冷媒(学識編)

 『上級 冷凍受験テキスト:日本冷凍空調学会』<8次:P56~P72 (5 冷媒とブライン)>5章の「ブライン」を除いた問題を記してあります。

 本来であればメインメニュー(一番上)に分類して設けるべきであるが、「冷媒とブライン」に、冷媒とブライン submenuとして、「冷媒(学識編)」ココ「冷媒の性質による配慮点(保安編)」「ブライン」として分類してある。

 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

------ 7次改訂版について -----

 冷媒ページは、けっこう書き換えと書き加えがされているので注意されたい。例として、「冷媒と地球環境(約2ページ分)」は

  • オゾン層破壊
  • 地球温暖化
  • 地球温暖化評価(LCCP ←new

 というように、分散・詳細化されLCCPなる新用語も追加され、約4ページに増えている。過去問だけでは、ヤバイかもしれない。テキストを熟読してください。(2012年5月1日記す)

------ 8次改訂版について -----

 8次改訂版は3章から5章に移動したが、内容に大きな変更は見あたらない。(ように思える。)(2016(H28)/12/25記ス)


冷媒の歴史 P56

・フルオロカーボン冷媒の大気放出は、地球温暖化に影響を与える。 H13ga/09
 答え

【◯】 この問題はココでいいかな。テキスト<8次:P56左中 しかし、~>


冷媒と地球環境 P56

 ぅ~ん、問題が見当たらない。

オゾン層破壊 P56

 保安で出題されている感じです。

地球温暖化 P57

・フルオロカーボン冷媒は地球温暖化係数が大きいので、温暖化防止のためには、冷凍装置からの漏れの低減、冷凍装置廃棄時の冷媒の確実な回収、冷媒充てん量の削減ならびに機器の効率向上に努めなければならない。 H21ga/09 答え

【◯】 この手の環境の問題は、だいたい正しい文章が多い。(と、私的に思っている。)テキスト<8次:P216左下~(特に右下)>
 地球温暖化係数GWP<8次:P58右下 (5.2.3 地球温暖化評価)前後>

地球温暖化評価 P58~P59

・地球温暖化を評価する指標として、冷媒の地球温暖化係数(GWP)と総合的地球温暖化指数(TEWI)がある。このTEWIは、直接温暖化影響と間接温暖化影響の和として定義されており、その直接温暖化影響は冷媒のGWPに等しい。 H23ga/09

・地球温暖化を評価する指標である総合的地球温暖化指数(TEWI)は、直接的な影響分(直接効果)と間接的な影響分(間接効果)の和として定義されており、その直接効果は冷媒の地球温暖化係数(GWP)に等しい。 R01ga/09 答え

【両方 ×】 勉強してないとチンプンカンプンだろう。(令和元年の文章は()が多用されて、わかりやすい!?)
 さて、どこが間違っているかというと、最後の「GWPに等しい」が誤りで「等しくない」のである。

 テキスト的には<8次:P59左>の計算式周りから読み取るしかないだろう。
 「TEWI=直接効果+間接効果」で、
 「直接効果=GWP・L・N+GWP・M・(1-a)」だから、
 直接温暖化傾向(直接効果)はGWPと等しくない。

 なんという、ウンチ問題・・・失礼。(2種で、ここまで理解しなければいけないのかなぁ、疑問)…健闘を祈る。令和元年度にも出題されたので記憶に残したいですね。

-------------- 7次改訂版の違い(2012/05/03記) --------------
 直接温暖化傾向 → 直接効果
 間接温暖化傾向 → 間接効果
 直接温暖化影響 → 直接効果
 ちなみに、製品寿命評価LCA、製品寿命気候負荷LCCPが、7次より追加されたので注意されたい。
--------------
 8次改訂版での変更は見あたらない。(2016(H28)/12/25記ス)


冷媒の種類と呼び方 P59~P60

冷媒の種類 P59

・非共沸混合冷媒R407Cは、一定圧力下で蒸発を始める温度(沸点)と蒸発終了の温度(露点)とに違いがあり、沸点よりも露点の方が低い。 H15ga/09 H24ga/09 答え

【×】 沸点(蒸発始める温度)より露点(蒸発終了の温度)の方が高い。(一定圧力であれば水が沸騰し蒸発終了の温度まで一定(例えば1気圧で100℃)これは、 単成分冷媒や共沸混合冷媒も同様)テキスト<8次:P60右上1行目~>

