低圧部の保守管理 P210~P215

 『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「15.3 低圧部の保守管理(P210~215)」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。

合理的伝熱面積の蒸発器を使用 P210

・蒸発器冷却管の熱通過率は、一般に空気冷却器よりも水冷却器のほうが大きい。 H16ho/03 答え

【◯】 その通り。空気より水の方が熱伝達率が大きい。
 テキスト<8次:P210(表15.3 蒸発器の熱通過率の概略値)

・蒸発器の熱通過率の値は、ブライン、水、空気などの被冷却物の種類、蒸発器の乾式、満液式、冷媒液強制循環式などの形式によって異なる。 H26ho/03 答え

【◯】 テキスト的には<8次:P210右上>にズバリ的だね。(表15.3も参考にすると良いです。)ま、なんとなく【◯】にするよね。


合理的蒸発温度の確保 P210~P211

(1)冷媒の蒸発温度と被冷却物との温度差 P210

・蒸発温度と被冷却物との設定温度差が小さ過ぎると、伝熱面積の大きな蒸発器を使用しなければならなくなり、また、設定温度差が大き過ぎると、蒸発温度を低くしなければならない。 H19ho/03 答え

【◯】 この一文は蒸発器の中でおこっている現象ををイメージするためには凄く重要。テキスト<8次:P210右側 (15.3.2 合理的蒸発温度の確保)>を熟読してほしい。

・設定温度を大きくし過ぎると蒸発温度が低くなり、冷凍能力が低下し、成績係数が低下するので、一般に蒸発器の冷却温度が高い場合には設定温度差を大きめにし、冷却温度が低い場合には設定温度差を小さくする。 H22ho/03 答え

【◯】 イメージは湧いているかな?
魚冷凍アニメ  図は、庫内に入れたサカナ君を冷凍(氷らせる)させるために、R22冷媒液が蒸発しサカナ君の温度を下げていくところである。
  ・設定温度:サカナ君を冷凍させるための温度
  ・蒸発温度:冷媒(R22)が蒸発する(している)温度
  ・蒸発器の冷却温度:サカナ君の周りの温度(庫内の温度)
 問題文を考えると、サカナ君がとても暖かい場合は設定温度差を大きめにする、サカナ君が冷たくなっている場合は設定温度差を小さくする。
 さぁ、イメージしよう。サカナ君の体温は5℃としよう。体長10センチで小さめだから、ま、設定温度は-2℃でいいかな。なのに、-10℃に設定する必要はないわけだ。ぅむ。

温度差の具体的な数値

   空調用 と  冷蔵用 の具体的な温度差の数値を問われます。

・蒸発温度と被冷却物との設定温度差が小さ過ぎると、伝熱面積の大きな蒸発器を使用しなければならなくなり、また、設定温度差が大き過ぎると、蒸発温度を低くしなければならない。 H19ho/03 答え

【◯】 この一文は、蒸発器の中でおこっている現象をイメージするためには凄く重要。
 テキスト<8次:P210右「(1) 冷媒の蒸発温度と被冷却物との温度差」>を、熟読してほしい。

 とりあえず、「冷蔵用は、5~10K。空調用は、15~20K。」と、覚えよう。

・空調用空気冷却器では、冷媒の蒸発温度と空気温度との温度差を15~20Kに設定している。 H14ho/03

・一般的な空調用空気冷却器では、蒸発温度と入口空気温度との温度差は通常15Kから20K程度に設定する。 H30ho/03 答え

【両方 ◯】 正しい。(冷蔵用の場合は5~10Kである。)
 空調用「15~20」、冷蔵用「5~10」と、覚えておこう。テキスト<8次:P210右真ん中辺り>に記されている。

・冷蔵庫用空気冷却器では、冷媒の蒸発温度と庫内空気温度との温度差は通常15~20K程度が普通である。 H15ho/03 答え

【×】 ぅむ。
冷蔵用は、5~10K。空調用は、15~20K。

・空調用空気冷却器では、蒸発温度と入口空気温度との温度差は通常5~10K程度に設定する。 H23ho/03 答え

【×】 5~10Kは、冷蔵用です。(「入り口」という語句を深く考えなくて良いと思う。)
正しい文章にしてみましょう。
  空調用空気冷却器では、蒸発温度と入口空気温度との温度差は通常15~20K程度に設定する。

・冷蔵用の空気冷却器においては、一般に蒸発温度と入口空気温度との温度差は、15Kから20K程度に設定する。 H29ho/03 答え

【×】 H23年度の改良版?こんがらかっちゃいました?そんなことないですよね!
正しい文章にしてみましょう。

  冷蔵用の空気冷却器においては、一般に蒸発温度と入口空気温度との温度差は、5Kから10K程度に設定する。

比較(大きい、小さい)

 xx(は、)のほうが、xxよりも(に比べて)、(大きい、小さい)など、という問題。

 惑わされないように、勘違いしてポンミスしないように…。数値が影を潜め、大小比較が毎年のように出題されるようになっている気がする。(2016(H28)/12/17記ス)

・蒸発温度と被冷却物との温度差は、空調用のほうが冷凍用よりも大きくとるのが一般的である。 H16ho/03 答え

【◯】 そうね。
 冷蔵用は、5~10K。空調用が15~20K。

・冷蔵・冷凍用の空気冷却器では、冷却器の伝熱面積を小さくするために、蒸発温度と空気との設定温度差は空調用の場合よりも大きく、通常15~20Kとしている。 H18ho/03 答え

