高圧部の保守管理 P200~210

 『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「15.2 高圧部の保守管理(P200~210)」を、目次にそって過去問題を分類してあります。

 「圧縮機の…」「高圧部の…」「低圧部の…」に分類してあります。

凝縮伝熱面積の確保 P200~P201

(1)各種凝縮器の伝熱面積 P200

・空冷凝縮器の伝熱面積は、水冷凝縮器よりも大きくする。これは空気側の熱伝達率値が水側の熱伝達率の値より小さいことによる。 H16ho/02 答え

【◯】 イメージして。水より空気の方が熱伝達率が小さい。なので、面積を大きくする。テキストにズバリ的にはないが、<8次:P200右下 ((1) 各種凝縮器の伝熱面積)>から読み解くべきだろう。

・空冷凝縮器の伝熱面積は蒸発式凝縮器よりも大きくなる。これは空気側の熱伝達率の値が、水の蒸発潜熱を利用する蒸発式凝縮器の蒸発側の熱伝達率の値より小さいことによる。 H20ho/02

・空冷凝縮器の伝熱面積は、同じ冷凍能力で比較した場合には、蒸発式凝縮器よりも大きくなる。これは、空冷凝縮器の空気側熱伝達率が水の蒸発潜熱を利用する蒸発式凝縮器の蒸発側熱伝達率よりも小さいことによる。 答え

【両方 ◯】 空気の熱伝達率は小さいと覚えておこう。
 テキスト<8次:P81右下「空冷凝縮器は、…」~ P82左「蒸発式凝縮器は、…」まで。>を、一通り読んで「空冷式」「蒸発式」「水冷式」の凝縮器の概略をつかんだら、<8次:P82>の表7.1で長所と欠点を把握しよう。それと、<8次:P200右下 ((1) 各種凝縮器の伝熱面積)><8次:P204の表15.1>も見ておくと良いと思う。頑張って。

(2)凝縮温度 P201

・水冷凝縮器の凝縮温度に対する凝縮負荷のΦk、伝熱面積A、冷却水入口温度tw1、冷却水出口温度tw2および熱通過率Kの間の関係から、冷媒と冷却水との温度差を算術平均とすると、凝縮温度tkは次式で表される。
2種保安平成25年問2(tkを求める式)の問題計算式       H25ho/02 答え

【×】 この問題はココに置いておくよ…。(2種にしては、疲れる問題だ)
テキストは<8次:P201左15.2式>だ。
tk=ΦK/KA  tw1+tw2/2  だね。

(3)伝熱面積と凝縮温度 P201

・冷媒を過充てんすると、受液器兼用水冷凝縮器の凝縮に有効な伝熱面積が小さくなる。 H15ho/02 答え

【◯】 液冷媒に浸かされる冷却管の本数が増加してしまうため、伝熱面積が減少し凝縮温度が上昇する。テキスト<8次:P201左下辺り>、過充てん<8次:P191右上辺り>

・冷媒を過充てんすると、受液器兼用の水冷凝縮器では凝縮に有効な伝熱面積が減少し、凝縮温度が高くなるが、液は過冷却されることがある。 H16ho/02 答え

【◯】 冷却水が通る伝熱管が冷媒液に漬かされると、冷媒液は冷却水によって過冷却される。(何となく理解する。)「上級 冷凍受験テキスト:日本冷凍空調学会」<8次:P201左下から4行目>

・受液器兼用の水冷シェルアンドチューブ凝縮器の装置に冷媒を過充てんすると、余分な冷媒は凝縮器内に貯えられるため、凝縮に有効に使われる冷却管の伝熱面積が減少し、凝縮圧力が上昇するが出口冷媒液の過冷却度は大きくなる。 H19ho/02 答え

【◯】 その通り!としか…。
 テキスト<8次:P201 (3)伝熱面積と凝縮温度のページ左側>をよく読んでおこう。

・受液器兼用のシェルアンドチューブ凝縮器を備える装置に冷媒を過充てんすると、凝縮に有効に使われる冷却管の伝熱面積が減少して凝縮温度が上昇し、凝縮器から出る冷媒液の過冷却度は小さくなる。 H24ho/02 答え

【×】 冷媒を過充てんすると、過冷却度は大きくなるのです。テキスト<8次:P201左下から4行目>

・水冷凝縮器に凝縮液が滞留して冷媒液面が上昇し、凝縮に有効な冷却管の伝熱面積が減少すると、凝縮圧力が低下する。 H21ho/02 答え

【×】 ぅむ。
 有効伝熱面積が減って凝縮温度が上昇し凝縮圧力は上昇すのです。<8次:P201左下から4行目>、過充てん<8次:P191右上辺り>

・受液器兼用水冷凝縮器内に多量の冷媒液が滞留して、冷媒液面が上昇すると、冷媒液の過冷却度が増大するので、冷凍装置の成績係数が大きくなる。 H22ho/02 答え

【×】 成績係数は大きくならない。(成績係数が大きいというのは、効率が良くなるということだからね)