・非共沸混合冷媒の冷媒側熱伝達率は、一般に単成分冷媒に比べて劣るが、これは冷媒側に温度境界層と速度境界層が生じるためと考えられている。 H23ga/09 答え

【×】 これはどこが間違っているか。 「SIによる 上級 冷凍受験テキスト」の7次改訂版をみてもわからないだろう。誤っているところは、「速度境界層」ではなく「濃度境界層」である。(この問題の後半部は今後出題されないだろう。2012/05/03記す)
 7次改訂版は、この境界層の説明がごっそり削除され、<7次:P36>前後はほとんど書き換えられている。(過去問オンリーの勉強だと・・・・、本番で困るかもしれない。)
 非共沸混合冷媒と単成分冷媒の冷媒側熱伝達率の比較は、P36右中あたりにある。ローレンツサイクルなる用語は、この7次改訂版で登場しているので注意されたい。

 8次改訂版はこの辺りは7次改訂版と対して違いはない。でも、この問題への解説コメントはダンマリとする。(理由:疲れたから…。m(_ _;)m)

 8次改訂版では、  温度境界層   速度境界層   濃度境界層 は見当たらない。よってこの問題はもう出ないだろう。  ちなみに、保安の<8次:P227 (17.4 冷媒の蒸発と凝縮に及ぼす油の影響 )>では  混合気境界層 なる語句がある。

・非共沸混合冷媒は、一定圧力下で蒸発し始める温度(沸点)と、蒸発終了時の温度(露点)とに差があり、 R404AとR407Cとを比べるとR407Cのほうが温度差が大きく、両冷媒共に沸点のほうが露点よりも低い。 H26ga/09 H30ga/09 答え

【◯】 ヤバイ!「R404AとR407Cとを比べると」って、そこまで試験知識を要求するのか!

 ま、冷静になりましょう…。
 テキストによれば、R404Aは擬似共沸点混合冷媒と言って沸点と露点の温度差が小さい(0.2~0.3K)。テキスト<8次:P60右真中チョと下辺り>。  R407Cは、表5.2をみると沸点の欄に(-36.59(露点)/-43.57(沸点))と記されているから、温度差は(44-37=7)7Kぐらいあるのかな。よって、「ここまで勉強してくださいね。」という今後の傾向を教えて頂いて、ありがとう!!と、いう素晴らしい問題であろう。
 疲れたな。
  【他に注意されたいこと】

 「沸点のほうが露点よりも低い。」 ←正解であるが、
 テキストは、
 沸点温度よりも露点温度のほうが高くなりと記されている。(8次:P60右上3行目)
 「沸点のほうが露点よりも低い。」同じ意味です。うっかり誤りと考えないように…。
 ちなみに、
上記にあるH15とH24の問題は、「沸点よりも露点の方が低い。」 ←誤り
 健闘を祈る!

・非共沸混合冷媒は、一定圧力下で蒸発し始める温度(沸点)と、蒸発終了時の温度(露点)に差がある。この温度差は、R404A、R407CおよびR410Aの中でR407Cが最も大きい。 R01ga/09 答え

【◯】 ここまで過去問をこなしていれば簡単!?この問題は必須かな…。
 上記の問題に  R401A が加わっている。テキスト<8次:P60右真中チョと下辺り>には、  R404AやR410A とセットで両者とも沸点と露点との差が0.2~0.3Kと小さいとされているから、R407Cの温度差がわからなくても、この2つより大きいと想像がつく。(ま、勉強不足だと無理と思うけど)

・R404A、R407C、R410Aなど非共沸混合冷媒は、一定圧力下で蒸発を始める温度(沸点)と蒸発終了時の温度(露点)とに違いがあり、露点よりも沸点のほうが温度が高い。 H27ga/09 答え

【×】 ぇっと、これは簡単!? 「沸点よりも露点のほうが温度が高い。」ですね。
 テキスト<8次:P63 (表5.2 ふっ素系冷媒の代表特性)>の沸点の欄に、「露点/沸点」の温度が記されている。
 R407Cは(-36.59(露点)/-43.57(沸点) ← 沸点よりも露点のほうが温度が高い。

・非共沸混合冷媒は、等圧過程下の相変化時に温度が変化し、蒸発終了時の温度(露点)よりも蒸発し始める温度(沸点)のほうが高くなり、この温度変化幅を温度勾配と呼ぶ。 H29ga/09 答え