【×】 勘違いしないように、問題はよく読みましょう。
 冷蔵用は、5~10K。空調用は、15~20K。

・空気冷却器における蒸発温度と空気温度との温度差は、冷房の場合には空気を除湿する必要もあるので大きくとり、冷蔵、冷凍の場合には、それに比べて小さくとる。 H20ho/03 答え

【◯】  テキスト<8次:P210右真ん中あたり>です。『空気を除湿する必要もあるので』という一文も書かれている。ごもっともなことを書いてあるはずであるが、数値が出てこないので勉強してないと逆に…、頑張ろう。いろいろと惑わされないように。

・空気冷却器においては、一般に冷却温度が高い場合には、蒸発温度と入口空気温度との設定温度差を小さくする。 H23ho/03 答え

【×】 ぅ~ん、高いんだから低いもの(低い設定)で冷やさないと冷えないというイメージかな。テキストでは<8次:P210右下3行>

「空気冷却器においては、一般に冷却温度が高い場合には、蒸発温度と入口空気温度との設定温度差を大きくする。」

・冷媒と被冷却物との設定温度差は、空調用と冷蔵用を比較した場合、冷却温度が低い冷蔵用では一般的に小さめにする。 H24ho/03 答え

【◯】 "冷媒"←蒸発温度と同じこと。空調用が通常5~10K程度、冷蔵用は、5~10K。なので、◯。<8次:P210の右側を読んでイメージをつかもう。

・冷凍装置の使用目的によって、蒸発温度と被冷却物との温度差が設定され、冷蔵用よりも空調用のほうが設定温度差は一般に小さい。 H26ho/03 答え

【×】 ま、<8次:P210右>を読んで過去問しておけば大丈夫。
 空調用では、15~20K、冷蔵用では、5~10Kとの記述がある。
 「…冷蔵用よりも空調用のほうが設定温度差は一般に大きい。」と、いうことだね。

・空気冷却器は、空調用では除湿する場合もあるので蒸発温度と空気温度との温度差を大きく取り、冷凍冷蔵用の場合は空調用よりその温度差を小さくする。 H27ho/03 答え

【◯】 H26と同等。<8次:P210右>から読む。
 「冷蔵用は、5~10K。空調用は、15~20K。」を数値なしで文章のみで問うている。近年はこの傾向が多いなぁ。(2016(H28)/12/17記ス)

(2)蒸発温度と冷凍能力 P211

・蒸発温度を低くすると、蒸発器内の冷媒の圧力が低下し、比体積が大きくなり、圧縮機に吸い込まれる蒸気量が少なくなるので、冷凍能力が減少する。 H19ho/03 答え

【◯】 蒸発温度低い → 冷媒圧力低下 → 比体積大(密度が少) → 吸い込み蒸気量少 → 冷凍能力減少と、いう感じだけど。
 頭の中でイメージできるようにテキスト<8次:P211>をガンガン読んで過去問をガンガンやろう。

・液管のストレーナに目詰まりがあると、蒸発器への冷媒供給量が不足して蒸発圧力が低くなり、圧縮機吸込み蒸気の比体積が大きくなる。 H17ho/03 答え

【◯】 蒸発器への冷媒供給量が少なくなったときの、比体積、蒸発圧力、蒸発温度、冷凍能力、成績係数が、どうなるのか理解しよう。

・蒸発温度が低い場合には、圧縮機吸込み蒸気の比体積が大きくなり、装置の冷凍能力は減少する H23ho/03 答え

【◯】 イメージ。比体積大きい(蒸気が薄い、密度が小さい)。<8次:P211左~ (2) 蒸発温度と冷凍能力>よく読んでくだされ。

・蒸発温度が低く蒸気の比体積が大きくなると、圧縮機に吸い込まれる蒸気量が少なくなるので、冷凍能力が減少する。 H20ho/03 答え

【◯】 短い一文の問題だけど、これは単刀直入な素直な問題だと思うか、それとも、わけが分からない!!か。勉強している人としていない人の力量がわかる問題。
 テキスト<8次:P222~>を読んで蒸発温度と比体積と冷凍能力の関係をイメージできるようにしておこう。

・冷媒の蒸発温度が低下すると、蒸発器出口の蒸気の比体積が大きくなり、冷媒循環量が減少し、冷凍能力が低下する。 H24ho/03 答え

【◯】 ぅむ!! <8次:P211左上~>

・蒸発温度が低下し蒸気の比体積が大きくなると、圧縮機に吸い込まれる蒸気量が少なくなり、冷凍能力が減少する。 H26ho/03 答え

【◯】 なかなか、良い問題かも。

・蒸発温度が低くなり、冷媒蒸気の比体積が大きくなると、圧縮機に吸い込まれる冷媒蒸気の質量流量が少なくなり、冷媒循環量が少なくなるので、冷凍能力は減少する。 H28ho/03 答え

【◯】素直な良い問題ですね。テキスト<8次:P211左上 ((2) 蒸発温度と冷凍能力)> 

・蒸発温度が低い場合には、蒸発器内の冷媒圧力が低くなり、圧縮機吸込み蒸気の比体積が大きくなるので、装置の冷凍能力は減少する。 R01ho/o3 答え

【◯】 イメージ。比体積大きい(蒸気が薄い、密度が小さい)。  蒸発温度が低い 問いは【◯】しかないのだろうか?