・受液器兼用のシェルアンドチューブ凝縮器は、冷凍装置に冷媒を過充てんすると、余分の冷媒液は凝縮器内に貯えられて、冷媒液に浸される冷却管の本数が増加するため、凝縮に有効に使われる冷却管の伝熱面積が減少し、凝縮温度が上昇する。 H25ho/02 答え

【◯】 ぅむ。

・受液器を持たない空冷凝縮器では、冷媒を過充てんすると、凝縮の温度と圧力が高くなり、出口液の過冷却度が大きくなる。 H23ho/02

・受液器をもたない空冷凝縮器を用いた冷凍装置では、冷媒を過充てんすると、凝縮の温度と圧力が高くなり、凝縮器の出口液の過冷却度が大きくなる。 H29ho/02

・受液器を持たない空冷凝縮器を用いた冷凍装置において、冷媒を過充てんすると、凝縮するときの温度と圧力が高くなり、凝縮器出口冷媒液の過冷却度が大きくなる。 H30ho/02 答え

【全部 ◯】 「面積」という文字がないけど、過充填すると有効に使われる伝熱面積が減少する。そんなわけでこの問題はココに置いておく。
 テキスト<8次:P201左下3行目~>を読むしかない。


不凝縮ガスの影響と保守 P201~P202

(1)不凝縮ガス P201

・冷凍装置を運転中に装置内に空気が侵入しても、侵入した空気は凝縮器内に滞留するので、圧縮機の体積効率や断熱効率は変わらない。 H13ho/02 答え

【×】 空気は不凝縮ガスである、凝縮しないため凝縮器内に滞留し凝縮圧力が上昇するため、圧縮機の圧力比が大きくなって体積効率や断熱効率は低下する。

・冷凍装置内に不凝縮ガスが混入すると、不凝縮ガスのほとんどが水冷凝縮器に滞留する。 H15ho/02 答え

【◯】 不凝縮ガスは凝縮器内で液化しないため滞留してしまう。
 「上級 冷凍受験テキスト:日本冷凍空調学会」<8次:P201右下>

(2)不凝縮ガスの滞留とその影響 P202

・水冷凝縮器に不凝縮ガスが混入して滞留すると、凝縮圧力は高くなるが、熱通過率は変わらない。 H14ho/02 答え

【×】 不凝縮ガスとは、ほとんどが空気である。不凝縮ガスがたまると、凝縮時に蒸気(冷媒)が放出する熱が冷却水に伝わりにくくなる。すなわち、冷媒側の 熱伝達率が小さくなり、結果として冷却管の熱通過率も小さくなってしまう。テキスト<8次:P202左中~>

・凝縮器内の不凝縮ガス濃度が高くなると、冷媒側の熱伝達抵抗が減少し、成績係数は大きくなる。 H16ho/02 答え

【×】 熱伝達抵抗は大きくなる→熱通過率小さくなる→凝縮温度・圧力増大→圧縮機圧力比増大→圧縮機電動機消費電力増加・冷凍能力減少→成績係数小さくなる。 テキスト<8次:P202左中~>

・凝縮器内に空気が侵入すると、器内圧力は上昇するが、装置の成績係数は変わらない。 H17ho/02 答え

【×】 空気は不凝縮ガスである。器内圧力上昇はOK。
 不凝縮ガスがたまる→冷媒側熱伝達率小さくなる→冷却管熱通過率小さくなる→凝縮温度高くなる→凝縮圧力上昇(上昇温度相当分の圧力+不凝縮ガス分圧相当分圧力) →電動機消費電力増大→冷凍能力低下→成績係数低下 テキスト<8次:P202左中~>

・水冷凝縮器に不凝縮ガスが混入すると、圧縮機の吐出しガスの圧力と温度が上昇し、軸動力が増大する。 H21ho/02 答え

【◯】 ぅむ。

・不凝縮ガスが冷媒に混入したまま冷凍装置を運転し、不凝縮ガスが凝縮器に溜まると、吐出しガスの圧力と温度が上昇し、圧縮機用電動機の消費電力が増大し、冷凍能力と成績係数が低下する。 H25ho/02 答え

【◯】 素直な良い問題です。 テキスト<8次:P202左中~>
 (でも、年々、問題が長文になっている感があるな…2014/09/13記ス)

・凝縮器内の不凝縮ガス濃度が高くなると、熱伝達抵抗が増し、凝縮温度は高くなるが、不凝縮ガスの分圧相当分だけ凝縮器内圧力は低くなる。 H29ho/02

・不凝縮ガスが冷媒に混入したまま冷凍装置を運転し、不凝縮ガスが凝縮器にたまると、熱伝達抵抗が増し、冷却管の冷媒側の熱伝達率が小さくなって、凝縮器内圧力は低くなる。H30ho/02