【×】 日本語の言い回しは色々ありますが、テキスト<8次:P60右上>の文章に習って正しい文章にしてみましょう。

  非共沸混合冷媒は、等圧過程下の相変化時に温度が変化し、蒸発し始める温度(沸点)よりも蒸発終了時の温度(露点)のほうが高くなり、この温度変化幅を温度勾配と呼ぶ。

冷媒の記号 P60

 混合冷媒の問題です。「共沸」「非共沸」などの種類と、記号の違いを把握しましょう。

・R134aは単成分冷媒であり、R407CおよびR410Aは非共沸混合冷媒である。 H17ga/09 答え

【◯】 単成分冷媒R134aの説明は<8次:P61>の図5.3そのものw。400番台は非共沸。

・R134a、R407CおよびR410Aは非共沸混合冷媒である。 H20ga/09 答え

【×】 ぅ~ん、この問題作成者は、H17年を嫌らしく改編しただけの"クソ問"...失礼。 <8次:P60右~ (5.3.2 冷媒の記号)>を、読むしかない。

・冷媒の記号で400番台は非共沸混合冷媒、500番台は共沸混合冷媒、600番台は無機化合物、700番台は有機化合物を示す。混合する冷媒の成分比が異なるものは、R407Cのように番号の後に大文字のアルファベットA、B、C、・・・・をつけて、成分比の違いを表す。 H27ga/09 答え

【×】 ぅわわ~、記号を満遍なく覚えろってか!このぐらいは、覚えておけってか!
 「600番台は有機化合物、700番台は無機化合物」でつ。テキスト<8次:P61左辺り> ご健闘をお祈り申し上げます・・・・。


冷媒に要求される性質 P61

 該当するものが見当たらない。


冷媒の熱力学的性質とサイクル特性 P61~P67

 「学識」の問9あたりに出題されます。テキストをよく読んでおけばあなたにとってはサービス問題になるかもしれません。点稼ぎには最適かも…。(ただし、日本語に惑わされないように。)

冷媒の沸点 P61

・沸点の低い冷媒は、高温用冷凍装置に適した冷媒である。 H13ga/09 答え

【×】 沸点の低い冷媒は圧力が高い、つまり…、器内の真空状態を小さくできるので蒸発温度を下げることができる。なので、低温用冷凍装置に適している。
「SIによる 上級 冷凍受験テキスト:日本冷凍空調学会」<7次:P40>辺りで読み解くしかないかな。
 (6次改訂位前では「沸点が低い冷媒は低温用に適している」という一文があるが、7次改訂版では消えている。ゆえに、この問題は出ないかも)

・標準沸点の低い冷媒は、圧縮機の押しのけ量当たりの冷凍能力が、標準沸点の高い冷媒よりも大きい。 H16ga/09 答え

【◯】 「沸点の低い冷媒ほど冷凍能力は大きくなる。」と、おぼえよう。沸点の問題は多く出題される。 テキスト<8次:P62右(5.5.3 沸点の影響)~>をよく読んでおこう。

・標準沸点の低い冷媒は、低温用冷凍装置に適した冷媒で、蒸発温度が低いときでも真空運転になりにくい。 H16ga/09 答え

【◯】 沸点が低い冷媒ほど圧力が高い、蒸発温度を低くしても蒸発圧力が高いので真空運転になりにくい。 「SIによる 上級 冷凍受験テキスト:日本冷凍空調学会」P37<7次:40左下の負圧運転>

 7次改訂版からは「真空運転」という語句が消えている。代わりに「負圧運転」がある。ま、同じ意味なんだろうけども…。

・自然冷媒と呼ばれるアンモニア、プロパンおよび二酸化炭素の中で、標準沸点が最も低い冷媒はアンモニアである。 H17ga/09 答え

【×】 アンモニア-33.4、プロパン-42.6、二酸化炭素-78.5で、アンモニアは最も高いのである。 チョと、意外な感じ。  テキスト<8次:P63(表5.2 表5.3)を見ておくしかないんじゃないかな。

