ラボコンパニオン空冷式機械圧縮冷凍機の動作原理

1.圧縮

低温・低圧の冷媒ガスは蒸発器から排出され、コンプレッサーに吸い込まれます。コンプレッサーは、この部分の冷媒ガスに作用し（電気エネルギーを消費します）、激しく圧縮します。冷媒が高温・高圧の過熱蒸気に変化すると、蒸気の温度は周囲温度よりもはるかに高くなり、外部への熱放出に適した状態になります。

2. 結露

高温高圧の冷媒蒸気は、凝縮器（通常は銅管とアルミニウムフィンで構成されたフィンチューブ型熱交換器）に入ります。ファンの力で周囲の空気が凝縮器のフィンに吹き付けられます。すると、冷媒蒸気は凝縮器内を流れる空気に熱を放出します。冷却によって、冷媒蒸気は徐々に気体状態から中温高圧の液体へと凝縮します。この時点で、熱は冷凍システムから屋外へと放出されます。

3. 拡大

中温高圧の液冷媒は、絞り装置を通過して狭い流路を流れます。絞り装置は、水道管の開口部を指で塞ぐように、圧力を絞って下げる役割を果たします。冷媒の圧力が急激に低下すると、温度も急激に低下し、低温低圧の気液二相混合物（ミスト）となります。

4. 蒸発

低温低圧の気液混合液が蒸発器に入り、別のファンがボックス内の空気を冷たい蒸発器フィンを通して循環させます。冷媒液は蒸発器内のフィンを通過する空気の熱を吸収し、急速に蒸発・気化して低温低圧のガスに戻ります。この吸熱により、蒸発器を通過する空気の温度は大幅に低下し、試験室の冷却を実現します。

その後、この低温・低圧のガスは再びコンプレッサーに吸い込まれ、次のサイクルが開始されます。このように、サイクルは無限に繰り返されます。冷凍システムは、ボックス内の熱を継続的に外部へ「移動」させ、ファンを通して大気中に放散します。