・不凝縮ガスは、冷凍装置の運転中に凝縮せずに、凝縮器内に残留する。凝縮器内の不凝縮ガス濃度が高くなると、熱伝達抵抗が増し、冷媒側熱伝達率が小さくなって凝縮温度は高くなるが、不凝縮ガスの分圧相当分だけ凝縮器内圧力は低くなる。 R01ho/02 答え

【全部 ×】 H29年度は短文になりました。H30年、1年置いて令和元年(H31)と類似問題が出題されてます。

 テキスト<8次:P202左真ん中辺り>  不凝縮ガスの分圧相当分だけ凝縮器内圧力は高くなる。

(3)装置内の不凝縮ガスの有無識別 P202

・運転している圧縮機を停止させ、水冷凝縮器の冷媒出入り口弁を閉止し、冷却水の通水を続けたときに、凝縮器内の冷媒圧力が冷却水温に相当する冷媒の飽和圧力よりも高いときには、不凝縮ガスが存在している可能性がある。 H23ho/02 答え

【◯】 これはテキスト読んで覚えるしかないか。ま、理屈がわかればいいんだろうけども。
 「上級 冷凍受験テキスト:日本冷凍空調学会」<8次:P202左下 (3) 装置内の不凝縮ガスの有無識別>を読む。

・水冷横形シェルアンドチューブ凝縮器内に不凝縮ガスが存在するか否かを確認するために、圧縮機を停止して、凝縮器の冷媒出入り口弁を閉止し、冷却水はそのまま凝縮器の圧力計の指示が安定するまで通水を続けたその後、その圧力計の指示が冷却水温度に相当する冷媒の飽和圧力よりも高かったので、不凝縮ガスが存在すると判断した。 H27ho/02 答え

【◯】 良い問題ですね。テキストは、<8次:P202 ((3) 装置内の不凝縮ガスの有無識別)>だね。1種冷凍はこれを完全に覚える。ぁ、2種だったね…。健闘を祈る。

・水冷横形シェルアンドチューブ凝縮器内に不凝縮ガス存在するかどうかの確認をするには、圧縮機を停止し、凝縮器の冷媒出入口を閉止し、冷却水を30分程度通水する。凝縮器の圧力が冷却水温に相当する冷媒の飽和圧力よりも高ければ、不凝縮ガスは存在している。 H28ho/02 答え

【◯】 イメージをふくらませて覚える。テキスト<8次:P202 ((3) 装置内の不凝縮ガスの有無識別)

(4)不凝縮ガスの排出法 P202

 見当たらない。


凝縮器の合理的熱通過率の確保 P202~P204

(1)凝縮器の熱通過率

・水冷凝縮器の熱通過率は空冷凝縮器に比べて著しく大きいので、冷却管に水あかが付着しても、凝縮温度は変わらない。 H13ho/02 答え

【×】
 熱通過率の比較は、「上級 冷凍受験テキスト」<8次:P202右下>
 水冷凝縮器が0.17~1.16[kW/(m^2・k)]空冷式が0.023~0.035[kW/(m^2・k)]である。
 凝縮温度に関しては、<8次:P203左下~右上辺り> → 冷却管に水あかや油膜(アンモニア冷凍装置)が付着すると、熱通過率が小さくなって、凝縮温度と圧力が高くなる。なので、圧縮機の消費電力が増加し、冷凍能力が減少、成績係数も小さくなる。

・水冷凝縮器の冷却管に水あかが厚く付着すると、凝縮圧力は変わらないが、冷却水出口温度は高くなる。 H14ho/02 答え

【×】 ぅむ。凝縮圧力は高くなる。<8次:P203右一番上>

・水冷凝縮器の冷却管に水あかが付着すると、熱通過率が大きくなる。 H15ho/02 答え

【×】 ぅむ!熱通過率は小さくなる。<8次:P203左一番下>

・水冷凝縮器の伝熱管に水あかや油膜が厚く付着すると、凝縮圧力が高くなるが、成績係数は変わらない。 H16ho/02 答え

【×】 テキスト<8次:P203右上>凝縮圧力は高くなるは正解。そして消費電力が増加し、冷凍能力が減少する。とあるから成績係数は低下するよね。

・水冷凝縮器の冷却管に水あかが付くと、伝熱抵抗が増大して凝縮圧力が高くなり、圧縮機の消費電力は増加するが、冷凍能力は変化しない。 H23ho/02 答え

【×】 冷凍能力!?一瞬、固まるかもしれない。
冷凍能力の記述は、<8次:P203右上2行目>に記されている。

・アンモニアは鉱油をあまり溶解しないので、伝熱面に油膜を形成するが、その油膜の厚さはあまり厚くはならない。これに対して、水あかの厚さは掃除をしないとかなりの厚さになり、熱通過率は著しく低下する。 H24ho/02 答え

