圧縮機の運転と保守管理

ピストンアニメ

 『上級 冷凍受験テキスト:日本冷凍空調学会』<8次:15章(P193~215)>の「15.1 圧縮機の運転と保守管理(P193~200)」を、目次にそって過去問題を分類してあります。

 運転と保守 submenuとして、「圧縮機の運転と保守管理」ココ 「高圧部の保守管理」「低圧部の保守管理」として分類してあります。

 なので、『上級 冷凍受験テキスト』にそって学習しないと全体を把握できにいと思われます。試験は、このテキスト文章を基にして組み立てられています。(反則気味もありますが…)独特の日本語の言い回しになれましょう。ぜひ公式テキストを用意してください

始動

 圧縮機の始動時の動作や注意することなどです。テキスト<8次:P193~>を読んで、頭の中に思い浮かべてみよう。

・小形圧縮機では、高圧側と低圧側の圧力がほぼバランスした状態で始動すれば、駆動電動機の負荷が小さい。 H19ho/01 答え

【◯】 この問題は感覚的に分かる。
 テキスト(上級冷凍受験テキスト)では、保安管理技術編<8次:P193)の一番最初の「始動」に書かれている。この一行にわりと深い意味がある。冷凍サイクルは、高い低い・大きい小さい・多い少ない・などなどして、常にバランスなんだ。

・容量制御装置(アンローダ)が付いた多気筒圧縮機では、始動時、潤滑油の油圧が正常値に上がるまでは圧縮機がアンロード状態にあるので、駆動用電動機の負荷を軽減できる。 H17ho/01 答え

【◯】 ま、題意のとおり「アンローダは油圧で制御している」ってことを、覚えておく。 テキスト<8次:P193左(b)
-- 【注】 --
 7次改訂版では、スクリュー圧縮機の容量制御が数行追加されているので多気筒だけでなくスクリュー圧縮機も出題されると思われる。スクリューは「(始動時)」も文章が増えているので注意されたい。(2014(H24)/04/11記ス)
 8次改訂版はこの部分は特に変わっていない。(2016(H28)/11/23記ス)

圧縮機始動前

 見当たらない。

多気筒圧縮機の始動時

・多気筒圧縮機は、駆動電動機の始動時の負荷を軽減するため、吐出し止め弁を全閉にして始動する。 H19ho/01 答え

【×】 "全開"です。引っ掛からないように・・・。
 多気筒圧縮機の始動時に一番最初に確認する重要項目です。<8次:P193右下(a)>

・多気筒圧縮機の始動時には、吐出し弁の全開を確認してから、圧縮機を始動する。始動後直ちに、吸込み止め弁を全開まですばやく開くようにして、低圧側圧力が速く低下するようにする。 H23ho/01 答え

【×】 急激な操作は、何事においてもダメですよね。何となく分かる問題。テキスト<8次:P193右下(a)>


雑念

 こんにちの冷凍機は、スイッチポンでこの始動時の動作などを自動で制御するが、口を開けて「ボ~」っと、見ていてはいけない。

 試験で学び知識あるあなたは冷凍機が、今、何をしているか分かるようになる。計器、音、振動など五感を集中させてほしい。それは、季節、外気温、湿度、気圧(天気)などの違いで微妙に変わってくることに気づくだろう。そして幾人もの技術者が作り上げた冷凍機を見守ってほしい。冷凍サイクルの一連の動作を正常にこなしている冷凍機に愛情を注いでほしい。それが真の設備監視技術者であろう。

 お金を使い、努力して、苦労して試験勉強をすることをその一歩としてほしい。あなたは、必ず合格できる。


スクリュー圧縮機の始動時

・スクリュー圧縮機の吐出しガス温度は、オイルインジェクションを行っているので、一般に多気筒圧縮機よりも低い。 H19ho/01 答え

【◯】 「上級冷凍受験テキスト」の<8次:P37~>(学識編)と<8次:P194 (スクリュー圧縮機の始動時 )>(保安編)を読むと…。
 この問題は、6次改訂版(2007年(H19)発行)をもとに出題されている。
------------------- 7次改訂版について -----------------------
7次改訂版のP154では、この問題の多気筒圧縮機との比較は削除されており、「オイルインジェクション」の語句もカットされている。よって、これのコピペ問題は出題されないと思われる。(2012年4月10日記す)
------------------- 8次改訂版について -----------------------
 8次改訂版P194(ページが大幅に変更されている)は、文章は変わっていない。(2016(H28)/11/14記ス)


 過熱運転の原因とその影響、対応

 先ず、「過熱度」と「過熱運転」のイメージを作り上げること。ま、過熱度はp-h線図の勉強。過熱運転は・・・そうだね、圧縮機がチンチンに熱くなっている状態だ。

 原因全般的な問題。『上級 冷凍受験テキスト:日本冷凍空調学会』<8次:P195左 (15.1.2 過熱運転の原因とその影響)

