学識編:種類・記号・性質 P59~P61(P59~P61)

 このページでは、「冷媒の種類」「冷媒の記号」「冷媒に求められる性質」についてです。過去問題がない箇所は、適当に、予想問題を by echo 追加してあります。

テキスト9次改訂版について

 『上級 受検テキスト:日本冷凍空調学会』9次改訂版(令和4年11月8日改訂)に対応しています。適当に、8次改訂版のページを( )内に残してあります。


冷媒の種類

冷媒の種類まとめ表

 冷媒の種類をまとめました。「ODP(オゾン層破壊係数)」と「GWP(地球温暖化係数)」の値も記してあります。(2022/3/11作成)

冷媒種類まとめ表
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冷媒の種類 P59~P60

 「冷媒種類まとめ表」から切り抜いて「冷媒の種類」を作りました。これを見ながら問題を解けば自然に覚えられるでしょう。

冷媒の種類
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(a)フルオロカーボン冷媒 P59~P60

・冷凍機に用いられる、フッ素系冷媒(フルオロカーボン)は、「CFC」「HCFC」「HFC」「HFO」などがある。 by echo 答え

【◯】 大丈夫ですかね。テキスト<9次:P59> 「冷媒の種類」貼っておきましょう。

冷媒の種類
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・水素を含むHCFC冷媒は、CFC冷媒よりも、オゾン破壊係数ODPは小さい。 by echo 答え

【◯】 ぅむ。水素Hのおかげで寿命が短くなってオゾン破壊が少なくなるんです。テキスト<9次:P59右 23行目(なお、~)>

 【冷媒種類まとめ表】 ← 見たい方はクリック

冷媒種類まとめ表
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・HFC冷媒は、塩素を含まないので成層圏オゾンを破壊しないためODPはゼロである。 by echo 答え

【◯】 題意の通り。

 【冷媒種類まとめ表】 ← 見たい方はクリック

冷媒種類まとめ表
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・HFO冷媒は、ODPがゼロで低いGWPの特徴を持ち、R744(二酸化炭素)やR32などともに低GWP冷媒として実用化が進められている。 by echo 答え

【◯】 二酸化炭素は自然冷媒でODPは1(基準)、R32はHFC冷媒の中でGWPが比較的低い、表を何度も眺めていれば覚えられるでしょう。

冷媒種類まとめ表
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(b)その他の冷媒 P60

・冷凍機に用いられる、代表的な自然冷媒として、R290、R717、R744、などがある。 by echo 答え

【◯】 R290(プロパン)、R717(アンモニア)、R744(二酸化炭素)ですね。テキストは<9次:P63 表5.1>を見れば良い。簡単にまとめた自然冷媒表を貼っておく。

自然冷媒冷媒の種類
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・R290(二酸化炭素)、R717(アンモニア)、R744(プロパン)、などは、自然界に元々存在する部室であるから自然冷媒と呼ばれことがある。低GWP冷媒として注目を集めている。 by echo 答え

【×】 R290(プロパン)、R717(アンモニア)、R744(二酸化炭素)です。これは覚えておいた方がいい。(記号だけさり気なく使われる。)

自然冷媒冷媒の種類
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(c)混合冷媒 P60

 混合冷媒からは、出題が多い。

9次改訂版について

 8次改訂版が全面的に書き換えられている。大きな違いは下記。

  • 非共沸混合冷媒の「沸点温度よりも露点温度のほうが高くなり、」 → 「単成分冷媒では露点と沸点は一致するが、非共沸混合冷媒では露点と沸点とは一致しない」と、高い低いの比較がなくなっている
  • 非共沸混合冷媒の温度勾配を利用したローレンツサイクル関連文が消えた。
  • テキスト<P63 表5.1、P64 表5.2>から「R407C」冷媒が消えた。

・複数の単成分冷媒を混ぜ合わせた冷媒を混合冷媒と呼ぶ。 by echo 答え

【◯】 はぃ。テキスト<9次:P60左 (c)混合冷媒の冒頭>

・混合冷媒は非共沸混合冷媒と共沸混合冷媒とに分類される。 by echo 答え

【◯】 ぅむ。テキスト<9次:P60左 (c)混合冷媒の冒頭>

・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。 H15学/09 H24学/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

 9次改訂版から「高い」「低い」の比較が無くなっているので、このような問題は出題されないだろう。(2023(R05)/09/07記ス)

・非共沸混合冷媒は、一定圧力下で蒸発を始める温度(沸点)と蒸発終了の温度(露点)は一致する。 by echo 答え

【×】 こんな感じの問題文になるかも。(R407Cはテキストから消えてしまったようだ。)

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)は一致しない

・共沸混合冷媒は、沸点の近い冷媒を混ぜ合わせたもので、ある成分比において、相変化の過程で気相と液相の成分比が一致する。また、あたかも単成分冷媒であるかのように、圧力、温度一定で相変化する。 by echo 答え