【◯】 その通り!
 テキスト<8次:P203左真中上辺り>を読んでいただきたい。ズバリ書いてある。

(2)水あか、油膜の熱通過率に及ぼす影響 P203

・R22は鉱油をかなりよく溶解するので凝縮器伝熱面に油膜を形成しないが、アンモニアは鉱油をあまり溶解しないので油膜を形成する。 H27ho/02 答え

【◯】 その通り! テキスト8次:P203(2)だね。
「R22」と記されているのは、7次改訂版までで8次からは「フルオロカーボン」と記されている。なので、今後は「R22」は問題文から消え去ることだろう。

・R22冷凍装置の水冷横形シェルアンドチューブ凝縮器では、水を使用するので、水質を適切に保持しないと水あかが管内面に付着する。また、R22は油を溶解せず凝縮伝熱面に油膜が形成されやすい。したがって、水あかと油膜を除去しないと、水冷凝縮器の熱通過率に大きな影響が出る。 H28ho/02 答え

【×】 ぅ~ん、正しい文にするには…。

R22冷凍装置の水冷横形シェルアンドチューブ凝縮器では、水を使用するので、水質を適切に保持しないと水あかが管内面に付着する。また、アンモニアは油(鉱油)をあまり溶解せず凝縮伝熱面に油膜が形成されやすい。したがって、水あかと油膜を除去しないと、水冷凝縮器の熱通過率に大きな影響が出る。

 下線部分だけでイイんじゃないだろか。テキスト<8次:P203 ((2) 水あか、油膜の熱通過率に及ぼす影響)

 まてまて、この方が良いかも。(長文になるけど)

  R22冷凍装置の水冷横形シェルアンドチューブ凝縮器では、水を使用するので、水質を適切に保持しないと水あかが管内面に付着する。また、R22は油をよく溶解するので凝縮伝熱面に油膜が形成しないが、アンモニアは油(鉱油)をあまり溶解せず凝縮伝熱面に油膜が形成されやすい。したがって、水あかと油膜を除去しないと、水冷凝縮器の熱通過率に大きな影響が出る。

・水冷凝縮器において、アンモニアは冷凍機油(鉱油)をあまり溶解しないので、凝縮器の伝熱面に油膜を形成するが、その厚さはあまり厚くはならない。これに対して、水あかの厚さは掃除をしないとかなりの厚さになり、注意が必要である。 H29ho/02 答え

【◯】 H24年度と同等の問題です。

(3)ローフィンチューブ P203

 テキスト<8次:P203~>
ローフィンチューブの図

・水冷凝縮器の冷却管は、水に接する側にフィンがついている。 H15ho/02 答え

【×】 冷媒に接する側である。ローフィンチューブのことである。
 「上級 冷凍受験テキスト」<8次:P203右>

・シェルアンドチューブ凝縮器は、冷媒側に比べて水側の伝熱面積を大きくするため、ローフィンチューブが使用される。 H19ho/02 答え

【×】 「冷媒側と水側・・・・云々」この問題は、必ずゲットすべし!
「上級 冷凍受験テキスト:日本冷凍空調学会」<8次:P203右>P89の図7.15も見てイメージしよう。
【◯】 冷媒側の伝熱面積を冷却水側よりも大きくしている。 ←テキストの文章
【×】 冷媒側に比べて水側の伝熱面積を大きくするため、 ←この問題
【◯】 水側に比べて冷媒側の伝熱面積を大きくするため、 ←こうすれば◯
協会の言葉遊びのようなウンコ問題(失礼)に翻弄されないように・・・。頑張れぇー。

・水冷凝縮器の冷却管では、冷媒側の伝熱面積を冷却水側より大きくするために、ローフィンチューブが使われる。 H14ho/02 答え

【◯】 ぅむ!

・水冷凝縮器では、水側伝熱面積を拡大したローフィンチューブが冷却管として使用されている。 H17ho/02 答え

【×】 ここまで同じようなunko問題を上から解いてきた貴方は、引っかからないですね。冷媒側にフィンを付けて拡大している。<8次:P203右>

・水冷凝縮器の冷却管に使用されるローフィンチューブの冷媒側伝熱面積は、冷却水側伝熱面積よりも大きい。 H18ho/02 答え

【◯】 水冷凝縮器と言ったら、ローフィン!と言ったら、伝熱面積!
 テキスト<8次:P203右、P88左> この手の問題は、絶対ゲットすること。さぁ、テキストを良く読んでおこう。