過熱運転の原因
「過熱運転の原因とその影響」概略図

・圧縮機が過熱運転状態になる原因として、吸込み蒸気の圧力低下、過大な過熱度、吐出しガス圧力上昇などが考えられる。 H16ho/01 答え

【◯】 過熱運転の原因は3つある覚えよう!
「SIによる 上級 冷凍受験テキスト:日本冷凍空調学会」<8次:P195左>
(1)過大な吸込み蒸気過熱度
(2)吐出しガス圧力の上昇
(3)吸込み圧力の低下      この3つ!をおぼえておこう。

・次のイ、ロ、ハ、二の記述のうち、圧縮機の過熱運転の原因となるものについて正しいものはどれか。 H27ho/01
 イ.往復圧縮機の吸込み弁の弁板が割れた。
 ロ.空冷凝縮器のフインがごみで目詰まりした。
 ハ.往復圧縮機の油ポンプ回路のフィルタが目詰まりした。
 二.冬季に空気温度が下がり、凝縮圧力が大きく低下し、温度自動膨張弁能力が大きく不足した。
  (1)イ、ロ (2)イ、ハ (3)ロ、ハ (4)ロ、二 (5)ハ、二
答え

【4】 ロ、ニ、が正しいです。
 イ.テキスト<8次:P198左(a)>の「吸込み弁の漏れ」を読むべし。吐出しガス温度はあまり上昇しない。
 ロ.テキスト<8次:P195右(2)>にズバリ。吐出しガス圧力上昇し過熱運転となる。
 ハ.テキスト<8次:P198右(1)>だね。焼き付きの原因になるが、過熱運転には特に関係ない。
 ニ.テキスト<8次:P195右(1)最後の方>だね。温度自動膨張弁能力が大きく不足して過熱度が増大し過熱運転となる。

・往復圧縮機の過熱運転の原因には、圧縮機の不具合や吐出しガス圧力の上昇などがあり、密閉往復圧縮機では、加えて電源の異常な低電圧などもある。 H28ho/01 答え

【◯】 その通りとしか言いようが無い。テキスト<8次:P195左 (15.1.2 加熱運転の原因とその影響)>冒頭部分ズバリ的。

・往復圧縮機の運転で、吸込み蒸気圧力の上昇や吐出しガス圧力が低下すると過熱運転になる。 H29ho/01 答え

【×】 テキスト<8次:P195左 (15.1.2 加熱運転の原因とその影響)>冒頭部分ズバリ的。
正しい文章は、
  往復圧縮機の運転で、吸込み蒸気圧力の低下や吐出しガス圧力が上昇すると過熱運転になる。

過熱運転の影響

 『上級 冷凍受験テキスト:日本冷凍空調学会』<8次:P195左~P196左 (15.1.2 過熱運転の原因とその影響、対応)>を読むしかない。

・圧縮機が過熱運転になると体積効率、断熱効率が低下し、これによって冷凍装置の冷凍能力、成績係数が低下する。 H14ho/01 答え

【◯】 「圧縮機過熱運転→体積効率↓断熱効率↓冷凍能力↓成績係数↓」と理屈抜きで覚えてもいいかも。
(冷凍機油の劣化、密閉圧縮機では電動機の焼損の原因にもなる)「上級 冷凍受験テキスト」<8次:P195右上辺り>

・圧縮機吸込み蒸気の過熱度が過大になると、圧縮機は過熱運転となり、体積効率と断熱効率はともに低下する。 H17ho/01 答え

【◯】 「吸込み蒸気過熱度↑圧縮機過熱運転→体積効率↓断熱効率↓冷凍能力↓成績係数↓」で、丸暗記。

・圧縮機が過熱運転になると、体積効率は低下するが断熱効率は変わらないので冷凍装置の冷凍能力は低下するが、圧縮機駆動の軸動力は変わらない。 H20ho/01 答え

【×】 「吸込み蒸気過熱度↑圧縮機過熱運転→体積効率↓断熱効率↓冷凍能力↓成績係数↓」
ぅむ。断熱効率は↓だね。
 断熱効率が低下すると、軸動力が大きくなる。ηc=Pth÷Pc(「上級冷凍受験テキスト」<8次:P44辺り>を読んでね)
圧縮機過熱運転は、効率は低下するし動力は増加するしろくな事はない。

・圧縮機が過熱運転になると、圧縮機の体積効率、断熱効率が低下し、それによって冷凍装置の冷凍能力、成績係数が低下するが、潤滑油の劣化、冷媒の熱分解は冷媒温度に依存するのであって過熱運転との関係はない。 H24ho/01 答え

【×】 8次:P195右上を、読んでもらいたい。冷媒の熱分解は、過熱運転による吐き出しガス温度の上昇により生じることが記されている。H24年度は疲れます。健闘を祈る。
 --- 8次改訂版について ---
 7次:「ふっ素系冷媒では冷媒の熱分解の恐れも生じ、」
 8次:「フルオロカーボン冷媒では冷媒の熱分解の恐れも生じ、」
 と、なっている。特に重要なことでもないかもしれないが…