・圧縮機押しのけ量が同じであれば、沸点の低い冷媒を用いたほうが、一般に冷凍能力は大きい。H18ga/09 答え

【◯】 覚えよう。テキストは、<8次:P63右辺り>だね。

・標準沸点の低い冷媒は、圧縮機の押しのけ量当たりの冷凍能力が、標準沸点の高い冷媒よりも一般に小さい。 H19ga/09 答え

【×】 惑わされないように、よく読みましょう。
 「標準沸点の低い冷媒は、圧縮機の押しのけ量当たりの冷凍能力が、標準沸点の高い冷媒よりも一般に大きい。」テキストは、<8次:P63右上>だね。

  -- 雑・随想(時間があればどうぞ) --

 H18年度と比べてほしい、なんとか惑わそうと問題文を作っている。(これが冷凍試験のウンコ(失礼)なところ、試験に言葉遊びは必要ないでしょう!?国語クイズ娯楽番組じゃないんだから!)などと、愚痴ってもしょうがないので、ま、「言葉の言い回しによって勘違いして、大失敗し、リストラでもされたら大変!だから注意しましょう!という問題を作ってくれてありがとう。」みたいな…。と、スキルアップのメシアのように考えましょう。頑張って。

・沸点の低い冷媒は、一般に、冷凍能力当たりの圧縮機押しのけ量が小さくてすむ。 H20ga/09 答え

【◯】 次から次へと沸点の問題は湧いてきて、あなたを苦しめる。心落ち着けてテキストを熟読しておこう。テキスト<8次:P63右上>

・一般に、沸点の低い冷媒ほど体積能力が大きくなり、圧縮機の必要押しのけ量や冷媒の流れの圧力損失が小さくなるが、理論成績係数は低下する傾向にある。したがって、使用する凝縮温度範囲により、適切な沸点や臨界温度の冷媒を選定する必要がある。 H22ga/09 答え

【◯】 平成22年度の問題は、メイッパイ詰め込んであるね。でも、平気だよね♪…。テキスト<8次:P63右>

・圧縮機の体積能力は、圧縮機の吸込み状態における冷媒体積当たりの冷凍能力のことであり、単位はkJ/m^3で表され、沸点の低い冷媒ほど大きな値になる傾向がある。 H23ga/09
 答え

【◯】 体積能力とは?沸点との関係は?あと、単位が出た!
 ま、落ち着いて考えれば「kJ/m^3」で間違いないと想像できる。
 「kJ/m^3」 : 単位吸込みたい積当たりの冷凍能力という意味を把握すれば大丈夫だね。
 テキスト的には、体積能力に関しては<8次:P65右(5.5.6 体積能力)>だね。単位は、その上の図5.8と、P64の表に書かれている単位から読み取るしかない。(ぅ~む、恐怖のH23年度だ。)

頑張ろう、健闘を祈る!

・沸点の低い冷媒は、蒸発温度の高い冷凍装置に適した冷媒であり、その装置の蒸発温度が低くなっても真空運転になりにくい。 H22ga/09 答え

【×】 ま、そういうことだ。
 テキスト<8次:P63右下>いわゆる負圧運転になりにくいってある辺りを<以下略(疲れ)

・一般に、標準沸点が低い冷媒ほど理論成績係数は低下する。これは、標準沸点が低ければ、それに応じて臨界温度が高くなり、冷媒液の蒸発潜熱が小さくなり、冷凍効果が減少するためである。 H24ga/09 答え

【×】 これは、ヤバイ。沸点が低い…云々。思っていなかったところを追求される。
 と、思ったけども
 テキストの<8次:P66左(5.5.7 理論成績係数)>にズバリ記されているワ。
 文章を記憶するというより、ま、世の中の科学的な理屈を把握すれば良いんだろうけどね。健闘を祈る。

・一般に沸点の低い冷媒は、同じ温度条件で比較するとサイクルの凝縮・蒸発圧力が高くなり、圧縮機ピストン押しのけ量が同じであれば冷凍能力は大きくなるが、理論COPは低くなる傾向がある。 H26ga/09 答え

【◯】 これもヤバイ。
・<略>凝縮・蒸発圧力が高くなり ←テキスト<8次:P63左下から2行目~>
・<略>冷凍能力は大きくなる ←テキスト<8次:P63右2行目~>
・<略>理論COPは低くなる傾向がある。 ←テキスト<8次:P66左(5.5.7 理論成績係数))>
 なんだ、テキストにズバリ記されているjamaica。丸暗記でも、どうにかなるかも。

