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。

 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)

・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

【◯】 これ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>

・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。


横型シェルアンドチューブ凝縮器

「横形シェルアンドチューブ凝縮器」概略図

・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」>
「横形シェルアンドチューブ凝縮器」断面概略図

・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。空冷凝縮器の説明だけども<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。

「二重管凝縮器の冷却管」概略図

・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。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>

「二重管凝縮器の冷媒と冷却水の向き」概略図

・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。(図を書いたので参考にしてください。(2019(R01)/12/14)

  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。

・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。

・二重管凝縮器は、同心の二重管よりなり、一般に、冷媒蒸気は二重管の隙間を流れ、冷却水は内側の冷却管内を冷媒の流れ方向と逆向きに流れる。 R01ga/05 答え

【◯】 これは、流れが  上へ や  下へ 問われないので楽勝!?ですよね。


伝熱作用

 これは、上部サブメニューの「汚れ・水垢・油膜・熱通過(学識編)」にまとめたのでよろしく。


パスと水速

 問題数が増えたので分類ス。(2017(H29)/12/30記ス) テキストは<8次:P88右 (7.3.3 パス数と管内水速)

・水冷凝縮器における冷却管内の水速は、冷却水側の熱伝達率を大きくし、熱通過率を向上させるために5m/s以上とするのがよい。 H19ga/05 答え

【×】 「学識」では、数字も覚えなくちゃいけない。(頑張れ~)1~3m/sである。
 テキスト<8次:P88右下から4行目>を読んでね。頑張ろう。

・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>

・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、冷却管内の冷却水の流速を適切な範囲に保ち、水側の熱伝達率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、冷却水が冷却管内を二往復する場合を2パスと呼ぶ。 H29ga/05 答え

【×】 2往復は4パス。2パスは1往復です。

・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、水側の熱伝達率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、冷却管内を冷却水が数回往復する。二往復する場合を2パスと呼ぶ。 R01ga/05 答え

【×】 H29の問題文を少し改良したもの。無勉だと思わず【◯】にするかもしれない。正しい文章にしてみますかね。

  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、水側の熱伝達率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、冷却管内を冷却水が数回往復する。二往復する場合を4パスと呼ぶ。


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!(2015(H26)/7/20記ス)『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 H30ga/05 一体化し強度と 句読点があるだけ)答え

【×】 間違いは2つ。正しい文章にしておきましょう。テキスト<8次:P90左>

   ブレージングプレート凝縮器の伝熱プレートは、ステンレス製の伝熱プレートを多層に積層し、それらをろう付け(ブレージング)して一体化し強度と気密性を確保している。

 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しやすい感じがしますよね!?テキストは<8次:P90右上の方> 正しい文章にしておきましょう。

   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注意する必要がある。

・ブレージングプレート凝縮器は、板状のステンレス製伝熱プレートを多数積層し、これらを、ろう付けによって密封した熱交換器である。この凝縮器は、小形高性能であり、冷媒充てん量が少なくて済むことなどが特徴である。 R02学/05 答え

【◯】 上記2つの問題文章を上手にまとめた良い日本語の問題ですね。テキスト<8次:P90左>

 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 17/12/30 19/12/14 20/11/26

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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)
  • 問題分類と解説を少々見直し。(2019(R1)/06/02)
  • 図を追加、及び解説見直し。(2019(R1)/09/14)
  • 図を追加、及び解説見直し。(2019(R1)/12/14)

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【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

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