ちょっと

 ちょっとね、厄介な問題なのでココに置いておくよ。

・蒸発圧力が低くなると、蒸発する冷媒の温度が下がって被冷却物をより低温まで冷やすことができ、冷凍能力が増加するが、圧縮機における圧力比が大きくなって圧縮動力が増加し、成績係数は低下する。(低圧部保守管理について)
 H25ho/03 答え

【×】 これは難問かも…。
 テキストは<8次:P211左上>です。 健闘を祈る。終わり!

と、書いては見たもののそっけないので、
 『SIによる 初級 冷凍受験テキスト:日本冷凍空調学会』<6次改訂版(古いです):P150>からのコピペを掲載しておきます。
------ 以下引用 --------
 14.3.2 圧縮機の吸込み蒸気の圧力と温度
 圧縮機の吸込み蒸気の圧力は,蒸発器や吸込み配管の抵抗により,蒸発器内の冷媒の蒸発圧力よりもいくらか低い圧力になる.また,蒸発器の構造や膨張弁の調節によっても,蒸発圧力は変わる.
 圧縮機の吸込み蒸気圧力の低下により,一定の凝縮圧力のもとでは,圧力比が大きくなるので,圧縮機の体積効率が低下し,また,吸込み蒸気の比体積が大きくなる(蒸気が薄くなる)ので,冷媒循環量が減少し,冷凍能力と圧縮機駆動の軸動力も減少する.
 蒸発温度が低くなるほど,圧縮機の駆動軸動力の減少よりも,冷凍能力の減少割合のほうが大きいので,蒸発温度が低いほど冷凍装置の成績係数がより小<さくなる.

------ 引用ここまで --------

さて、正しい文章にしてみましょう。
  ・蒸発圧力が低くなると、蒸発する冷媒の温度が下がって比体積が増大し、蒸気が薄くなり圧縮機吸込み蒸気が減少し冷却能力は低下する。被冷却物をより低温まで冷やすことができない圧縮機動力の減少割合より、冷凍能力の減少割合のほうが大きいので、成績係数(COP=Φ/P)は低下する。

  圧縮動力の減少 は、冷媒循環量の減少割合と圧縮仕事の兼ね合いがある。蒸気が減るので圧縮機は一生懸命仕事をしようとするのだ。けれども、すぐに無理だ!とわかって動力を抑制するというわけだ。…疲れたのでこの辺にしときます。じゃ。

・冷媒の蒸発温度が低下すると冷媒循環量は低下し、蒸発器出口の冷媒蒸気の体積流量は、冷凍能力の低下割合と同じ割合で減少する。 H27ho/03 答え

【×】 これ、ヤバイわ。わからんよ。
 蒸発器出口の冷媒蒸気の体積流量は、あまり変わらないらしい。
 「蒸発器出口の冷媒蒸気の体積流量」というのがテキストで発見できない。「湿り蒸気の比体積」のことかな?
 であれば、テキストから引用文載せておきます。
 テキスト<8次:P211>の(2)蒸発温度と冷凍能力から
------ 以下引用 --------
 蒸発温度を低くすると,蒸発器内の冷媒圧力が低くなり,湿り蒸気の比体積(密度の逆数)が大きくなる(湿り蒸気の密度が小さくなる).
 冷凍能力は圧縮機に吸い込まれる蒸気量によって変わる.蒸発温度が低く,蒸気の比体積が大きくなると,圧縮機に吸い込まれる蒸気量が少なくなる(冷媒循環量が少なくなる)ので,冷凍能力が減少する.
 そこで,蒸発温度は,必要以上に低くしないように努めなければならない.一例として,アンモニアとR404Aの蒸発温度に対する圧縮機の蒸気吸込み量当たりの冷凍能力(体積能力)(kJ/m3)を,表15.4に示す.

------ 引用ここまで --------
表15.4(蒸発圧力と体積能力(KJ/m^3)の比較)(7次改訂版は、表11.4)から読み取れというこなのか?
降参です。m(__)m。

 【雑言(お時間があればどうぞ)】 最近の問題について

 平成26年度、平成27年度と問題を追加してつらりつらりと思うのだけども、このような難問が混じっている。素直な問題もあるのだけど、それを勉強不足で落としてしまうと、このような難問で (過去問が役に立たない)ノックアウト。ギリギリの方は60点に微妙に届かなく撃沈。それゆえ、過去最低の合格率となっているのかもしれない。

 つらつら思うのですよ。以前はね、講習用テキスト『SIによる 上級 冷凍受験テキスト:日本冷凍空調学会』に記されているもののみで問題文が作られていたんだよね。(暗黙のルール!?)でも、最近はテキストにない 語句がけっこう含まれるんだね。ぉ、おい、掟破りかよ。

 さらに、その傾向は11月試験に多いという…、講習会誘導とか言われている…、マジか!?みたいな疑念が湧く。

 なにか、世の中変わったな。歴史は常に変化の中で創られ、それに順応するべきなのだろうけども、つまらない、つまらないんだよね!wkwkしない、試験合格に希望がわかない、くだらない試験に成り下がってしまったかもしれないワ!