・圧縮機が過熱運転状態になる原因として、吸込み蒸気圧力の低下、過大な吸込み蒸気過熱度、吐出しガス圧力の上昇などがある。圧縮機が過熱運転になると、圧縮機の体積効率、断熱効率、冷凍装置の冷凍能力および成績係数が低下する。 H30ho/01 答え

【◯】 はい、その通り。この一文は暗記しても良いかも。 テキストは『上級 冷凍受験テキスト:日本冷凍空調学会』<8次:P195左下 (15.1.2 過熱運転の原因とその影響,対応)>に、ズバリ的。

(1)過大な吸い込み蒸気過熱度

・吸込み蒸気過熱度が大き過ぎると、密閉形圧縮機では開放形に比べて、吐出しガス温度の上昇が大きい。 H19ho/01 答え

【◯】 過熱度が大きい(原因は何か)とどうなるか、さらに密閉型ではどうなるか、が問われる。  テキストは<8次:P195右 ((1) 過大な吸い込み蒸気過熱度)右真ん中あたり>で、特に開放型と比べる記述はないが、文面から読み取るしかないだろう。頑張って。

・吸込み蒸気の圧力と温度がともに上昇して吸込み蒸気の過熱度が大きくなっても、圧縮機が過熱運転状態になることはない。 H20ho/01 答え

【×】 これは、テキスト<8次:P195右 ((1) 過大な吸い込み蒸気過熱度)>の冒頭を読んでみよう、ズバリ的。イメージできるかな?
設問を正しい文章にすると。「吸込み蒸気の圧力と温度がともに上昇して吸込み蒸気の過熱度も大きくならなければ、圧縮機が過熱運転状態になることはない。」と、とりあえず記憶。覚えられない!?方は吸込み蒸気管を脳内に描き、p-h線図をジーッと見つめてみましょう。 

・冬季に凝縮圧力が大きく低下すると、膨張弁の容量が不足して吸込み蒸気の過熱度が増大し、圧縮機が過熱運転になることがある。 H24ho/01 答え

【◯】 この一文は大事です丸暗記でも良い。
 凝縮圧力が低下すると膨張弁の前後の圧力差が小さくなって冷媒流量が減少し蒸発圧力は低下する、よって吸込み蒸気圧力が低下し過熱度が増大する。上級テキスト<8次:P195右 ((1) 過大な吸込み蒸気過熱度)>の最後の部分を読みつつ、<8次:P206「膨張弁容量の選定」>を参照するとよい。

・圧縮機運転中、負荷が増大すると、吸込み蒸気圧力、吐出しガス圧力、吐出しガス温度共に上昇し、圧縮機運転電流も増大するが、温度自動膨張弁の制御範囲内であれば吸込み蒸気の過熱度は維持できる。 H26ho/01 答え

【◯】 この問題はココにおいておきましょう。
 つまりこの設問の問いかけは、負荷変動した時の適切な冷凍サイクル制御は温度自動膨張弁容量は蒸発器に見合った適切な選択をする必要がある。ということ。上級テキスト<8次:P195右 ((1) 過大な吸込み蒸気過熱度)>の最後の部分を読みつつ、<8次:P206「膨張弁容量の選定」>を参照するとよい。

(2)吐出しガス圧力の上昇

吐出しガス温度Tdの関係式

断熱圧縮時の吐出しガス温度Tdは、この式の関係があることを覚えておきたい。いや、ぜひ覚えてほしい。この先、必ず幸せになれる。

この式から、「吐出しと吸込みの圧力比(Pd/Ps)が増大すると、吐出しガス温度Tdは上昇し、圧縮機が過熱運転になる。」ことに留意すると問題を解きやすいでしょう。

 吐出しガス圧力と過熱運転については、 『上級 冷凍受験テキスト:日本冷凍空調学会』<8次:P195右~P196左上 ((2) 吐出しガス圧力の上昇)>を参照のこと。

・冷凍装置内に不凝縮ガスが侵入すると、吐出しガス圧力は高くなるが、圧縮機が過熱運転になることはない。 H16ho/01 答え

【×】 吐出しガス圧力が上昇すると、圧力比が大きくなって吐出しガス温度が上昇する。過熱運転になる原因の中の一つ(2)吐き出しガス圧力の上昇、これの要因は「上級 冷凍受験テキスト:日本冷凍空調学会」<8次:P195 >を熟読すべし。

・冷凍装置内に不凝縮ガスが侵入すると、水冷凝縮器の冷媒側熱伝達率が小さくなり、不凝縮ガスの分圧相当分以上に圧縮機吐出しガスの圧力が高くなり、吐出しガス温度も高くなる。 H22ho/01 答え

【◯】 凝縮器の不凝縮ガス、伝達率、吐出しガス温度と圧力(そして過熱運転)これらの関係を把握してないと何が合っていて間違っているか????となる。<8次:P195右下と、8次:P201右下~>をよく読もう。