・一般に、沸点の低い冷媒ほど理論成績係数は低下する傾向となるが、体積能力が大きくなり、圧縮機の必要押しのけ量や冷媒の流れの圧力損失は小さくなる。したがって、使用する凝縮温度範囲により、適切な沸点や臨界温度の冷媒を選定する必要がある。 H27ga/09 答え

【◯】 ぅむ。テキスト<8次:P66左(5.5.7 理論成績係数))>を読むしかない。

・一般に、低沸点冷媒は、高沸点冷媒と同じ温度条件で比較すると、サイクルの凝縮圧力および蒸発圧力が高くなり、圧縮機押しのけ量に対する冷凍能力が大きいものの理論成績係数は低下する傾向にある。 H29ga/09 答え

【◯】 覚えるしかないでしょう。テキスト<8次:P63下 沸点の低い冷媒群は~>を読み、問題文の後半部分(押しのけ量云々)の日本語組み立てを理解するしかない。健闘を祈る。

・一般に低沸点冷媒は、高沸点冷媒と同じ温度条件で比較すると、サイクルの凝縮、蒸発圧力が高く、圧縮機のピストン押しのけ量が同じであれば冷凍能力は大きくなり、理論成績係数も高くなる。 H30ga/09

・一般に、低沸点冷媒は、高沸点冷媒と同じ温度条件で比較すると、サイクルの凝縮、蒸発圧力が高く、圧縮機押しのけ量が同じであれば冷凍能力は大きく、理論成績係数COPも高くなる傾向がある。 R01ga/09 答え

【両方 ×】 今度は×ですよ。正しい文章にしておきましょう。

   一般に低沸点冷媒は、高沸点冷媒と同じ温度条件で比較すると、サイクルの凝縮、蒸発圧力が高く、圧縮機のピストン押しのけ量が同じであれば冷凍能力は大きいものの理論成績係数は低下する傾向にある

 ぅ~ん、H29年度の問題文と同じにしてみました。(令和元年度も同じで良いですね)

温度と飽和圧力 P62

 ぅ~ん、どこかに紛れ込んでいるかも。

沸点の影響 P62

 見当たらない。

臨界温度 P64

・一般に、冷凍・空調装置では、凝縮温度を冷媒の臨界温度よりも低い温度で使用している。 H22ga/09 答え

【◯】 臨界温度以上だと凝縮しないみたい。 「上級 冷凍受験テキスト」<8次:P65左上辺り (5.5.4 臨界温度)>読む。

・臨界温度以上では、液体と気体の区別がなくなり相変化が生じない。したがって、臨界温度以上の超臨界域では潜熱のみとなり、顕熱は利用できない。 H25ga/09 答え

【×】 ぅ~ん、勉強してないとわからないかな。
 「潜熱」と「顕熱」が逆ですね。<8次:P64右下~ (5.5.4 臨界温度)>の冒頭にズバリ。

・臨界温度とは、この温度以上では気体と液体の区別がなくなり相変化が生じない温度である。臨界温度以上では潜熱のみとなり、顕熱は利用できなくなる。 H29ga/09 答え

【×】 H25年度と同等の問題です。正しい文章にしてみましょう。

  臨界温度とは、この温度以上では気体と液体の区別がなくなり相変化が生じない温度である。臨界温度以上では顕熱のみとなり、潜熱は利用できなくなる。

比熱比 P65

 冷媒による吐出しガス温度の違いについての問題をまとめてみました。比熱比との関係は「学識」で出題されまする。

 『上級 冷凍受験テキスト:日本冷凍空調学会』

  • <8次:P10左真ん中辺 (1.4.2.1 断熱圧縮)
  • <8次:P65 (5.5.5 比熱比)

 冷媒の比熱比の値が大きい小さいで、どうなるかですが、感覚的に楽勝かと思います。

・理想気体を断熱圧縮するときの温度上昇は、比熱比の値が大きい冷媒ほど小さくなり、圧縮機の吐出しガス温度も一般に低い。H14ga/9 答え

【×】 比熱比が大きいほど吐出しガス温度は高くなる。(フルオロカーボンよりアンモニアの方が吐出しガス温度は高くなる。)
 テキスト<8次:P10左真ん中辺 (1.4.2.1 断熱圧縮)
 <8次:P65 (5.5.5 比熱比)