 どうもすみません。少々感情に支配されてしまったようです。この辺で終わりにします。(2016/09/10 19:59記ス)

(3)蒸発温度低下の原因 (a)~(e) P211

・乾式の水冷却器への冷媒供給量が不足すると、蒸発温度は低下する。 H15ho/03 答え

【◯】 感覚的には温度が上昇する感じがするが、間違いである。

 冷媒量が少ないと被冷却物(冷凍魚とかアイスクリームとか)に、冷却器はどんどん熱を吸収し冷媒はどんどん蒸発して(冷媒の)蒸発温度は低下していく、しかし、冷媒量が不足しているため被冷却物が必要とされる温度まで下げることができない、結果、(冷媒の蒸発温度は低下しているが)アイスクリームはとけ始めてしまう。  冷却器の温度と蒸発温度の違いを理解しよう。

 「上級 冷凍受験テキスト:日本冷凍空調学会」<8次:P207(例題15.5 解(1))>と、<8次:P211左 (3) 蒸発温度低下の原因(a)

・乾式蒸発器で各冷却管への液分配が均等でないと、温度自動膨張弁は絞り方向に作動し、その結果、冷媒供給量が不足して冷却能力が減少するが、蒸発温度は変わらない。 H17ho/03 答え

【×】 変わるだろう!…ふと、思うよね。
 この問題は、分配器(ディストリビュータ←3冷では問題によく出てくる)が何らかの原因で役目を果たさなくなったときの現象を問うている。
テキストを読んでいれば冷却能力が減少するまではなんとなくわかる・・・が、蒸発温度で少々考えちゃうかも。「蒸発器への冷媒供給量が減少すると蒸発温度は低下する」覚え(理解し)てね。<8次:P211左 (3) 蒸発温度低下の原因(a)

・蒸発器に厚く霜が付着すると、熱通過率が低下するので蒸発温度は上昇する。 H14ho/03 答え

【×】 蒸発温度は低下してしまう。
 この問題文は、1行しかないけど、けっこう奥深い問題、平成18年度にも、さりげなく出題されている。テキスト<8次:P211((3)-(b) 蒸発器への霜付き)>この例題は熟読要す。

・蒸発器に厚く着霜すると、伝熱性能が低下するので、蒸発温度は上昇する。 H18ho/03
 答え

【×】 つまり、冷媒はどんどん蒸発しているんだけど、熱交換がわるくなっているから、負荷(冷凍魚とか、アイスクリームとか)から温度を奪えない。
 なので、冷媒の蒸発温度は下がっていく。で、温度が上昇するのは、霜の向こう側にある冷凍魚とかアイスクリームとか氷とかで、溶けてしまう。
 なんとなく、分かってきたかな?冷媒の蒸発温度とアイスクリームに接触している蒸発器の温度との、違いを理解しよう。テキスト<8次:P211((3)-(b) 蒸発器への霜付き)

・蒸発温度低下の原因として、伝熱面積の過大、蒸発器への送風量の過大などがある。 H16ho/03 答え

【×】 面積の過小(蒸発伝熱面積の不足)、送風量の過小(冷媒が蒸発しても熱交換量が少ないため蒸発温度は下がる)などである。 テキスト<8次:P211左((3) 蒸発温度低下の原因 (c)(d))>正しい文章にしてみましょう。

  蒸発温度低下の原因として、伝熱面積の減少、蒸発器への送風量の減少などがある。 (テキストに合わせて?、  過少 →  減少 にしてみました。)

・空気冷却器の蒸発温度低下の原因としては、蒸発器への冷媒供給量の不足、送風量の増加、蒸発器内の冷媒に油が多量に溶解するなどがある。 H19ho/03 答え

【×】 この問題の誤りは、送風量の「増加」じゃなくて「減少」。 テキスト<8次:P212左((3) 蒸発温度低下の原因)> 蒸発温度低下の原因をよく覚えておこう。(イメージしよう)

・蒸発温度低下の原因として、蒸発器への冷媒供給量の不足、蒸発器への過大な着霜、蒸発器内冷媒への油の多量な溶解、圧縮機の弁割れなどが考えられる。 H20ho/03 答え

【×】 蒸発温度低下には、圧縮機の弁割れは関係ない。<8次:P212左((3) 蒸発温度低下の原因)>のa)~(e)をメモして覚えよう、損はないはずだ。
 弁割れについては、<8次:P197右下(15.1.5 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)>を読むこと。  平成20年度は、少々嫌らしい(素直じゃない)問題が多いですねぇ。

・蒸発温度が低下する原因として、蒸発器への冷媒供給量が増加したり、蒸発器に霜が厚く付着したり、蒸発器への送風量が増加したりすることが考えられる。 H26ho/03
 答え

【×】 勉強してないと、ぅーん、どれが正しくて、どれが誤りなんだ~、なんてね。

  蒸発温度が低下する原因として、蒸発器への冷媒供給量が不足したり、蒸発器に霜が厚く付着したり、蒸発器への送風量が減少したりすることが考えられる。

 テキスト<8次:P212左~(例題15.7)の(1)、(3)>

・フインコイル乾式蒸発器の蒸発温度が低下する原因としては、蒸発器への冷媒供給量が不足することや、蒸発器に霜が厚く付着すること、蒸発器への送風量が減少することなどが考えられる。 H29ho/03 答え

【◯】 素直で素敵な問題ですね。


負荷に見合った冷媒循環量の確保 P211

・液管にフラッシュガスが発生すると、蒸発器への冷媒供給量が不足し、蒸発温度が低下する。 H18ho/03 答え

【◯】 テキストを一度読んでいれば、なんとなく分かる問題。
 テキスト<8次:P211右(15.3.3 負荷に見合った冷媒循環量の確保 (c))>と、P212(例題15.7)を合わせて読めば完璧でしょう。

・蒸発器への冷媒循環量が適正に確保できない原因として、冷媒充てん量の不足、膨張弁容量の過小、液管でのフラッシュガスの発生、圧縮機の吐出し弁または吸込み弁の作動不良などが考えられる。 H22ho/03 答え

【◯】 適正な冷媒循環量の確保ついては、テキスト<8次:P211右(15.3.3 負荷に見合った冷媒循環量の確保)>の(a)~(c)だ!