・水冷圧縮機の冷却管に水あかの付着、冷却水量の減少、冷却水入り口の温度の上昇などにより、圧縮機の吐出し圧力が上昇し、圧縮機が過熱運転状態になることがある。 H22ho/01 答え

【◯】 過熱運転になる一因に、吐出しガス圧力の上昇がある。その上昇の理由は幾つかある。突っ込みどころ満載なのだ。テキスト<8次:P195右 ((2) 吐出しガス圧力の上昇)>熟読すべし。

・水冷凝縮器の冷却管への水あかの付着、冷却水量の減少、冷却水入口温度の上昇などが生じたときに、圧縮機吐出しガス圧力および吐出しガス温度が上昇し、圧縮機が過熱運転になる。 H24ho/01 答え

【◯】 H22年度と同等の問題。吐出しガス圧力も温度も上昇ス。

・スクリュー圧縮機の吐出しガス温度が多気筒圧縮機と同じような温度になる場合は、油量不足が原因のひとつである。 H23ho/01 答え

【◯】 この問題はココに置く。
 テキスト7次改訂版以降、多気筒圧縮機との比較や油量不足による温度どうのこうの<6次:P142左下(b)>は削除されている。(理由は不明。)ま、そっくりな問題は出ないだろう。<8次:P194右下(e)>

・蒸発式凝縮器の冷却管の汚れや散水量の減少、水冷凝縮器の冷却管への水あかの付着や冷却水量の減少、冷却水入口温度の上昇、空冷凝縮器のフィンにおけるごみの目詰まりなどが生じたときに圧縮機の吐出しガス圧力が上昇する。 H29ho/01 答え

【◯】 その通りとしか言いようがない。テキスト<8次:P195右 ((2) 吐出しガス圧力の上昇)>の冒頭にズバリ的ですね。

(3)吸込み蒸気圧力の低下

 『上級 冷凍受験テキスト:日本冷凍空調学会』<8次:P196左 ((3) 吸込み蒸気圧力の低下)

・圧縮機吸込み管にあるサクションフィルタの目詰まりなどにより、吸込み圧力が異常に低下すると、吸込み蒸気温度が低下するので、圧縮機が過熱運転になることはない。 H22ho/01 答え

【×】 H22年度は過熱運転の問題が多い。この問題は、勉強していてもひっかかるかな?
「吸込み蒸気温度が低下 → 過熱運転にならない」と勘違いしないように。「吸込み蒸気圧力が低下 → 過熱運転になる」である。<8次:P196左>

・冷媒蒸発圧力が低い低温用冷凍装置では、蒸発器の熱負荷が大きく低下することによって圧縮機吸込み蒸気圧力が異常に低下すると、吐出しガス温度が上昇して圧縮機が過熱運転になる。 H24ho/01 答え

【◯】 Td=Ts(Pd/Ps)^(k-1)/k」(Td:吐出しガス温度、Ps:吸込み蒸気圧力)式(P195左)を覚えていれば、ピンとくるでしょう。ぜひ覚えましょう。 健闘を祈る。

・圧縮機の吸込み圧力が異常に低下すると、圧縮機の吐出しガス温度が上昇し、圧縮機が過熱運転になる。 H21ho/01 答え

【◯】 ぅむ、サービス問題かも。

・蒸発圧力の低い低温用冷凍装置では、圧縮機の吸込み蒸気圧力が正常な状態から異常に低下すると、圧力比が大きくなって、圧縮機は湿り圧縮運転となり、圧縮機の吐出しガス温度は低下する。 H28ho/01 答え

【×】  圧縮機は過熱運転となり、圧縮機の吐出しガス温度は上昇する。 ですね。テキスト<8次:P196 ((3) 吸込み蒸気圧力の低下)>の冒頭部分。

・吸込み蒸気で電動機を冷却する密閉式圧縮機では、吸込み蒸気圧力が低下すると、電動機の冷却が不十分となり圧縮機が過熱運転となる場合があるため、長時間の真空運転は行わない。 R01ho/01 答え

【◯】 そのとおり! 『上級 冷凍受験テキスト』<8次:P196左 ((3) 吸込み蒸気圧力の低下)の真ん中辺りにズバリ的。


湿り運転の原因とその影響、対応

 問題数は多いです。

(1)湿り運転の原因

 年代順に並べます。

・圧縮機の停止中、クランクケース内の油温が高いと、始動時にオイルフォーミングを発生することがある。(R22往復圧縮機) H13ho/01 答え

【×】 油温が低いとフロン冷媒は油に溶けやすく始動時にオイルフォーミングを起こす。なので、オイルヒーターで温めている、点検時は必ず油温をチェックする。
 テキスト<8次:P196(e)>あたりと、<8次:P199「油ヒータ」>を読むべし。