・圧縮機における吸込み蒸気の断熱圧縮による吐出しガスの温度は、比熱比の大きな冷媒ほど高くなる。 H15ga/9 答え

【◯】 ぅむ。

・冷媒ガスを断熱圧縮するときの温度上昇は、比熱比の値が大きい冷媒ほど大きくなり、圧縮機の吐出しガス温度も一般に高い。 H19ga/9 答え

【◯】 ピンポン。
 テキスト<8次:P10左真ん中辺 (1.4.2.1 断熱圧縮)
 <8次:P65 (5.5.5 比熱比)

・比熱比の値が大きい冷媒蒸気を断熱圧縮する場合、断熱過程で比熱比の値が小さい冷媒蒸気より温度が上昇するため、圧縮機の吐出しガス温度が高くなる。 H28ga/09 答え

【◯】 ピンポン、ピンポン。(久々の出題)
 テキスト <8次:P65 (5.5.5 比熱比)

体積能力 P65

 どこかに紛れ込んでいるかも。

理論成績係数 P66

 見当たらない。

圧力損失

 見当たらない

非フッ素系冷媒のサイクル特性 P67

・アンモニアは、毒性と可燃性をもっているが、冷媒としては体積能力が大きく、配管での圧力損失も小さいという特性がある。 H14ga/09 答え

【◯】 短所: 可燃性・毒性ガス
  長所: 体積能力大きい、理論成績係数高い、冷媒圧力損失低い。
 テキスト<8次:P67(5.5.9 非フッ素系冷媒のサイクル特性)>の冒頭にズバリだね。

・二酸化炭素は、ヒートポンプ式給湯機などに利用されている。これは、地球温暖化係数(GWP)がゼロであり、かつ、毒性がないためである。 H25ga/09 答え

【×】 GWBはゼロではなく、低い。毒性はないことはない、弱い。
 テキスト<8次:P67左中下あたり~ (5.5.9 非ふっ素系冷媒のサイクル特性)> 二酸化炭素は不燃で、アンモニアに比べると毒性が弱い とあり、この数行下 に、二酸化炭素は圧力比や圧力損失が小さいことや、GWPが低いことなどから と、記されている。

・アンモニアは毒性と微燃性を有するが、冷媒としては、体積能力が大きく、理論成績係数は高く、低圧蒸気配管での圧力損失は小さい。 H27ga/09 答え

【◯】 ぅむ。 <8次:P67(5.5.9 非フッ素系冷媒のサイクル特性)>の冒頭にズバリ。


冷媒の諸特性 P67~P68

化学的安定性 P67

・塩素を含まないHFC冷媒は、一般的には塩素を含むHCFC冷媒よりも冷媒自体の熱安定性は高い。 H18ga/09 答え

【◯】 塩素の関係をよく覚えよう。勉強していれば美味しい問題に化す。絶対にゲットしよう。 テキスト<8次:P67右(5.6.1 化学的安定性)>にズバリ。

・HFC冷媒は、HCFC冷媒よりも熱安定性が高いので、装置から漏えいした冷媒ガスが火炎のような高温にさらされても、熱分解や化学変化により有毒ガスを発生することはない。 H21ga/09 答え

【×】 「そんなことはない」と、なんとなく思う問題。テキスト<8次:P67右下(5.6.1 化学的安定性)>を読もう。

・フルオロカーボン冷凍装置内の冷媒は、冷凍機油、微量の水分、金属などと接触していて、温度が高くなると冷媒だけの場合よりも科学的安定性が悪くなるので、圧縮機吐出しガス温度が高くなり過ぎないように運転しなければならない。 H21ga/09 答え

【◯】 文章は長いが当然のことを言っている。テキスト<8次:P67右(5.6.1 化学的安定性)>一度でもいいから熟読しよう。

・HFC系冷媒はHCFC系冷媒よりも一般に冷媒自体の熱安定性が低く、火炎や高温にさらされると熱分解や化学変化を起こして有毒ガスを発生する。 H28ga/09 答え

【×】 正しい文章にしてみましょう。

  HFC系冷媒はHCFC系冷媒よりも一般に冷媒自体の熱安定性が高い。ただし、火炎や高温にさらされると熱分解や化学変化を起こして有毒ガスを発生する。

 テキスト<8次:P67右(5.6.1 化学的安定性)>の最後の方。

・HFC系冷媒は、HCFC系冷媒よりも一般に冷媒自体の熱安定性が高いが、火炎や高温にさらされると熱分解や化学変化を起こして有毒ガスを発生する。 H30ga/09 答え