・水冷凝縮器でローフィンチューブのような高性能伝熱管を使用すると、裸管伝熱管に比べて水あかの汚れによる熱伝導抵抗の低下割合が大きくなり、熱通過率の値が小さくなるので、冷媒と冷却水との温度差が大きくなるが、凝縮圧力はほとんど上昇しない。 H20ho/02 答え

【×】 これは、勉強していないと自信を持って×とできないかも。
テキスト<8次:P203右下~P204>あたりかな。ま、水垢がたまると凝縮圧力と温度は上昇する<8次:P205(2)>ということを覚えていれば…、平成20年度はちょと難しいかな。

・水冷凝縮器において、水あかが厚く付着した場合には、水あかの付着による熱通過率の低下の割合は、ローフィンチューブに比べて裸管のほうが大きい。 H24ho/02

・水冷横形シェルアンドチュープ凝縮器の冷却管に水あかが厚く付着した場合、水あかの付着による熱通過率の低下の割合は、ローフィンチュープに比べて裸管のほうが大きい。 H30ho/02 答え

【両方 ×】 低下の割合は、ローフィンのほうが裸管より大きいのです。テキスト<8次:P203右下~>にズバリ。

・水冷凝縮器において、冷却水側の熱伝達率は冷媒側の熱伝達率よりも小さいしたがって、水冷凝縮器の冷却管として冷却水側に高さの低いフィンを付けたローフィンチューブを用いて、冷却水側の伝熱面積を冷媒側よりも大きくしている。 H25ho/02 答え

【×】 H25年度はナニゲに疲れるわ…。
「水冷凝縮器において、冷却水側の熱伝達率は冷媒側の熱伝達率よりも大きいしたがって、水冷凝縮器の冷却管として冷媒側に高さの低いフィンを付けたローフィンチューブを用いて、冷媒側の伝熱面積を冷却水側よりも大きくしている。」←日本語的に変な感じだけども…、イメージが大切。

・水冷凝縮器で水あかが厚く付いた場合の熱通過率の低下割合が、裸管よりローフィンチューブのほうが大きくなるのは有効内外伝熱面積比が影響しているためである。 H26ho/02 答え

【◯】 これは、ヤバイです。短文だけど、1種レベルの問題でないの!?
ローフィンの有効内外伝熱面積比 ←テキスト<8次:P88左下>を勉強されたい。
熱通過率の低下割合 ←<P203右下~P204左上>を勉強。
そして、<8次:P224左下~(17.4式の解説を勉強)>を勉強した統合された知識が必要になる。

熱通過率K=1/1/αr+m(1/αw+f) m:有効内外伝熱面積比、f:汚れ係数
ローフィンチューブ水垢状態の概略図
Kの変化はは(m・fi)であり、mはローフィン3.5~4.2(8次:P88)、裸管は1、であるから「裸管よりローフィンチューブのほうが大きくなるのは有効内外伝熱面積比が影響している」ということになる。

この問題(問2)は逃してもしょうがないよ。こういう過去問にない難易な問題が毎年1,2問ある、でも、60点取れば合格だから勉強している方は安心してください。(もちろん、100点満点を目指すことが王道です!)

・フルオロカーボン冷媒の水冷横形シェルアンドチューブ凝縮器では、凝縮する際の熱を冷却管に伝えやすくするために、冷却水側の伝熱面積を冷媒側よりも大きくしている。 H27ho/02 答え

【×】 勉強していれば簡単。
冷媒側の伝熱面積を冷却水側よりも大きくしている。」テキスト<8次:P203右>

・水冷横形シェルアンドチューブ凝縮器で、冷却管にローフインチューブの冷却管を利用すると、冷媒側の伝熱量が増加するので、冷却管内に水あかが厚く付着しても、熱通過率にはあまり影響がない。 H28ho/02 答え

【×】 サービス問題ですね。熱通過率は低下する。 テキスト<8次:P203 ((3) ローフィンチューブ)>右一番下~次ページ。

(4)水あかの除去 P204

 見当たらない。

(例題 15.2)P204

・蒸発式凝縮器は、アンモニア冷媒装置に多く使用されているが、フルオロカーボン冷凍装置にも使用されることがある。 H18ho/02 答え

【◯】 「なんとなく、絶対!?、◯だよね」という(嫌らしい)問題。
 上級テキストの<8次:P204 (表15.1 凝縮器の種類、特徴、<略>)>に、さりげなく?書いてある。この表は重要である、けっこうこの中から問題が出ています。(この表はコピーしていつも持ち歩けば完璧。<8次:P82表7.1>も。)

・凝縮器の冷却媒体側の熱伝達率の値は、空冷式が小さく、蒸発式はこれよりも大きく、水冷式はさらに大きい。 H19ho/02 答え

【◯】 水冷横型シェルアンドチューブ、蒸発式、空冷、3つの凝縮器の比較はしっかり頭に入れておこう。上級テキスト<8次:P204 (表15.1 凝縮器の種類、特徴、<略>)>この表は重要。