・圧縮機停止中のクランクケース温度が高かった。(圧縮機が湿り運転になる原因) H15ho/01 答え

【×】 湿り運転にはならない。
 停止中はわざわざヒーターで温めている。クランクケース内の油温が低いと冷媒が溶け込んで、オイルフォーミングが発生する。 油温が低いとどうなるか把握しておくように。「上級 冷凍受験テキスト」<8次:P196右(e)>、<8次:P199油ヒータ>

・蒸発器に霜が厚く付着した。(圧縮機が湿り運転になる原因) H15ho/01 答え

【◯】 霜が付着すると熱通過率が低下して熱交換が阻害され、蒸発器内の冷媒は蒸発しにくくなり湿り運転となる。

・圧縮機吐出し弁が割れている。(圧縮機が湿り運転になる原因) H15ho/01 答え

【×】 吐出し弁が割れると吐出しガス温度が上昇する、湿り運転とは関係ない。<8次:P198(b) (吐出し弁の漏れ )>「吐出し弁の漏れ」ページにも貼っておきます。

・吸込み配管の途中に大きなトラップがあり、装置の運転停止中にトラップに凝縮した冷媒液や油が溜まっていると、圧縮機始動時に液戻りが生じることがある。 H25ho/01
 答え

【◯】 「配管」で出題されそうな問題であるが、テキストの湿り運転ページにも書かれている。 テキスト<8次:P196右(b)>

・圧縮機運転中、温度自動膨張弁の感温筒が吸込み管から外れて、感温筒の温度が上昇すると、膨張弁が開き過ぎになって、過剰な冷媒液が蒸発器に流入して液戻りが起きる。 H26ho/01 答え

【◯】 テキスト<8次:P196(c)>にズバリだね。

・圧縮機運転中、温度自動膨張弁の感温筒が吸込み蒸気配管から外れて、感温筒の温度が上昇すると、膨張弁が閉じて、圧縮機が過熱運転となる。 H29ho/01 答え

【×】 まずは、正しい文章にしてみましょう。

  圧縮機運転中、温度自動膨張弁の感温筒が吸込み蒸気配管から外れて、感温筒の温度が上昇すると、膨張弁が開き過ぎになって、圧縮機が湿り運転となる。

 テキスト的には、<8次:P196右 (15.1.3 湿り運転の原因とその影響,対応 (1)湿り運転の原因 (c))(P196右)> と、いうわけで全く逆の動作と影響の問題文です。

・圧縮機運転中、温度自動膨張弁の感温筒が吸込み蒸気配管からはずれて感温筒の温度が上昇すると、膨張弁の開度が低下し、冷媒循環量が減少する。 H30ho/01 答え

【×】 テキスト<8次:P196(c)> 上記「H26ho/01」の問題文を【×】に改良したもの。

 正しい文章にしておきましょう。
  圧縮機運転中、温度自動膨張弁の感温筒が吸込み蒸気配管からはずれて感温筒の温度が上昇すると、膨張弁の開度が開き過ぎになって、冷媒循環量が過剰に増加する。

・圧縮機が、アンロード運転からフルロード運転に切り換わった際、圧縮機容量が増加して吸込み蒸気圧力が上昇し、液戻りが起きて液圧縮になることがある。 R01ho/01 答え

【×】 テキスト<8次:P196(a)>ですね。正しい文章にしてみましょう。

  圧縮機が、アンロード運転からフルロード運転に切り換わった際、圧縮機容量が増加して吸込み蒸気圧力が低下し、液戻りが起きて液圧縮になることがある。

(2)湿り運転の影響等対応

・圧縮機が湿り蒸気を吸い込むと、圧縮機の吐出しガス温度が低下する。 H16ho/01 答え

【◯】 何となく感覚で分かる問題…。テキスト<8次:P197左上>にズバリです。

・圧縮機運転中、吸込み蒸気圧力が異常に低下すると、圧縮機は湿り運転となり、吐出しガス圧力が上昇する。 H17ho/01 答え

【×】 「湿り運転になると吐出しガス圧力は低下する」と、とりあえず覚えよう。テキスト<8次:P197左上>
 重要なのは、湿り運転とは、何か、どういうときになるのか、どうなるのか、という試験問題があなたを直撃する。さぁ、頑張ろう。

・圧縮機に液戻りが起きると、オイルフォーミングが発生するが、潤滑不良を起こすことはない。 H18ho/01 答え

【×】 冷媒液が急激に沸騰しオイルフォーミングが起こり、潤滑不良になり油ポンプの油圧が低下し、潤滑不良になる。テキスト<8次:P197左上>を読む。

・圧縮機が湿り蒸気を吸込むと、圧縮機の吐出しガスの温度が低下し、オイルフォーミングを発生することがある。(往復圧縮機) H21ho/01 答え

【◯】 テキスト<8次:P196~P197「湿り運転の影響と対応」>をジックリ読むべし。

・圧縮機が湿り蒸気を吸い込むと、吐出しガス温度が低下する。この運転状態が続き、圧縮機が液戻りの状態になっても、油圧保護圧力スイッチが作動することはなく、圧縮機は停止しない。 H22ho/01 答え