─ 注) ─
適切な冷媒循環量確保できない原因が、テキスト7次改訂版までは(a)~(d)と記されている。8次改訂版では、(d)圧縮機の吐出し弁または吸込弁が不良が削除されている。 理由は...疲れたし面倒なので調べない。あしからず。

・冷媒循環量の不足は、冷媒の充てん量の不足や液管におけるフラッシュガスの発生などのほか、圧縮機の吸込み弁の不良によっても発生する。(低圧部保守管理について)
 H25ho/03 答え

【◯】 その通り!
 <8次:P211右>を開いて。
7行目から、冷媒循環量不足はフラッシュガスや充てん不足とある。
   ↑ この下の(d)に、吸込み弁が不良とある。(← 7次改訂版の場合)

─ 注) 疲れるけど補足 ─
 (d) 圧縮機の吐出し弁または吸込弁が不良は、8次改訂版では削除(<8次:P211右(15.3.3 負荷に見合った冷媒循環量の確保)>)されている。 さて、この問題は今後どうしたもんかな。この手の問題で弁に絡む事柄は出題されないかもしれないね。
 弁不良については、<8次:P197右下(15.1.5 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)>をザッと読むと、吐出しガスや吸込みガスが減少すると記されているが、冷媒循環量に関しては触れられていない。

 ツラリツラリ思うに、弁が不良になって冷媒が漏れると冷媒循環量は減るかもしれない、そのとき膨張弁は全開になっているだろうけど、 ま、そうなるまえ(冷媒循環量が減少する前)に、いろんな不具合が出てだなぁ、冷凍装置そのものが自動停止するんじゃなかろうか。(少しの不具合の場合は知らんけど…ネ!) だから、この(d)は削除したのかなぁ。なんて、思ったりしたのだけどね…。

 最近思うんだけども、冷凍機械責任者試験ってほんと疲れるんだワ。(2016(H28)/12/24記ス)


適正な熱通過率の確保 P211~P212

(1)熱通過率の保持 P211~P212

・ローフィンチューブを使用した満液式冷却器では、水側の流速が小さくなると熱通過率も小さくなる。 H15ho/03 答え

【◯】 ということらしい。
 ぅ~ん。テキスト<8次:P211~P212((1) 熱通過率の保持)>P212左上から8行目に「流速」という語句があるので、この辺りから読み解いてくれたまえ。頑張れー。

・熱通過率が低下する原因として、水冷却器における水あかの付着、空気冷却器における霜の付着や前面風速の減少、蒸発器内の油の滞留などが挙げられる。(低圧部保守管理について) H25ho/03 答え

【◯】 テキストは<8次:P211右下((1) 熱通過率の保持)~>を読むべし。端的にまとまれられた文章で、まさに問題文の通りです。

・蒸発器の熱通過率を低下させる冷媒側の要因として、フルオロカーボン蒸発器内の油の滞留、アンモニア蒸発器伝熱管内部における油膜の形成などがある。 H28ho/03 答え

【◯】 そのとおり。テキスト<8次:P211~212 ((1) 熱通過率の保持)>(P212左に、ズバリ的記述)

・一般的に、乾式シェルアンドチューブ水冷却器における熱通過率を低下させる主な要因は、冷却管内の水側では水あかの付着などがある。また、冷却管外の冷媒側で、は冷却管表面への油膜の形成などがある。 H29ho/03 答え

【×】 「乾式シェルアンドチューブ水冷却器」を把握してないと困惑するかも…。
正しい文章にしてみましょう。

  一般的に、乾式シェルアンドチューブ水冷却器における熱通過率を低下させる主な要因は、冷却管の水側では水あかの付着などがある。また、冷却管の冷媒側で、は冷却管表面への油膜の形成などがある。

(2)霜付きの影響 P212

・空気冷却器に厚く着霜すると、空気側の熱伝導抵抗が大きくなり、熱通過率が低下し、蒸発圧力も低下するので冷凍能力は減少する。 H21ho/03 答え

【◯】 ぅむ。テキスト<8次:P212左((2) 霜付きの影響)

ちょっと(2)霜付きの影響 P212

 題目に  ちょっと と付けてみた。以下の問は、上記の「蒸発温度低下の原因」にも組み込むこともできるが、「霜と熱通過率」について問うているのでココに記ス

・蒸発温度低下の原因は、冷媒供給量の不足、蒸発器の霜付き、送風量の減少、冷媒に油が多量に溶解した場合などが考えられる。霜付きによる熱伝導抵抗の増大、送風量の減少による熱伝達率の低下によって熱通過率が大きくなり、蒸発温度が低下する。 H22ho/03
 答え

【×】 ぅ~ん、結局これは霜付きの影響の問だね。 テキスト<8次:P212左((2) 霜付きの影響)>を読むしかない。

  蒸発温度低下の原因は、冷媒供給量の不足、蒸発器の霜付き、送風量の減少、冷媒に油が多量に溶解した場合などが考えられる。霜付きによる熱伝導抵抗の増大、送風量の減少による熱伝達率の低下によって熱通過率が大きく低下し、蒸発温度が低下する。  イメージできたかな。

