逆カルノーサイクル

テンプレート:出典の明記 逆カルノーサイクル（ぎゃくカルノーサイクル）は、理論的に最も効率の高い理想的な可逆熱サイクルである。カルノーサイクルを逆運転させたものであり、低温の熱源（絶対温度T_C ）から高温の熱源（T_H ）へ熱を移動させる。ヒートポンプなど冷凍サイクルとしては一番能率の良いものであるが、実現は不可能である(似たような物は作れる。この似たような物を逆カルノーサイクルと呼ぶこともある)。

逆カルノーサイクルのP-V線図
逆カルノーサイクルのP-V線図
 
 
逆カルノーサイクルのT-S線図
逆カルノーサイクルのT-S線図

サイクル

• 1-4 温度T_C でQ_C の熱を等温過程により吸熱
• 4-3 温度T_H まで断熱圧縮
• 3-2 温度T_H でQ_H の熱を等温放熱
• 2-1 温度T_C まで断熱膨張

理論成績係数

成績係数COPは吸熱量を見る冷凍機サイクルとしての(COP)_R と、放熱量を見るヒートポンプサイクルとしての(COP)_H に分けられる。

<math>\mathrm{(COP)_R} = \frac{Q_\mathrm{C}}{W} = \frac{T_\mathrm{C}}{T_\mathrm{H} - T_\mathrm{C}}</math>

<math>\mathrm{(COP)_H} = - \frac{Q_\mathrm{H}}{W} = \frac{T_\mathrm{H}}{T_\mathrm{H} - T_\mathrm{C}} = \mathrm{(COP)_\mathrm{R}} + 1 >1</math>

ここで

• (COP)_R : 冷凍サイクルの理論成績係数
• (COP)_H : ヒートポンプサイクルの理論成績係数

である。 また、熱量Q_H 、Q_C および外部から供給された有効仕事W は、各状態の絶対温度T 、エントロピーS を用いて次のように表される：

<math>Q_\mathrm{H} = T_\mathrm{H} (S_2 - S_3) < 0 </math>

<math>Q_\mathrm{C} = T_\mathrm{C} (S_4 - S_1) = T_\mathrm{C} (S_3 - S_2)</math>

<math>W = - (Q_\mathrm{H} + Q_\mathrm{C}) = (T_\mathrm{H} - T_\mathrm{C}) (S_3 - S_2)</math>

関連項目

• 冷凍機
• カルノーサイクル

参考文献

• テンプレート:Cite book