【×】 冷媒液が急激に沸騰しオイルフォーミングが起こり、潤滑不良になり油ポンプの油圧が低下し油圧保護圧力スイッチが作動し圧縮機を停止させる。液戻り(液圧縮)は危険だからね!
 テキスト<8次:P197左上~>をよく読もう。

・圧縮機にオイルフオーミングが起きると、油圧保護スイッチが作動して、圧縮機が運転できなくなることがある。オイルフオーミングを防止するために、始動前にクランクケースヒータにより油温を周囲温度よりも高く上げておくようにする。 H23ho/01
 答え

【◯】 大丈夫だね。テキスト<8次:P197左上>、<8次:P199右上辺り>だなぁ。

・フルオロカーボンを冷媒とする圧縮機では、運転停止中のクランクケース内の油温が低いと多量の冷媒が油に溶解し、始動時に、オイルフォーミングの発生によって液圧縮を起こして、潤滑不良や弁割れを起こすことがある。 H30ho/01 答え

【◯】 テキスト的には<8次:P197左上>辺りを読むしかない。  弁割れ という語句はテキストにはなくて、  吐出し弁や吸込み弁を破壊し とある。ま、参考までに…。


運転停止

 運転停止の問題は、H25年が初めて?今日(2014(H26)/09/12記ス) レアです。

・圧縮機を長期にわたって停止し凍結のおそれのある場合、凝縮器、潤滑油冷却器の冷却水は排水するが、圧縮機シリンダのウオータジャケットの冷却水の排水は必要ない。
 H25ho/01 答え

【×】 勉強していなくても「そりゃ、ダメでしょ水抜かないと。」と、思うサービス問題。
 テキストは、<8次:P197右(c)>
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往復圧縮機の吸込み弁、吐出し弁の漏れ及びピストンリングの摩耗の影響

 テキスト読んで、一通り過去問をこなせば感覚的にわかるかも。

(a)吸込み弁の漏れ

・吸込み弁が異常摩耗すると、体積効率が低下するが、冷凍能力と成績係数は変わらない。 H16ho/01 答え

【×】 吐き出すときにガスの一部が吸込み側に逆流し、吐出しガスが減少する。体積効率低下し冷凍能力も低下する。減少したガスで一生懸命!圧縮し冷凍しようとするので成績係数も低下する。 ちなみに、吐出しガス温度はあまり上昇しない。←これ引っかけででるかも

・圧縮機の吸込み弁からガスが漏れると、体積効率が低下するが、吐出しガス温度はあまり大きく上昇することはない。 H18ho/01 答え

【◯】 ほら、ほら出た。
16年度の問題と少し違って吐出しガス温度のことも問われる、圧縮ガスの吐出し量が減少するからあまり温度は上昇しないらしい。 この辺はテキストを良く読む、または、覚えちゃおう。「吸込み弁のガス漏れ → 体積効率低下・成績係数低下・吐出しガス温度あまり上昇しない」<8次:P198(a)>を読むこと。
でも、「冷媒量が不足して低圧圧力が下がり過熱度が大きくなって吐出しガス温度が上昇する」<8次:P191「冷媒の充てん」左下>と、いうことと混同しないように・・・・引っ掛けに出そうです。

・圧縮機の吸込み弁が漏れると、圧縮機の吐出しガス温度が低下し、体積効率が大きく低下する。 H21ho/01 答え

【×】 ぅむ、吐出しガス温度は低下しない。
 テキスト<8次:P198(a)>。それから、<8次:P191「冷媒の充てん」左下>の冷媒の充てん不足と混同しないように。)

・往復圧縮機の吸込み弁の漏れは、ピストンの圧縮、吐出しの行程で高圧の圧縮ガスの一部を吸込み側に逆流させるため、圧縮機の吐出しガス量を減少させ、体積効率の大きな低下を招くが、吐出し弁の漏れほど吐出しガス温度を上昇させない。 H28ho/01 答え

【◯】 素直な良い問題ですね。テキスト<8次:P198左上 ((a) 吸込み弁の漏れ)>ズバリ的。

(b)吐出し弁の漏れ

ピストンアニメ

 吐出し弁が漏れたらどうなるか!「SIによる 上級 冷凍受験テキスト:日本冷凍空調学会」<8次:P198(b)、P200例題>を読んでイメージできるようにしよう。

 ココを理解するには、例えば断熱効率、体積効率、成績係数って何?ということになる。基礎が大事です。

・吐出し弁が、摩耗して冷媒ガスが漏れると、吐出しガス温度が低くなるので、圧縮機の断熱効率は大きくなる。(R22往復圧縮機) H13ho/01 答え

【×】 吐出し弁から熱いガスがシリンダ内に逆流→過熱度の大きなガスを圧縮→吐出しガス温度上昇、断熱効率は小さくなってしまう。テキスト<8次:P198(b) (吐出し弁の漏れ )