・蒸発温度の低下の原因として、蒸発器への冷媒供給量不足、蒸発器内の大量な油の残留などがある。蒸発器に霜が付くと、風の通過面積は狭くなり、その結果風速が上がり、熱通過率は改善される。多量の霜付きにより送風量の低下はあるが、霜による蒸発温度の低下はない。 H27ho/03 答え

【×】 テキスト<8次:P212左~((2) 霜付きの影響)と、 ((例題15.7)の(2)-(a)、(3)-(b) )>をミックスされた問題文。 正しい文章に直してみましょう。

  蒸発温度の低下の原因として、蒸発器への冷媒供給量不足、蒸発器内の大量な油の残留などがある。蒸発器に霜が付くと、風の通過面積は狭くなり、その結果風速が上がり、熱通過率は大きく低下する。 多量の霜付きにより送風量の低下はあるが、霜による熱伝達が悪くなり蒸発温度は低下する

・蒸発温度低下の原因は、冷媒供給量の不足、蒸発器の霜付き、蒸発器への送風量の減少、冷媒に冷凍機油が多量に溶解することなどが考えられる。蒸発器に霜が厚く付いた場合の蒸発温度低下の原因は、熱伝導抵抗の増大、蒸発器への送風量の減少などによって熱通過率が大きくなるためである。 R01ho/03 答え

【×】 さて、  不足         抵抗   風量   通過率 、過去問をこなしていればどれが間違いかすぐわかるでしょう。

  蒸発温度低下の原因は、冷媒供給量の不足、蒸発器の霜付き、蒸発器への送風量の減少、冷媒に冷凍機油が多量に溶解することなどが考えられる。蒸発器に霜が厚く付いた場合の蒸発温度低下の原因は、熱伝導抵抗の増大、蒸発器への送風量の減少などによって熱通過率が小さくなるためである。

(例題15.7) P212

(解)(1)-(a)~(g) P212

・乾式蒸発器で各冷却管への液分配が均等でないときやストレーナに目詰まりがあると、冷媒循環量が不足し、蒸発温度が低下するので、吸込み蒸気の比体積が小さくなり、冷凍能力が減少する。 H21ho/03 答え

【×】 比体積が大きくなる。
テキスト<8次:P212左(例題15.7 (解)(1)-(a)>ここから結構出る(1冷含めてだけども)低圧圧力低下(蒸発温度が低下)の原因を掴んでおこう。
 比体積に関しては<8次:P211左上 (2) 蒸発温度と冷凍能力>の冒頭部分を読んでくだされ。(比体積のイメージが分かり易い)

・液管のストレーナに目詰まりがあると、蒸発器への冷媒供給量が不足して蒸発圧力が低くなり、圧縮機吸込み蒸気の比体積が大きくなる。 H17ho/03 答え

【◯】 蒸発器への冷媒供給量が少なくなったときの、比体積、蒸発圧力、蒸発温度、冷凍能力、どうなるのか理解しよう。
 テキスト<8次:P212左(例題15.7 解)(1)と(a)>を、読んでくれたまえ。
 「比体積が大きくなるということは、冷媒の密度が薄くなるということなり」 さぁ、蒸発器の中の世界のイメージが湧いてきたかな?

・冷凍装置内に水分が混入して膨張弁で氷結すると、蒸発器での冷媒循環量が減少し、蒸発圧力が高くなり、圧縮機吸込み蒸気の比体積が小さくなる。 H24ho/03 答え

【×】 蒸発圧力が低くなり、比体積が大きくなる。ぅむ。
 テキストは<8次:P212(例題15.7)解(1)と(d)>

・乾式蒸発器への冷媒循環量が不足して、適切な運転状態が確保できない原因としては、冷媒の充てん量の不足や液管内でのフラッシュガスの発生のほかに、膨張弁でのごみの詰まりなどがある。また、フルオロカーボン冷凍装置では、冷媒に水分が混入した場合の膨張弁での氷結がある。 H29ho/03 答え

【◯】 素直で素敵な問題ですね!

(H29年度「保安」は、この問3(低圧部の保守管)と、問2(高圧部の保守管理)が肝のような気がする。)

・冷媒充てん量が不足していると、高圧液配管内のフラッシュガス発生などによる、冷却不良や蒸発圧力の異常低下などの種々の不具合が起こる。 H30ho/03 答え

【◯】 はい。テキストは<8次:P212(例題15.7)解(1)と(c)>だね。

・冷凍装置内に水分が混入して膨張弁で氷結すると、蒸発器での冷媒循環量が減少し、蒸発圧力が高くなる。 H30ho/03 答え

【×】 テキストは<8次:P212(例題15.7)解(1)と(d)>だね。正しい文章にしておきましょう。

  冷凍装置内に水分が混入して膨張弁で氷結すると、蒸発器での冷媒循環量が減少し、蒸発圧力が低くなる。

・冷媒循環量の不足は、冷媒の充てん量の不足や液管におけるフラッシュガスの発生のほか、膨張弁の容量不足によっても発生する。 R01ho/03 答え

【◯】 テキストは<8次:P212(例題15.7)解(1)と(c)>だね。  膨張弁の容量不足によっても は、テキストのどこにあるかちょと不明。忙しいのでこれで終了。あしからず。

(解)(2)-(a)~(d)