【◯】 テキスト<9次:P60右 6行目~>

・共沸混合冷媒は、圧力一定のもとにおける相変化の前後で温度変化は起こらず、露点と沸点は一致する。 by echo 答え

【◯】 ぅむ。テキスト<9次:P60右 10行目~>

・疑似共沸混合冷媒とも呼ばれる R 404A や R 410A は、沸点と露点の差が 0.2 ~ 0.3 K 程度と非常に小さく、共沸と近い比共沸混合冷媒である。 by echo 答え

【◯】 テキスト<9次:P60右 14行目~>


以下の問題と同様な問題は出題されない

 まとめて、ここに置いておく。(9次改訂版へ、書き直してありません)

 「温度差が大きい小さい。」「露点よりも沸点のほうが温度が高い低い。」というような問題は出題されないだろう。(2023(R05)/09/07記ス)

・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。 H26学/09 H30学/09 答え

【◯】 9次改訂版から「高低の比較」と「R407C」が削除されたので、同様な問題は出題されないだろう。(2023(R05)/09/07記ス)

・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。 R01学/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)


9次改訂版から「高低の比較」と「R407C」が削除されたので、同様な問題は出題されないだろう。(2023(R05)/09/07記ス)

・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。 H27学/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。」(または、「露点よりも沸点のほうが温度が低い。」)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。


・R404A、R407C、R410Aなどの非共沸混合冷媒は、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低い。 R03保/09 答え

【◯】 今度は【◯】です。もう、この比較問題は大丈夫ですよね。:-)

・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。 H29学/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~P61

 「共沸」「非共沸」などの種類と、記号の違いを把握しましょう。またもや、表を張っておきます。
冷媒の種類
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・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。 H17学/09 答え

【◯】 テキスト<9次:P60右 5.3.2 冷媒の記号>(参考:9次改訂版は「R407C」は削除されています。)

・R134a、R407CおよびR410Aは非共沸混合冷媒である。 H20学/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。R134aは単成分冷媒ですね!! テキスト<9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。 H27学/09 R04学/09 答え

【×】 ぅわわ~、記号を満遍なく把握しておきましょう。(令和4年度も出題されました。)
 「600番台は有機化合物、700番台は無機化合物」です。

・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番台は炭化水素(プロパン、イソブタン)などの有機化合物、700番台は二酸化炭素やアンモニアなどの無機化合物を表す。 by echo 答え

【◯】 9次改訂版では具体的なガス種名が追加記載された。テキスト<9次:P60右下~P61>

冷媒の種類
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・冷媒には、固有の番号が付けられているが、単成分ふっ素系冷媒の異性体は、番号の後に大文字のアルファベットを付けて表す。 R02学/09 答え

【×】 令和2年度…(><;)
 テキストでは単成分ふっ素系冷媒は  R134a である。一番最後の異性体を表す記号は、小文字のアルファベットです。テキストは<9次:P60右 下から5行目辺り>に記されている。

・冷媒には、それぞれ固有の番号が付けられているが、単成分のフルオロカーボン冷媒の異性体は、冷媒番号の後に小文字のアルファベットを付けて表す。 R05学/09 答え

【◯】 今度は【◯】

・冷媒R134aの百の位の「1」は「炭素原子数-1」の数を示すが、十の位の「3」はふっ素原子数を表す。 R03学/09 答え

【×】 2冷でも詳細な冷媒記号の勉強は必須のようです。正しい文章にしましょう。

冷媒R134aの百の位の「1」は「炭素原子数-1」の数を示すが、十の位の「3」は水素原子数を表す。

 ちなみに、一の位「4」がフッ素原子数を表してます。テキスト<9次:P60右下方~>


冷媒に求められる性質 P61

・冷媒に要求される性質として、毒性・燃焼性が低く、安全性に優れ、地球環境や周囲の環境破壊せず、科学的に安定しており、冷凍機運転に影響する沸点が適度であること、さらに経済性や入手性に優れることが挙げられる。 by echo 答え

【◯】 設問は、テキスト<9次:P61左a.~e.>までをまとめました。ごもっともなことです!

・冷媒のサイクル特性に要求される性質として、単位体積あたりの冷凍能力(体積能力)が大きく、理論成績係数が高く、圧縮機吐出しガス温度が圧縮機・冷凍機油の使用温度範囲内であること、伝熱性能が良いことが挙げられる。 by echo 答え

【◯】 設問は、テキスト<9次:P61左f.~i.>までをまとめました。なるほど!!

・冷媒のサイクル特性に要求される性質として、冷媒の圧力損失は冷媒設備の配管施工に多くを支配されるため、冷媒の性質として特に考慮する必要はない。 by echo 答え

【×】 【×】問題を作ってみました。イマイチですかね。テキストは<8次:P61右上j.>です。冷媒の圧力損失は小さいことが要求される。

 9次改訂版では、「j.圧力損失が小さいこと」が消えてしまっている。はてな?

 22/03/13 23/12/12

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修正・訂正箇所履歴

【2022(R04)/03/09 新設】(← 履歴をここに作った日

  • 学識編ページを分割、このページを新設。(2022(R03)/03/09)
  • 『上級 受検テキスト:日本冷凍空調学会』9次改訂版(令和4年11月8日改訂)に対応。(2023(R05)/09/07)

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【参考文献・リンク】

  • 初級 受検テキスト(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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