冷媒チャートとは？

冷凍は、高圧側と低圧側の連続4段階プロセスで行われます。 冷凍サイクルでは、低沸点の液体が一次冷媒として使用されます。 これらの液体の重要な熱力学的特性は、冷媒チャートに表示されます。 チャートには、温度に対する物質の圧力のプロット、および冷媒の作動範囲内で発生した場合の融解点、三重点、および臨界点が表示されます。 チャートを使用することで、冷凍設計エンジニアは対象のシステムに適切な冷媒を選択できます。

家庭用冷蔵庫は、冷凍サイクルの4つのステップを実演できます。 室内空気、冷蔵庫内で循環する空気、冷媒の3つの流体が関与します。これらはすべて間接接触により熱を交換します。 冷媒は蒸発器、冷蔵庫の背面にあるコイルに入り、冷蔵庫から来る温かい空気から熱を吸収し、冷媒を沸騰させます。 その後、室内の空気に熱を放出した後、再圧縮されて高圧液体に凝縮されます。 高圧の温かい液体冷媒は膨張弁を通過し、圧力と温度が急激に低下します。 液体の冷たい冷媒が蒸発器に再び入り、サイクルが完了します。

冷媒の熱力学的特性は、冷媒チャートまたはデータの表として表示できます。 1つの簡単な視覚的参照でより多くの冷媒を表示できるため、一般的にチャートはより便利です。 冷媒チャートは、圧力-温度チャートまたはPTチャートと呼ばれることもあります。 エンジニアは、特定のシステムに必要な圧力定格を下げるために、より低い圧力で動作する冷媒を探すためにチャートを使用できます。 ただし、圧力が低すぎると、圧縮率が異常に高くなり、圧縮ステップが実行できなくなります。

冷媒チャートには、冷媒の沸点と圧力が表示されます。 システムへの湿気や空気の漏れを防ぐために、大気圧以上で動作させることが望ましい。 そのためには、冷媒の沸点をシステムの温度レベルより低くする必要があります。 臨界温度および圧力点も冷媒チャートにプロットされます。 システムは、それを超えると液相と気相の特性が同じになる臨界値よりも十分に低く動作する必要があります。

冷媒チャートは、冷媒または冷凍装置のベンダーから入手できます。 往復動機器、吸収ユニット、またはストリームジェットユニットなど、冷凍システムで使用されるさまざまな機器タイプには、異なる冷媒が必要です。 ほとんどの化学工学の参考文献には、冷媒チャートが含まれています。 冷媒に不慣れなユーザーは、高圧機器の懸念および塩素化炭化水素冷媒に関する進行中の環境規制のため、冷媒を交換する前に専門技術者または有資格のHVAC技術者に相談する必要があります。