・蒸発式凝縮器は、アンモニア冷凍装置に使用され、フルオロカーボン冷凍装置に使用されることはない。 H27ho/02 答え

【×】 これは、×。フルオロカーボン冷凍装置にも若干使用される。
 上級テキストの<8次:P204 (表15.1 凝縮器の種類、特徴、<略>)>に、「若干」と記されている。


水冷凝縮器の適正冷却水量の確保 P204~P205

(1)水冷凝縮器の適正水量 P204

 見当たらない。

(2)冷却水料現象の原因 P204

 見当たらない。

(3)冷却水量減少の影響 P204

・水冷凝縮器では、冷却水量が減少すると、冷却管の熱通過率が小さくなり、冷却水の出入り口温度差が大きくなるので、凝縮圧力が上昇する。 H22ho/02 答え

【◯】 テキスト<8次:P204左 ((3)冷却水量減少の影響 )>です。

(例題 15.3) P205

(1)装置内への空気の侵入 P205

(2)冷却管の汚れ P205

・水冷凝縮器の冷却管に水あかが厚く付着すると、凝縮器内の圧力は上昇するが、冷却水の温度と水量が一定であれば、凝縮温度は変わらない。 H17ho/02 答え

【×】 ぅんなこたぁ~ない。
熱通過率小さくなる → 圧力上昇 ・ 凝縮温度上昇
冷却水の温度と水量が一定なんだから…もしかして、引っ掛け?テキストは<8次:P205 (例題15.3 (2)冷却管の汚れ)

・凝縮器の伝熱管に水あかや油膜が付着すると、凝縮圧力は上昇するが、熱通過率は変わらない。 H18ho/02 答え

【×】 素直に答える、ぅんなこたぁ~ない。
熱通過率小さくなる → 圧力上昇 ・ 凝縮温度上昇。平成17年に続いて同じような問題・・・・サービス?

・水冷凝縮器の熱通過率は、冷媒と冷却水との温度差に大きく影響され、冷却水の流速には影響されない。 H19ho/02 答え

【×】 流速は流量(水量)と考えればいいと思う。速いほうが熱交換量が多い。もちろん、冷媒と冷却水の温度差には大きく影響される。イメージ的に<テキスト8次:P205左(2)冷却管の汚れ(3)冷却水量の不足>を読めばいいかなぁ。

・水冷凝縮器では、冷却水量が減少すると冷却水出入口の温度差が大きくなるが、凝縮圧力は変化しない。 H21ho/02 答え

【×】 この問題はココに追加しておこう。
冷却水の出入口の温度差は増加するのです、そして、凝縮温度と圧力は上昇するのです。
テキスト<8次:P205 (例題15.3 (3)冷却水量の不足)>を読みイメージを掴もう。

・水冷横形シェルアンドチューブ凝縮器を使用した冷凍装置の運転中に、凝縮圧力が異常に上昇した。原因としては、装置内への空気の侵入、冷却管の汚れ、冷却水量の不足、冷却水温の上昇などが挙げられる。 H28ho/02 答え

【◯】 素直な良い問題ですね。<8次:P205 (例題15.3)>異常上昇の原因(1)~(4)だね。

(3)冷却水料の不足 P205

 見当たらない。

(4)冷却水温の上昇 P205

 見当たらない。

(5)凝縮器内に凝縮液の滞留 P205

・ 水冷横形シェルアンドチューブ凝縮器において、凝縮器から受液器への液の落ち込みが悪い場合、凝縮器内の冷媒液面が高くなって凝縮圧力が上昇する。 H24ho/02 答え

【◯】 その通り。(とりあえず、この問題はココに置く。)
勉強してなくてもなんとなく解る問題。
 テキスト<8次:P205 ((5) )凝縮器内に凝縮液の滞留)>が、ズバリ的。


空冷凝縮器能力の季節的変動対策 P205~P207

・空冷凝縮器を用いた冷凍装置では、冬季に凝縮器内圧力が著しく低下して、蒸発器への冷媒の供給量が不足することがある。 H17ho/02(フルオロカーボン冷媒用凝縮器) 答え

【◯】 「冬期は凝縮圧力が低下する」これは覚えましたか?
 蒸発器へ流れる冷媒量は凝縮器と蒸発器の圧力差なんだよね。テキスト<8次:P206の例題15.4>は、とても良いね。受液器で圧力を一定にする見たいなところへ関係していくんだけど・・・。

 空冷凝縮器の他の問題はこちらへ。 凝縮器>空冷凝縮器

(1)凝縮圧力と膨張弁容量 P205

・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:P205「空冷凝縮器能力の季節的変動対策」>を参照のこと。

