冷凍システムの動作原理 – どのように機能するのでしょうか?

冷蔵庫は、食品をより長く鮮度を保ち、腐敗による無駄を防ぐため、家庭用から業務用まで幅広く利用されています。業務用冷蔵庫があれば、食品の品質を長期間維持することができます。特にスーパーマーケットやレストランでは、大量の食品や飲料を保管する必要があるため、冷蔵庫があれば十分な供給量を確保できます。しかし、冷蔵庫があっても、不適切な使用やメンテナンスによって、望ましくない無駄や損失が発生することがあります。冷凍機器を常に最適な状態で稼働させるには、その動作原理を理解し、適切なメンテナンスを行う必要があります。

冷凍の仕組みを学ぶことがなぜ必要なのか

冷凍システムはどのように機能するのでしょうか？冷凍の仕組みは、気密に封入された冷媒が蒸発器から凝縮器へと様々な形で移動する循環移動システムに基づいています。このシステムは、貯蔵部の温度を下げることを目的として機能します。業務用冷蔵機器の動作原理を理解することは、冷蔵システムを効果的に清掃・メンテナンスする方法を知る上で役立ちます。冷蔵の動作原理と知識を理解することで、機器の効率を最大限に高めることができます。例えば、業務用冷蔵庫を換気の良い場所に設置することを学ぶことで、過負荷を防ぎ、消費電力を削減できます。

冷凍システムにはどのようなコンポーネントが含まれていますか?

前述の通り、冷凍はコンプレッサー、コンデンサー、膨張弁／絞り弁、蒸発器など、いくつかの機械部品やコンポーネントを含むサイクルシステムです。さらに、冷媒は内部の熱を外部のコンデンサーに伝達する重要な物質です。各コンポーネントはそれぞれ特定の機能を持ち、このサイクルシステム内で冷媒を循環させ、循環的に気体または液体に変換します。これらの動きによって冷却効果が生じ、庫内温度が低下します。

冷凍コンポーネントの詳細を学んでみましょう。

コンプレッサー
コンプレッサーは、冷凍サイクルシステム内で冷媒を流す動力源と考えられており、このコンポーネントには、蒸発器から冷媒蒸気を引き出し、シリンダー内で圧縮して温度と圧力を高め、凝縮器に押し出されたときに冷媒蒸気が室温の空気と水によって簡単に凝縮できるようにするモーターが含まれています。

コンデンサー
コンデンサーは、冷蔵庫の背面または側面に固定された一連のチューブコイルとフィンで構成される熱交換装置です。高圧・高温の冷媒蒸気がここを通過すると、凝縮されて常温の液体になりますが、液体冷媒は依然として高圧のままです。

膨張弁
液体冷媒が蒸発器に入る前に、膨張弁によって圧力と温度が飽和状態まで下げられます。温度と圧力の急激な低下は、冷却効果を引き起こす可能性があります。

蒸発器
蒸発器も熱交換器の一種です。低温・低圧の冷媒液がこの装置に流入し、蒸発して蒸気となり、庫内の空気の熱を吸収します。このプロセスによって、保存されている食品や飲料を冷却するという最終目的が達成されます。蒸発器内の冷媒濃度が低いほど、保存されている食品の温度も低くなります。

冷凍システムはどのように機能するのでしょうか?

上記のコンポーネントは、チューブで接続されてサイクルシステムを形成します。システムが動作すると、コンプレッサーは、蒸発器で生成された低温低圧の冷媒蒸気をシリンダーに吸入します。圧力（温度も上昇）がコンデンサー内の圧力よりわずかに高くなると、シリンダー内の高圧の冷媒蒸気がコンデンサーに送られます。（したがって、冷媒の圧縮と伝送の役割を果たす）高温高圧の蒸気と常温の低温の空気（または水）が凝縮する冷媒内で熱伝達と凝縮のために液体冷媒が液体になり、膨張弁で冷却（バック）された後の液体冷媒が蒸発器に入り、蒸発器内で熱を吸収して蒸発物が冷却されます。このようにして、冷却対象が冷却され、冷媒蒸気がコンプレッサーによって吸い取られるため、冷凍システムでは圧縮、凝縮、膨張、蒸発の 4 つのプロセスを経てサイクルが完成します。