【◯】 今度は、◯です。

毒性 P67

・二酸化炭素冷媒は、不活性ガスであり、それが室内に多量に漏えいして高濃度になっても安全である。 H22ga/09 答え

【×】 ん、なこたぁ~ない。
 テキスト<8次:P68左上 (5.6.2 毒性)二酸化炭素が~ を読む。

金属材料への影響 P68

 見当たらない。

溶解性、膨潤作用 P68

 見当たらない。

電気的性質 P68

・フルオロカーボン冷媒は、一般に電気抵抗が小さく、絶縁破壊を起こしにくい。 H13ga/09
 答え

【×】 一般に電気抵抗は大きく、絶縁破壊を起こしにくい(密閉式圧縮機など)<8次:P68右(5.6.5 電気的性質)

水分による影響 P68

・蒸発器内のアンモニア冷媒液に水分が溶け込むと、同じ蒸発温度での蒸気圧が下がるため、圧縮機吸込み蒸気の比体積は小さくなる。 H18ga/09 答え

【×】 ぅ~ん、これはアンモニアと水との関係テキスト<8次:P69左下辺り(5.6.6 水分による影響)>にさりげなく書かれているんだけど…
   比体積は大きくなる が正解、比体積が大きい(密度が小さくなる(アンモニア蒸気が薄くなる))ので、冷凍能力は低下する。

・フルオロカーボン冷媒に水分が混入すると、冷媒が加水分解を起こして腐食の原因となるが、冷凍機油は加水分解しない。 H18ga/09 答え

【×】 冷凍機油も加水分解して劣化する。
 加水分解とは、ま、塩分と酸になると考えればいいかなぁ、凄く腐食するイメージだよね。 <8次:P69左上(5.6.6 水分による影響)

・アンモニア冷凍装置の蒸発器内のアンモニア冷媒液に水分の溶け込み量が多くなると、同じ蒸発温度で平衡する蒸気圧が下がり、圧縮機の吸込み蒸気の比体積が小さくなるので、装置の冷凍能力が低下する。 H21ga/09 H30ga/09 答え

【×】 はい、  比体積が大きくなるので (冷媒蒸気が薄くなる)のです。
 テキスト<8次:P69左下辺り(5.6.6 水分による影響)

・蒸発器内のアンモニア冷媒液に水分が溶け込むと、同じ蒸発温度での蒸気圧が下がり、圧縮機吸込み蒸気の比体積は大きくなり、装置の冷凍能力が低下する。 H26ga/09 答え

【◯】 楽勝だ!テキスト<8次:P69左下辺り(5.6.6 水分による影響)>ズバリです。
 アンモニア冷媒液水分溶けこむ → 同じ蒸発温度で平衡する蒸気圧下がる → 圧縮機吸込み蒸気比体積大きく(密度小さく)なる → 冷凍能力低下する

乾燥剤の選定

 見当たらない。


冷凍機油 P69~P71

 学識での出題は少ない。保安にみんな持ってかれている感じ。

冷凍機油の使用目的 P69

・冷凍・空調用の圧縮機に使用されている潤滑油を冷凍機油と呼ぶ。HFC系冷媒用冷凍機油の合成油は水分を吸収しやすいものが多いので保守管理には注意を要する。 H28ga/09 答え

【◯】 簡単な問いだけども、解説文泣かせ。だ
 冒頭の一文(  ~と呼ぶ )は、<8次:P69右 (5.7.1 冷凍機油の使用目的)>にズバリ的です。
 しかし、  合成油は水分を …云々(デンデンじゃないよw)はね、テキストの学識編(P69~70)から読み取れない。
 保安編には3箇所程度あるけども、<8次:P220右 (16.8 HFC系混合冷媒の取扱い)>の4行目辺りがズバリ的だ

・冷凍機油の役割は、圧縮機の軸受、ロータやピストンなどの潤滑面に油膜をつくり、金属どうしの直接接触を避け、円滑なしゅう動と摩耗防止とともに、摩擦によって生じる熱を除去することなどである。 H28ho/01 答え

【◯】 ぅ~ん、なぜ「学識」で出題されない?テキストは<8次:P69右下 (5.7.1 冷凍機油の使用目的)>の冒頭部分ズバリ的。 (平成28年度の「保安」は問4に油の問題がない。この問1にある一問だけ。)