・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。

・温度自動膨張弁を用いた冷凍装置では、冬季に空冷凝縮器の熱交換能力が増大するので、冷凍能力が増大し、冷却不良を起こすことはない。 H22ho/02 答え

【×】 勉強をして、あわて者でなければ、そんなこた~ない。と分かるサービス問題。 「上級 冷凍受験テキスト:日本冷凍空調学会」<8次:P205右上>

・空冷凝縮器を用いた冷凍装置では、冬季に外気温度の低下により凝縮圧力が大きく低下するが、冷凍能力は変化しない。 H23ho/02 答え

【×】 そんなこたぁ~ない。 テキスト<8次:P205右上>

・空冷凝縮器では、冬季に外気温度が低いと凝縮温度が下がり冷凍効果が増えるので、膨張弁前後の差圧が大きく減っても温度自動膨張弁の能力不足になることはない。 H26ho/02 答え

【×】 これはヤバイかも。 冷凍能力冷凍効果の違いがわかる?

 このページの一番上の問題は、「空冷凝縮機を用いた冷凍装置では、冬季に冷凍能力が低下することがある。 H21ho/02」 ←これは、正解◯だ。

 この問題では、「冷凍能力」でなくて「冷凍効果」なのだ。
 「空冷凝縮器では、冬季に外気温度が低いと凝縮温度が下がり冷凍効果が増えるので、」 →「冷凍効果は増える」で、正解◯なのだ。

 さ、あなた、どうする?この「能力」と「効果」の違いわかる?と、いう問題だ。

 単純に問題製作者のミスで、冷凍能力を冷凍効果に間違えた(誤字)とか…??
 ま、まさかね。


 でも、
 「膨張弁前後の差圧が大きく減っても温度自動膨張弁の能力不足になることはない。」 これは、誤り×なので、 ま、この問題は×だよね。と、いう問題でもある。

 健闘を祈る! と、いう解説では連れないので、頑張るか…。

 -------------------------------------------------
 冷凍効果に関しては、
 テキスト<8次:P17の左側(凝縮温度高低の影響、図2.5)辺りを勉強しておくしかない。
 「過冷却度が同じ場合でも、冷凍効果は凝縮温度が高くなるほど少し小さくなる。」
 と、ある。よって、
 「空冷凝縮器では、冬季に外気温度が低いと凝縮温度が下がり冷凍効果が増えるので、」 この「冷凍効果は増える」は正しいでしょうね。

 温度自動膨張弁の能力不足に関しては、テキスト<8次:P205右上~>を読んでもらうしかない。

 じゃ、このへんで。健闘を祈る!

(2)季節的変動対策としての凝縮圧力制御 P205

・空冷凝縮器では、凝縮器と受液器の間に凝縮圧力調整弁を入れ、冬季に凝縮器コイル内に冷媒液を溜め込んで、凝縮圧力の低下を防止することもある。 H14ho/02 答え

【◯】 凝縮圧力調整弁が閉じると、凝縮器コイル内に凝縮液が滞留し伝熱面積が減少することによって凝縮圧力の低下を防ぐ。 テキスト<8次:P206左上(b)>

・凝縮圧力調整弁の作動により、冬季に空冷凝縮器の冷却管内に冷媒液が滞留しても、凝縮に有効な伝熱面積は変わらない。 H18ho/02 答え

【×】 液が滞留すると、液に浸かる冷却管が多くなり、凝縮作用してくれない(有効伝熱面積が減少する)。そこで凝縮圧力調整弁で調整する。<8次:P206(b)>
 凝縮圧力調整弁の詳細は<「自動制御機器」8次:P135右下~>です。テキストを良く読んでイメージを頭に浮かべるようにしておこう。

・空冷凝縮器では、冬季に凝縮圧力が異常に低下するのを防止するために、凝縮圧力調整弁を使用する場合が多い。 H17ga/05 答え

【◯】 この問題は、「保安」「学識」と分け隔てなく!?出ます。
 テキストの学識編では<8次:P86左の例題7.1>が、ズバリの問題かな。

・空冷凝縮器の外気温度低下による温度自動膨張弁の能力低下を防止するために、凝縮圧力調整弁や送風量制御器を使って凝縮圧力が適正値になるように制御する。 H20ho/02 答え

【◯】 ぅむ。 テキスト<8次:P205(a)、P206(b)>を読んでおくしか。

・空冷凝縮器では、インパータで送風機の回転数を制御し、凝縮圧力の過大な変化を防止することができる。これは、風量の増減により凝縮能力が変わることによって達成できる。 H22ho/02 答え

【◯】 ま、イメージで分かると思う・・・。
 「上級 冷凍受験テキスト:日本冷凍空調学会」
 <8次:P205右下(a)>
 <8次:P207左上「留意点」>
も読むと良いかも。

