水冷凝縮器:構造(一般)

 一般的な水冷凝縮器の構造についての問題を集めてみました。

Back to top ↑

構造(一般)

 水冷凝縮器は、特に「横型シェルアンドチューブ凝縮器」と「二重管凝縮器」の形式の違いを覚えること。「上級 冷凍受験テキスト:日本冷凍空調学会」<8次:P86右下~P90>を、ざっと読もう。

 7次改訂版のP91<8次:P90>から「ブレージングプレート凝縮器」なるものが追加されている。平成24年度以降の試験では注意されたい。(12(H24)/04/16記す)

・水冷シェルアンドチューブ凝縮器は、冷却管内を冷却水が流れ、管外面で冷媒蒸気が凝縮する。 H17ga/05 答え

【◯】 ぅむ。(冷却管内を冷却水が)これは暗記。
テキスト<8次:P86右下、P88左「ローフィンチューブの利用」>
─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─
 ここから、テキスト6次や7次改訂版のページ表示は(たまに)削除するよ。(理由:気まぐれ、面倒、その他。m(__)m)

・蒸発式凝縮器は、冷却管内に冷媒蒸気を流し、外面に冷却水を散布すると、冷媒蒸気から熱を奪って冷却水の一部が蒸発し、主としてその蒸気潜熱で冷媒蒸気が凝縮する。 H22ga/05
 答え

【◯】 今度は蒸発式凝縮器だよ。
 (冷却管内に冷媒蒸気を)水冷凝縮器と混同しないように。蒸発式のイメージを作り上げよう。「上級 冷凍受験テキスト:日本冷凍空調学会」<8次:P93左上>

・横型シェルアンドチューブ凝縮器は、横置きされた鋼板製の円筒胴内に多数の冷却管を配置したもので、冷却管はその両端を鋼製管板に拡管して圧着されている。冷却水は冷却管の外側を流れる。 H21ga/05 答え

【×】 むむ、冷却水は冷却管の内側です。冷媒が外側。
「上級 冷凍受験テキスト:日本冷凍空調学会」<8次:P86右下>
「拡管」というのは、管を拡げる(広げる)ということと思われる。<8次:P83の左下あたり>を読んで図7.4を見ると何となく分かるかもしれない。頑張れー。

・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

【◯】 OK!

・水冷凝縮器では、一般に管内冷却水側の熱伝達率と冷媒側のそれは同程度である。 H18ga/05 答え

【×】 これはサービス問題!
 これを落とすようなら勉強不足。冷却水側のそれは冷媒側の2倍以上大きい、なので、冷媒側の面積を・・・<略>テキスト<8次:P88>のローフィンチューブの利用を読むべし。

・水冷凝縮器では、冷媒側の熱伝達率が冷却水側のそれの2倍以上と大きいので、冷却水側にフィン加工して伝熱面積を大きくしている。 H16ga/05 答え

【×】 冷却水側の熱伝達率が冷媒側のそれの2倍以上と大きいので、・・・・典型的な引っ掛け問題!問題をよく読もう。

・フルオロカーボン用水冷凝縮器では、冷却水側の熱伝達率が冷媒側のそれの2倍以上と大きいので、冷媒側にフィン加工して伝熱面積を拡大している。 H21ga/05 答え

【◯】 今度は◯ですよ。 問題をよく読んで、もて遊ばれないようにしよう。

・水冷凝縮器は、冷却管内を冷却水が流れ、管外面で冷媒蒸気が凝縮するのが普通であり、冷媒側の熱伝達率が冷却水側のそれの2倍以上大きい。 H22ga/05 答え

【×】 これは、構造と伝達率の関係を把握してないと駄目だね。
 「水冷凝縮器は、冷却管内を冷却水が流れ、管外面で冷媒蒸気が凝縮するのが普通」は◯、「冷媒側の熱伝達率が冷却水側のそれの2倍以上大きい。」が×。

・水冷横形シェルアンドチューブ凝縮器は、冷却管内の冷却水の流速を適切な範囲に保ち、水側の熱伝達を計画どおりに確保するために、管板の外側に取り付けた水室に、冷却水通路の仕切りを設けることが多い。これは、多通路式と呼ばれ、冷却水が二往復する場合は4パスと呼ぶ。 H23ga/05 答え

【◯】 パスしないように。(笑…
 パスはボイラー試験でも出題されるよね。テキスト<8次:P88右>

・水冷凝縮器は冷却水の蒸発潜熱を利用して冷媒蒸気を凝縮する。 H24ga/05 答え

【×】 冷却水の「顕熱」を利用している。テキスト<8次:P82左8行目>
 蒸発式凝縮器は蒸発潜熱を利用している。テキスト<8次:P82左下方> ←この問題もあるから、混同しないように。

・横形シェルアンドチューブ凝縮器では、管板の外側に取り付けた水室に冷却水通路の仕切りを設け、冷却水が冷却管内を数回往復するものが多く、冷却水が一往復する場合を2パスと呼ぶ。 H25ga/05 答え