冷凍機油の種類 P70

 問題がありそうなのだが…、ない。どこかに紛れ込んでいるかも。

冷凍機油と冷媒の関係 P70

・HFC冷媒を用いる圧縮機の潤滑油には、R22冷媒の場合と同様に鉱油を使用している。H17ga/09 答え

【×】 HFC系冷媒は鉱油を使用せずエーテル油(合成油)を使用している。
 大丈V!? これ間違えるようだと、勉強・過去問攻略不足。
 テキスト<8次:P70右上 (5.7.3 冷凍機油と冷媒の関係)> 鉱油とHFC冷媒の組み合わせでは~

・HFC冷媒と鉱油の組合せでは、ほとんどの混合組成領域で溶解度が小さく冷媒と鉱油は分離するが、HFC冷媒はエーテル油など合成油とは広い混合組成領域で溶解する。 H23ga/09
 答え

【◯】 混合組成領域という語句は、「SIによる 上級 冷凍受験テキスト7次改訂版」では見あたらない。(8次改訂版も同様)
テキスト的には<7次:P46右下~P47 左上><8次:P70右 (5.7.3 冷凍機油と冷媒の関係)>あたりから読み取るしかないだろう。
テキストの内容がだいぶ変わっているので、24年度以降は問題文も変わると思われる。(2012(H24)/05/03記す)

・一般に、アンモニア液の比重は冷凍機油の比重よりも小さいが、フルオロカーボン冷媒液の比重は冷凍機油の比重よりも大きい。 H24ga/09 答え

【◯】 よくわからない。冷媒と油の比重に関しての記述がテキストに見当たらない。
 アルコールと油は、テキスト<8次:P70右~ (5.7.3 冷凍機油と冷媒の関係)>に、アンモニア液は油より軽いとあるので、「アンモニア液の比重は冷凍機油の比重よりも小さい」は、◯であろう。
 さて、フルオロは、合成油とは(温度で)溶解したり分離したり・・・・油は、フルオロ冷媒液に浮く?
 テキスト<8次:P25右4行目~ (2.5.2 冷媒液強制循環式冷凍装置の冷凍サイクル)>に、「油が冷媒液に溶け込んだ、油の濃度の高い溶解液は、浮く。」とある。ので、「フルオロカーボン冷媒液の比重は冷凍機油の比重よりも大きい。」は「◯」であろう。

・冷媒液は、アンモニア冷凍装置では通常使用されている鉱油より重く受液器などの底部にたまり、フルオロカーボン冷凍装置では上部にたまる。したがって、アンモニア冷凍装置の油抜きは受液器の上部より行う。 H26ga/09 答え

【×】 ぅむ!!
間違いは2箇所ある。太字で修正。
『冷媒液は、アンモニア冷凍装置では通常使用されている鉱油より軽い、鉱油は受液器などの下部(底部)にたまる。 フルオロカーボン冷凍装置では上部にたまる。したがって、アンモニア冷凍装置の油抜きは受液器の下部(底部)より行う。』

・アンモニア冷媒と油の重い軽いの関係は、テキスト<8次:P71左上>
・フルオロと油の重い軽いの関係は、テキスト<8次:P25右下辺り>の冷凍機油との溶解する説明を読む。油が冷媒液に多く溶け込むとその油濃度の高い冷媒液は上部に溜まるようになる。つまり、フルオロ冷媒液は鉱油より重い。

・アンモニアは、冷凍機油として使用される鉱油とは相互に溶解しにくく、アンモニア液は冷凍機油(鉱油)よりも軽いので、冷凍装置からの油抜きは容器の底部から行う。 H29ga/09

・アンモニア液は冷凍機油(鉱油)よりも軽いので、アンモニア冷凍装置からの冷凍機油の油抜きは受液器などの容器の底部から行う。 R01ga/09 答え

【両方 ◯】 その通り。 テキスト<8次:P70右 (5.7.3 冷凍機油と冷媒の関係)(P71左上)>にズバリ的です。


吸収冷凍機の冷媒と吸収剤 P71~P72

 吸収冷凍機は出ないとおもうんだけどな。

水 / 臭化リチウム P71

 見当たらない。

アンモニア / 水系 P72

 見当たらない。

 20/01/06

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修正・訂正箇所履歴

【2020(R02)/01/03 新設】(← 履歴をここに作った日

  • 「冷凍機油と冷媒の関係 P70」のH23ga/09の答えが開かなかったので修正。(2020(R02)/03/05)

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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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