冷凍機械における吸込み蒸気圧力低下時の運転状態と圧縮機軸動力の関係

冷凍機械の運転状態において、吸込み蒸気圧力が低下した際に圧縮機軸動力が減少する理由は、理解するのが難しいと感じる方も多いです。本記事では、吸込み蒸気圧力の低下による冷凍機の運転状態の変化を詳しく解説し、その結果、なぜ圧縮機軸動力が減少するのかを分かりやすく説明します。

吸込み蒸気圧力の低下による圧力比の増大

吸込み蒸気圧力が低下すると、圧縮機内での圧力比が増大します。圧力比は、圧縮機における吸込み圧力と吐出し圧力の比率です。圧力比が増大することにより、冷凍機の体積効率が低下します。これにより、冷凍能力が低下するという現象が起こります。

圧力比が増大するということは、圧縮機が吸い込むガスの体積を圧縮する際に、より高い力を必要とすることを意味します。これにより、冷却効率が低下し、圧縮機にかかる負担が増えるため、冷凍能力が低下することが分かります。

吸込み蒸気の比体積の増大による冷媒循環量の減少

吸込み蒸気の比体積が増大すると、つまり密度が小さくなると、冷媒の循環量が減少します。冷媒の比体積が増えると、冷媒が圧縮機を通過する際にその体積が大きくなるため、冷媒の流量が減少し、結果として冷凍能力が低下します。

冷媒の循環量が減ると、熱交換効率が低下し、冷却が十分に行われなくなります。このため、冷凍機の全体的な効率が下がり、結果的に冷凍能力が低下することが理解できます。

圧縮機軸動力が減少する理由

では、なぜ圧縮機軸動力が減少するのでしょうか？この疑問は、圧縮機が要求する仕事量と関係しています。吸込み蒸気圧力が低下することで、圧縮機が処理するガスの量が減少し、圧縮に必要なエネルギーが少なくなるため、動力が減少します。

具体的には、吸込み蒸気圧力が低下することによって、圧縮機の吸引する冷媒の体積が増え、冷媒の流量が減少します。このため、圧縮機が消費するエネルギーも少なくなり、軸動力が減少する結果となります。

理解を深めるための具体例

実際の冷凍機を例に取ると、吸込み圧力が低下した場合、圧縮機における冷媒の体積が増加します。その結果、冷媒の流量が減り、圧縮機が必要とする動力も減少します。これが冷凍能力の低下と共に圧縮機軸動力が減少する理由です。

これを理解するためには、圧縮機の効率と冷媒の循環量が密接に関連していることを認識することが重要です。圧縮機が消費するエネルギーは冷媒の流量に依存しており、流量が減少すると、圧縮機にかかる負担も軽減されるため、動力も減少します。

まとめ

吸込み蒸気圧力の低下によって冷凍機の運転状態は大きく変化します。圧力比の増大と冷媒の比体積の増大が引き起こす冷凍能力の低下は、圧縮機軸動力の減少と密接に関係しています。圧縮機の効率と冷媒の流量の関係を理解することで、この現象をより深く理解することができます。これにより、冷凍機の運転状態をより効率的に調整できるようになります。