逆カルノーサイクル｜冷凍機やヒートポンプ

逆カルノーサイクル inverse Carnot cycle

逆カルノーサイクルとは、カルノーサイクルを逆に回したサイクルで、低温の熱源から高温の熱源を受け取り、高温熱源に熱を放出するサイクルである。工学的には吸熱をするためには冷凍機(refrigerator)、もしくは放熱(heat pump)を利用するにはヒートポンプと呼ぶ。逆サイクルは、熱機関と逆サイクルとなるため、外部からの仕事を供給する必要がある。

P-V線図

カルノーサイクルが時計回りに循環するのに対して、逆カルノーサイクルは反時計回りに循環する。

冷凍機

冷凍機は、低温熱源から熱Q_Lを取って冷やす目的として逆カルノーサイクルが利用される。成績係数（COP、動作係数）は次式で表される。

冷凍サイクルの計算例1

冷凍サイクルの計算例2

ヒートポンプ

ヒートポンプは、高温熱源へ熱Qをくみ上げて暖める目的として逆カルノーサイクルが利用される。成績係数（COP、動作係数）は次式で表される。

T-S線図

逆カルノーサイクルのTS線図は下記の通りとなる。