・圧縮機吐出し弁が割れている。(圧縮機が湿り運転になる原因) H15ho/01 答え

【×】 この問題はココに置く。
 吐出し弁が割れると吐出しガス温度が上昇し吸込み蒸気と混合し過熱度が大きくなり…、湿り運転とは関係ない。<8次:P198(b) (吐出し弁の漏れ )>「湿り運転の原因」ページにも貼っておきます。

・圧縮機の吐出し弁が異常摩耗すると、漏れたガスはシリンダー内に絞り膨張して吸込み蒸気と混合するので吸込み蒸気が大きく過熱し、その結果吐出しガス温度が上昇し潤滑油を劣化させる。 H20ho/01 答え

【◯】 弁の問題は、毎年出題されると思っても良い。
 テキスト<8次:P198(b) (吐出し弁の漏れ ) それから、<7次P160例題 4) 8次:P200例題 4)>を読みつつ過去問をこなすと、なんとなくイメージ的にわかってくるはずだ。頑張ろう。

・圧縮機の吐き出し弁から冷媒ガスの漏れが生じると、吐き出し量が減少し、体積効率が低下し、吐出しガス温度も低下する。(R22往復圧縮機) H14ho/01 答え

【×】 吐出しガス温度は上昇し、潤滑油も劣化する。断熱効率と体積効率も低下しろくなことはない。

・吐出し弁の漏れがあると、ピストンの圧縮、吐出しの行程で吐き出された高圧ガスの一部がシリンダ内に逆流し、圧縮機の吐出しガス量が減少するので、体積効率の低下を招くが、吐出しガス温度はあまり変化しない。 H23ho/01 答え

【×】 恐怖の合格率平成23年度の問題だ。
 でも、あなたなら大丈夫でしょう。シリ逆流→ガス減少→体効低下→吐き温上昇。
 吸込み弁の漏れと、混同させようとしているのがミエミエですね。 <8次:P198(b)>

・圧縮機の吐出し弁が漏れると、圧縮機の吐出しガス温度が上昇し、体積効率と断熱効率が大きく低下する。 H21ho/01 答え

【◯】 O-k-!
断熱効率に関しては、テキスト<8次:P198(b)> シリ逆流→ガス減少→体効と断効低→吐き温上昇。って感じかな。さぁ、頑張ろう。

・圧縮機吐出し弁が割れている。(圧縮機が湿り運転になる原因) H15ho/01 答え

【×】 吐出し弁が割れると吐出しガス温度が上昇する、湿り運転とは関係ない。

・圧縮機の吐出し弁に漏れがあると、吐出しガス温度が低下する。 H17ho/01 答え

【×】 熱い高圧ガスが逆流してくるんだね、だから「低下しない」・・・って感じ、なんとなく感覚で分かる!?

・往復圧縮機の吐出し弁に漏れがあると、吐出しガス圧力、体積効率、吐出しガス温度は全て低下する。 H26ho/01 答え

【×】 ぅむ。(吐出しガス温度は上昇する)テキスト<8次:P198(b)>

・往復圧縮機において吐出し弁の漏れがあると、吐出し側の高温、高圧の圧縮ガスの一部がシリンダ内に逆流するため、圧縮機の吸込み蒸気量が減少し、体積効率および吐出しガス温度の低下を招く。 R01ho/01 答え

【×】 令和元年度の問題はココに置きましょう。 どんな文章になっても楽勝ですね。「体積効率および吐出しガス温度の上昇を招く。」

(c)ピストンリングの摩耗

 リングは美味しい問題だから、必ずゲットしよう。<8次:P198(c)、P200例題>(例題の方もよく読んでおこう。)

・オイルリングが著しく摩耗すると、油圧保護圧力スイッチが作動することがある。 H13ho/01(R22往復圧縮機) 答え

【◯】 冷凍受験テキスト<8次:P200例題>
ピストンには上部にコンプレッションリング(ガスリング)、下部にオイルリングがある。オイルリングが摩耗すると油上がりが多くなって油量が減り正常な油圧を保つことができなくなり、油圧保護圧力スイッチ作動し圧縮機が停止する。

・コンプレッションリングが摩耗すると、圧縮機からの油上がりが多くなり、熱交換器での伝熱が悪くなって冷凍能力が低下する。(R22往復圧縮機) H14ho/01 答え

【×】 コンプレッションリングとオイルリングの違いをおぼえよう。テキスト<8次:P198(c)、P200例題>
コンプレッションリングが摩耗すると、シリンダーからクランクケース側にガスが漏れ、体積効率と冷凍能力が低下する。

