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、テンプレート:Lang-en-short）は、理論的に最も効率の高い理想的な可逆熱力学サイクルである。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）へ熱を移動させるが、その際、外部から仕事を受け取ることが必要である。この点、外部に仕事を果たすカルノーサイクルとは逆である。

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。

$\mathrm{(}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{P}{\mathrm{)}}_{\mathrm{R}}=\frac{Q_{\mathrm{C}}}{W}=\frac{T_{\mathrm{C}}}{T_{\mathrm{H}}-T_{\mathrm{C}}}$

$\mathrm{(}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{P}{\mathrm{)}}_{\mathrm{H}}=-\frac{Q_{\mathrm{H}}}{W}=\frac{T_{\mathrm{H}}}{T_{\mathrm{H}}-T_{\mathrm{C}}}=\mathrm{(}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{P}{\mathrm{)}}_{\mathrm{R}}+1>1$

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：

$Q_{\mathrm{H}}=T_{\mathrm{H}}(S_2-S_3)<0$

$Q_{\mathrm{C}}=T_{\mathrm{C}}(S_4-S_1)=T_{\mathrm{C}}(S_3-S_2)$

$W=-(Q_{\mathrm{H}}+Q_{\mathrm{C}})=(T_{\mathrm{H}}-T_{\mathrm{C}})(S_3-S_2)$

参考文献

• テンプレート:Cite book