【◯】 H23年度の改良形。楽勝ですね。(…最近コピペがないなぁ) テキスト<8次:P88右>

・水冷横形シェルアンドチューブ凝縮器は、横置きされた鋼板製の円筒胴内に多数の冷却管を配置したもので、一般的には冷却管はその両端を鋼製管板に拡管して圧着される。水室カバーは取り外し可能な構造になっている。 H27ga/05 答え

【◯】 ぅむ。テキスト<8次:P86右~P87左>をうまくまとめた感じでつね。よく読んでイメージしておくしかないでしょう。

二重管凝縮器

 二重管は忘れた頃に出題される。

・水冷二重管凝縮器では、冷媒蒸気の流速が遅いので、ワイヤフィンチューブなどを使用して、伝熱促進を行う必要がない。 H15ga/05 答え

【×】 水冷二重管凝縮器は、二重になっている管の中(冷媒管内に冷却水管がある)を、冷媒と冷却水が逆方向に通る(対向流)。冷媒の流速が早いので、ワイヤフィンチューブを用いて伝熱促進が行われる。(何となくそういうものだとして覚える・・・・。) テキスト<8次:P87>

・二重管凝縮器では、冷媒蒸気は二重管の隙間を下から上へ流れ、冷却水は内側の冷却管内を上から下へ流れる。 H20ga/05 答え

【×】 5年後ポツリ。
  二重管凝縮器では、冷媒蒸気は二重管の隙間を上から下へ流れ、冷却水は内側の冷却管内を下から上へ流れる。

 テキスト<8次:P87左 ((2) 二重管(ダブルチューブ)凝縮器)>の冒頭部分を読んで文章を記憶するのではなく、頭の中にイメージが浮かび上がるようにしてみよう。横型シェルアンド凝縮器の図があるでしょ、 これの冷媒入口と出口と冷却水入口出口をよく見よう、冷媒は上から熱い蒸気がァー、冷却水で凝縮され冷媒液になって下からァー、なので冷却水は下から上ぇー、みたいなぁーイメージがー湧いてくるはずだ。

・水冷凝縮器として使用されている二重管凝縮器は、同心の二重管よりなり、一般的に冷媒蒸気は二つの管の隙間を上から下へ向かって流れ、冷却水は内側の冷却管内を下から上へ向かって流れる。 H28ga/05 答え

【◯】 ポツぅむ。テキスト<8次:P87左 ((2) 二重管(ダブルチューブ)凝縮器)>の冒頭にズバリ的。

Back to top ↑

でた!ブレージングプレート凝縮器

 H23年12月に改訂された7次改訂版では、このブレージングプレート凝縮器が追加されている。つ、つ、つ、ついに、出題されたのだ!『上級 冷凍受験テキスト:日本冷凍空調学会』<8次:P90>

・ブレージングプレート凝縮器の伝熱プレートは、銅製の伝熱プレートを多層に積層し、それらを圧着して一体化し強度と気密性を確保している。 H26ga/05 答え

【×】 「銅製」じゃなくて「ステンレス製」なのです。テキスト<8次:P90左>
 今後、このブレージングプレート凝縮器は結構出題されるかもしれません。熟読してください。

・プレージングプレート凝縮器は、一般的に小形高性能であり、冷媒充てん量が少なくてすみ、冷却水側のスケール付着や詰まりに強いという利点がある。 H28ga/05 答え

【×】 冷却水側のスケール付着や詰まりやすい感じがしますよね!?テキストは<8次:P90右上の方>

 テキストを参考にすれば、下線のようにすれば正解かな。
  プレージングプレート凝縮器は、一般的に小形高性能であり、冷媒充てん量が少なくてすむ。冷却水側のスケール付着や詰まりに注意する必要がある。

 05/10/01 07/12/12 08/02/03 09/03/20 10/09/28 11/08/01 12/04/16 13/10/09 14/09/13 15/07/20 16/12/02 17/03/02 17/03/10

Back to top ↑

修正・訂正箇所履歴

【2016/06/29 新設】(← 履歴をここに作った日

  • テキスト8次改訂版へ対応。解説も少々見直し済み。(2016(H28)/12/02)
  • 「構造」内の問題で「保安」で出題された「凝縮圧力の上昇」の問題は、新規ページ「水冷凝縮器(凝縮圧力異常上昇)」作成し移動した。
  • 二重管凝縮器を、1ブロックにまとめた。(2017/03/10)
  • 「学識」問7(熱交換器・運転状態)一部の問題は、「熱交換器」ページへお引っ越し。(2017/03/12)

Back to top ↑

【参考文献・リンク】

  • SIによる初級受検テキスト:日本冷凍空調学会
  • 上級受検テキスト(SIによる上級受検テキスト):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(13):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

Back to top ↑

^