・オイルリングが摩耗すると、圧縮機からの油上がりが多くなり、送り出された油は凝縮器や蒸発器の伝熱を阻害する。 H18ho/01 答え

【◯】 このリングの問題は、3種にも出題されるけど頻繁に出るというわけでもない。5年分の過去問をガンガンしていれば大丈夫だと思います。


油量と油圧の確保

 問題数は少なめ

(1)往復圧縮機

・多気筒圧縮機で強制給油潤滑式の場合、給油圧力は油圧計指示圧力からクランクケース内ガス圧力を減じた値である。 H26ho/01

・強制給油方式を用いた多気筒圧縮機の給油圧力は、油圧計指示圧力からクランクケース内圧力を差し引いた圧力である。 R01ho/01 答え

【両方 ◯】 テキスト<8次:P198(1)往復圧縮機>にズバリ。
 (給油圧力) = (油圧計指示圧力)-(クランクケース内ガス圧力)

 平成26年度と令和元年度の、問題文の違いを、お楽しみください…。

・往復圧縮機で強制給油潤滑式の場合、給油圧力は油圧計指示圧力からクランクケース内ガス圧力を減じた値である。 H29ho/01 答え

【◯】 出た-。H26年度と同様の問題。

・多気筒圧縮機の適正な給油圧力は、油圧計指示圧力にクランクケース内圧力を足した値で判断する。この給油圧力は油圧調整弁で調節する。 H30ho/01 答え

【×】 出た-。今度は間違い問題。正しい文章にしておきましょう。テキスト<8次:P198(1)往復圧縮機>にズバリ。

  多気筒圧縮機の適正な給油圧力は、油圧計指示圧力からクランクケース内圧力を減じた(引いた)値で判断する。この給油圧力は油圧調整弁で調節する。

(2)スクリュー圧縮機 P198

 ここでは、スクリュー圧縮機の給油方式や給油圧力などが記されているが、過去問が見当たらない。

(3)油戻し P199

 見当たらない。見逃しか?


油ヒータ

・運転停止中の多気筒圧縮機のクランクケース内の油温が低いと、多量の冷媒が油に溶解し、始動時にオイルフォーミングを発生させ、液圧縮を起こして潤滑不良や弁割れを起こすことがある。 H20ho/01 答え

【◯】 これは、サービス問題かな。
 <8次:P199「油ヒータ」>を必ず一読しておこう。冷媒つながりで<8次:「クランクケースヒータの使用」P220>も一読です。

・始動時に圧縮機内で油に溶け込んでいた冷媒が急激に気化しオイルフォーミングが起きると、吐出し温度が低下し、油上りが多くなる。スクリュー圧縮機でこれを防止する場合は、油分離器の油だめにヒータを用いて始動前に油温を上げて、冷媒の溶解量を少なくする必要がある。 H25ho/01 答え

【◯】 テキスト7次改訂版から、項目名が「クランクケースヒータ」から「油ヒータ」に変わり、このスクリュー圧縮機についての文章も追加された。<8次:P199右上~>
ぅむ、この先、こんな感じの問題が出題されるだろう。(2014(H26)/09/10記ス)


密閉圧縮機の運転上必要な配慮

・密閉圧縮機では、冷媒蒸気により圧縮部は冷却されるが、電動機は冷却されない。 H18ho/01 答え

【×】  たった一行の問題だけど勉強不足だと戸惑うかも。密閉というのが先ず一つ目のカギ、あとは圧縮部電動機かな、密閉なので空気では冷却できないから冷媒蒸気で冷却する、 圧縮部と電動機の違い(構造のイメージ)を勉強しよう、テキストを一度じっくり読みましょう。テキスト<8次:P199右下 (密閉圧縮機の運転上必要な配慮)>のP197左真ん中辺りを読みつつ、<8次:P34の図とP36>で読み解くしかないだろう。

・密閉・半密閉冷凍機の電動機が焼損すると、巻線の絶縁物や潤滑油が焼けて、圧縮機内にカーボンが付着したり、冷媒の分解が生じることがある。こういう場合でも、圧縮機の交換だけでよく、冷凍サイクル内の洗浄は必要ない。 H25ho/01 答え

【×】 この問題はココに置く。(2014/09/12)
 密閉圧縮機の運転注意事項はテキストでの文章が多い。(出題は少ないけど…)
 この問題は、<8次:P200左>にズバリ書いてある。冷媒サイクル内を全て洗浄しなければならない。大変なことである。「始末書」確実(そして賞与カット、配置転換、まさかの首…ぐらい大変かも)です。


(例題 15.1

 該当なし

20/01/03 

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修正・訂正箇所履歴

【2020(R02)/01/02 新設】(← 履歴をここに作った日

【参考文献・リンク】

  • 初級受検テキスト:日本冷凍空調学会
  • 上級受検テキスト(上級受検テキスト):日本冷凍空調学会
  • 冷凍機械責任者(1・2・3冷)試験問題と解答例:日本冷凍空調学会
  • 第3種冷凍機械責任者試験模範解答集 :電気書院
  • 第1・2種冷凍機械責任者試験模範解答集 :電気書院

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