・フィンコイル乾式蒸発器では、冷媒供給量の不足、蒸発器への霜付き、送風量の減少、冷媒への多量な油の溶解などによって熱通過率が大きくなり、蒸発温度が低下する。 H30ho/03 答え

【×】 蒸発圧力が低下する原因は把握できたかな?正しい文章にしておきましょう。

  フィンコイル乾式蒸発器では、冷媒供給量の不足、蒸発器への霜付き、送風量の減少、冷媒への多量な油の溶解などによって熱通過率が小さくなり、(低下し、)蒸発温度が低下する。

 テキストは<8次:P212(例題15.7)解(2)と(c)>だね。

(解)(3)-(a)~(d) P212

 見当たらない。

(解)

(4)~(6) P212

 見当たらない


液戻り時の措置(例題15.8) P213

テキスト<P213 (表15.5 液戻りの発生原因と対策)>この表が大事。

・乾式蒸発器を用いた装置に液戻りが発生した。その原因は膨張弁の感温筒に封入された冷媒が漏れたためと判断し、膨張弁を交換した。 H13ho/03 答え

【×】 感温筒の冷媒が漏れると、膨張弁の弁は閉じる方向に作動するため、冷媒が流れなくなって液戻りにはならない。
 テキスト<8次:P214右 (2) 感温筒の取付不良> ←感温筒のガス漏れするとどうなるか。
 テキスト<8次:P213左 15.3.5 液戻りの措置> ←液戻りの症状対策などが書いてある。

・乾式蒸発器では、負荷が急激に変化したとき、圧縮機に液戻りを生じることがある。 H14ho/03 答え

【◯】 急激に負荷が変化し、膨張弁が追従できない場合、冷媒蒸気が多量に供給され液滴となって圧縮機に吸い込まれる。 テキスト<8次:P196左下 (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 > (a) )
テキスト<8次:P213の表15.5(液戻りの発生原因と対策)>も、参照されたい。

・乾式蒸発器に多量の液が残留したままで冷凍装置の運転を停止すると、再始動時に液戻りが発生することがある。 H18ho/03 答え

【◯】 ぅむ。
 テキスト<8次:P213の表15.5(液戻りの発生原因と対策)>を良く読んでおこう。

・乾式蒸発器を使用した冷凍装置の運転を停止する場合、十分にポンプダウンして停止しないと、蒸発器に残留した多量の冷媒液が再始動時に圧縮機への液戻りを起こすことがある。 H22ho/03 答え

【◯】 ぅむ。テキスト的には<8次:P197左 15.1.4 運転停止 (1)(a)>がポンプダウンのこと。
 ポンプダウン(回収する)、冷媒を圧縮機に吸引させて停止する。ちなみに、「ポンプダウン」という語句は、テキスト<8次:P131左上(電子膨張弁>調節器)、P156右上(配管>吸込み蒸気配管の施工上の注意)>に登場している。

・乾式蒸発器使用の冷凍機において、蒸発器内に多量の冷媒液が残留しないように運転停止前に圧縮機で冷媒を吸引することは、再起動時の圧縮機への液戻り運転を防止する。 H28ho/03 答え

【◯】 ぅむ。テキスト<P213 (表15.5 液戻りの発生原因と対策)>この表は大事だね。


シェルアンドチューブ蒸発器での凍結防止 P213~P214

・乾式シェルアンドチューブ蒸発器では、冷却管内のブラインや水が凍結して冷却管を破損させる。 H14ho/03 答え

【×】 ブラインや水は管外です!管外。
 乾式シェルアンドチューブ蒸発器は、冷却管内に冷媒が流れ、管外にブラインや水がある。管外のブラインや水が凍結しても破裂する危険性は少ない。
 これに対し、満液式シェルアンドチューブ式は、管内にブラインや水が管外に冷媒が流れるためブラインや水が凍結すると冷却管を破損する。
 参考書の図を見て理解しよう。テキスト<8次:P213右下~P214 図15.12>

・シェルアンドチューブ水冷却器は、満液式に比べて乾式のほうが水の凍結により冷却管が破損しやすい。 H16ho/03 答え

【×】 テキスト<8次:P213右下~>を一度読めば大丈夫だよ。
 満液式は管外に低温の冷媒、管内に水(ブライン)があるため、水やブラインが凍結すると破損しやすい。(乾式は管内に冷媒)

・乾式シェルアンドチューブ蒸発器では、冷却管内を水またはブラインが流れているので蒸発温度が低下すると、管内で凍結を起こし、冷却管が破損するおそれがある。 H19ho/03 答え

【×】 ほら、5年後に似たよな問題が・・・。
 冷媒管内を流れるのは冷媒である。よって、管外で凍結の恐れが少ない。テキスト<8次:P213右下~>をよく読もう。

・満液式シェルアンドチューブ蒸発器は、乾式シェルアンドチューブ蒸発器よりも器内の冷媒量が少ない。 H23ho/03 答え

【×】 「多いんじゃないの!?満液式だからね!」って、なんとなくわかる。下図を見て頂戴。「満液式シェルアンドチューブ蒸発器は、冷却管内にブラインが流れシェル側は冷媒が流れるので、乾式シェルアンドチューブより冷媒量は多い。」
 テキスト的には、これは保安の問題だから。<8次:P213右~P214左上(15.3.6 シェルアンドチューブ蒸発器での凍結防止)>を読んで、読みとくしかないと思われる。(特にP214左上3行が重要)

