていましたが、現在では多くの国で使われていません。冷媒をコンプレッサーで圧縮すると冷媒の温度が上がります。その温度が上がった冷媒が水や空気へ熱を移動させ膨張弁を通って膨張し更に外気に触れて冷える、一連のサイクルの中で気化熱や凝結熱も効果的に作用しています。そして圧縮が始まり温度が上がる、というサイクルの始まりに戻ってきます。

昔は効率の悪かったヒートポンプですがファンや熱交換器の改善で燃焼式のファンヒーターよりもエネルギー効率がよくなっています。仕組みを聞いただけではなかなか理解しにくいですがこの理論の元になったのは、フランス物理学者のカルノーが考案したカルノーサイクルです。意外と古い時代のもののようですが、実用化されたのは世界的にも問題視されているフロンの開発がきっかけでした。フロンは代替フロンに移行しましたが強い温室効果をもつ温室効果ガスであることが分かり現在冷蔵庫などでは冷媒にイソブタンが使用されています。

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