・空冷凝縮器を用いた冷凍装置において冬季に外気温度が低下する場合の高圧維持対策として、空冷凝縮器の送風機運転台数を減らす、送風機回転速度を下げるなどがあるが、空冷凝縮器のコイル内に凝縮液をため込んで伝熱面積を減少させる方法もある。 H26ho/02

・空冷凝縮器を用いた冷凍装置において、冬季に外気温度が低下する場合の高圧維持対策として、空冷凝縮器の送風機運転台数を滅らす、送風機回転速度を下げるなどの方法がある。また、疑縮圧力調整弁を用いて、凝縮圧力が低くならないように制御する方法もある。 H30ho/02 答え

【両方 ◯】 ぅむ、全くその通りとしか言いようがない。
 これは、テキストの<8次:P205(a)P206左上(b)>を、一度読んでおけばなんとなくわかるかもしれないなぁ。もちろん、覚えておけば最高MAXだけども…。

 ・H26年度2種は、1種レベルに近い問題が多い気がするなぁ。+過去問にない問題もあるし。合格率の低い一因だ…。(15(H27)/06/30記ス)
 ・H30年度で類似問題が出題された。長い問題文は普通になったのか。(19(H31)/05/30記ス)

・空冷凝縮器を用いた冷凍装置では、凝縮圧力調整弁を用いることで、凝縮器の凝縮に有効に使われる伝熱面積を減少させずに凝縮圧力の低下を防止することができる。 H29ho/02 答え

【×】 正しい文章にしてみましょう。
  空冷凝縮器を用いた冷凍装置では、凝縮圧力調整弁を用いることで、凝縮器の凝縮に有効に使われる伝熱面積を減少させることによって、凝縮圧力の低下を防止することができる。  テキストは<8次:P206左上(b)>

・空冷凝縮器を用いた冷凍装置において、冬季に外気温度が低下する場合の凝縮圧力低下防止対策として、空冷凝縮器の送風機運転台数を減らす方法、送風機回転速度を下げる方法などがあるが、空冷凝縮器のコイル内に凝縮液をためて、凝縮器での凝縮に有効に使われる伝熱面積を増加させる方法もある。 R01ho/02 答え

【×】 正しい文章にしてみますかね。ココまで問題をこなしたあなたなら無問題。

  空冷凝縮器を用いた冷凍装置において、冬季に外気温度が低下する場合の凝縮圧力低下防止対策として、空冷凝縮器の送風機運転台数を減らす方法、送風機回転速度を下げる方法などがあるが、空冷凝縮器のコイル内に凝縮液をためて、凝縮器での凝縮に有効に使われる伝熱面積を減少させる方法もある。

(3)膨張弁容量の選定 P206

・空冷凝縮器を用いたR22冷凍装置が、冬季に冷凍能力の低下を起こすことがある。これは凝縮圧力が低くなりすぎるためである H13ho/02 答え

【◯】 空冷凝縮器は外気温度で凝縮圧力が変化する。
 冬季は凝縮温度が低下し、温度自動膨張弁のオリフィス前後の圧力差が小さくなって、冷媒流量が(供給量)減少し冷凍能力が低下する。テキスト<8次:P205右上>を、読んでくれたまえ。

(例題 15.4) P207

・空冷凝縮機を用いた冷凍装置では、冬季に冷凍能力が低下することがある。 H21ho/02 答え

【◯】 なんというサービス問題。頂きます! <8次:P206右(例題15.4)>に記されている。


15.2.6 液封防止への配慮 P207~P209

(1)液封 P207

 「(1)液封」の問題は意外にも見当たらない。見逃しか?

(2)液封の発生しやすい箇所 P208

・液封事故は、止め弁、電磁弁などの誤動作が原因である場合が多い。また、低温で運転される二段圧縮冷凍装置や冷媒液強制循環式冷凍装置で、液封事故の発生が多い。 R01ho/02 答え

【◯】 液封に関する問題は2冷は意外に少ない。テキスト<8次:P208 (3) 液封の発生しやすい場所>に、ズバリ的。

液封の発生しやすい箇所(a)~(d) P208~P209

・満液式空気冷却器の散水デフロストは、コイル内の冷媒を回収するための補助受液器を設置し、ホットガスを送って、コイル内液を空にした後に行う。 H13ho/03 答え

【◯】 除霜(デフロスト)の問題はけっこう出る。 必ず勉強しておこう。
 <8次:P208右下(d) 散水式の満液式蒸発器のデフロスト時(図15.9)>(補助受液器という語句はこのページしかない)
 冷媒を回収しておかないと、10~25℃の水(温水)を散布して霜と溶かすときに、冷却管内の冷媒が蒸発し、急激な圧力上昇や液封も起こる場合がある。また、圧縮機再始動時に液戻り(液圧縮)の原因ともなる。

(例題 15.6) 

 見当たらない。

 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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