満液式シェルアンドチューブ蒸発器断面の概略図
満液式シェルアンドチューブ蒸発器断面概略図

・満液式シェルアンドチューブ蒸発器は、冷却管内に冷媒が流れ、シェル側はブラインが流れるので、ブラインの凍結による破損の危険は乾式の場合に比べると少ない。 H17ho/03
 答え

【×】 「冷却管内にブライン(冷水)が流れ、シェル側に冷媒が流れる。」乾式と混同しないように…。 すべて逆に書かれている、テキストを読んで過去問こなしていれば引っ掛からないはずだ。 <8次:P213右~P214左上(15.3.6 シェルアンドチューブ蒸発器での凍結防止)

・満液式シェルアンドチューブ蒸発器では冷却管内に冷媒を流し、シェル側に水やブラインを流すので、凍結しても冷却管を破損させる危険は少ない。 H21ho/03 答え

【×】 これは、美味しい問題かも。「冷却管内にブライン(冷水)が流れ、シェル側に冷媒が流れる。  テキスト<8次:P213右~P214左上(15.3.6 シェルアンドチューブ蒸発器での凍結防止)>をよく読んで、<8次:図15.11>を良く見て、頭の中にイメージを作ろう。

・満液式シェルアンドチューブ蒸発器は、冷媒の蒸発圧力が低下しても器内の冷媒量が多いので蒸発温度は変化せず、水またはブラインの凍結のおそれはない。 H24ho/03 答え

【×】 平成21年度と同等の美味しい問題。「冷却管内にブライン(冷水)が流れ、シェル側に冷媒が流れる。」ので、蒸発温度が低下し管内のブラインが凍結してしまう。テキスト<8次:P213右~P214左上(15.3.6 シェルアンドチューブ蒸発器での凍結防止)

・満液式シェルアンドチューブ蒸発器は、円筒胴と冷却管との間を流れる水が凍結しても、冷却管を破損させる危険が乾式シェルアンドチューブ蒸発器に比べると少ない。 H28ho/03 答え

【×】 冷却管内にブライン(冷水)が流れ、シェル側(円筒胴と冷却管との間)に冷媒が流れる。テキスト<8次:P213右~P214左上(15.3.6 シェルアンドチューブ蒸発器での凍結防止)>正しい文章にしてみますかね。

  満液式シェルアンドチューブ蒸発器は、円筒胴と冷却管との間を流れる水が凍結しても、冷却管を破損させる危険が乾式シェルアンドチューブ蒸発器に比べると多い


膨張弁選定不良または取り付け不良 P214~P215

 「自動制御機器」>「温度自動膨張弁」>(取り付け上の注意) から引っ越しした。(2020(R02)/01/04)

(1)膨張弁の選定不良 P214

・乾式蒸発器のMOP付きの温度自動膨張弁は、弁本体温度が感温筒温度よりも低くなるように取り付けると適切に作動する。 H27ho/03 答え

【×】 適切に作動しなくなる! テキスト<8次:P214右一番上>にズバリ。

・乾式蒸発器で用いられるMOP(最高作動圧力)付き温度自動膨張弁は、弁本体温度が感温筒温度よりも高くなるような温度条件で使用する必要がある。 R01ho/03 答え

【◯】 今度は【◯】。H27との文章の違いをお楽しみください。

(2)感温筒の取り付け不良 P214~P215

正常動作時の外部均圧形膨張弁の概略図

 図は、外部均圧形膨張弁の概略図。

   P1=P2+P3 の関係で、ニードル弁の開度が程良く開いている状態である。 試験問題では、感温筒が外れたりチャージガスが抜けたりすると、膨張弁開度がどうなるか問われる。

 さぁ、下記問題の、
答えをクリックして開いてちょうだい。その時の状態の概略図も作成したのでイメージできれば幸いである。健闘を祈る。

・温度自動膨張弁の感温筒が外れたり、感温筒内ガスが抜けると、過熱度が大きくなり、弁開度が大きくなる。 H13ho/05 答え

【×】 テキスト<8次:P214右 ((2) 感温筒の取付け不良)>感温筒がはずれると過熱度は大きく(圧力P1が大きく)なり弁は大きく開く。(下図)

感温等が外れたときの膨張弁概略図

 ガス抜けすると感温筒からの圧力(P1)が無くなって弁は閉じる。<8次:P123 (図10.8 温度自動膨張弁の作動)>の、P1がゼロになり、「P1=P2+P3」のバランスが崩れ弁が閉じる状態を考える。(次の問題の図を見てみよう)

 文章を正しくしてみますかね。
  温度自動膨張弁の感温筒が外れると、過熱度が大きくなり、弁開度が大きくなる。 また、感温筒内ガスが抜けると、感温筒からの圧力が無くなるので弁が閉じてしまう。 これでいいかな。

・温度自動膨張弁の感温筒で漏れが発生すると。膨張弁が開いたままとなり、圧縮機吸込み側に液が戻って、液圧縮が発生する。 H25ho/03 答え

【×】 P1の圧力が無くなりニードル弁が上昇し、膨張弁は閉じる。テキスト<8次:P214右 ((2) 感温筒の取付け不良)>  感温筒に封入されている冷媒が漏れると~

感温等のキャプラルチューブからガス漏れしたときの膨張弁概略図

 閉じるから液圧縮は発生しない。テキスト< 8次:P213左下方 (15.3.5 液戻りの措置)>に、「そして、膨張弁を調節または閉じて液圧縮を回避して、」とある。

 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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