沸点と臨界温度・混合冷媒・体積能力

 過去問でガンガン勉強しよう

 冷媒の性質についての問題です。『SIによる 初級 冷凍受験テキスト:日本冷凍空調学会』<7次:P42~P45>

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【沸点】

 沸点と圧力、沸点と温度、臨界温度・・・テキスト<7次:P42~P44>をよく読もう。

・沸点(標準沸点)は、冷媒の種類によって異なる。 H10/04 答え

【◯】 ぅむ。たいがい◯にするよね。
 テキスト<7次:P44>の1行目ズバリ。 <7次:P43表4.2>→(アンモニア -33.3℃  R22 -40.8℃  R134a -26.2℃)

・0℃における飽和圧力を標準沸点といい、冷媒の種類によって異なっている。 H26/04 答え

【×】 勉強していないと、なんとなく◯にするかも…。
 テキスト<7次:P42>の一番下参考:「飽和圧力が標準大気圧に等しいときの飽和温度を標準沸点という。
 0℃におけるとか、何処にも書いてない。

・沸点はR410Aよりもアンモニアのほうが低い。 H16/04 答え

【×】 ぅ~ん、P43の表、気合で覚えよう。
 若しくは、沸点が低い順に並べてみると、
 R410A-51.9℃、R404A-46.1℃、R407C-43.6、R22-40.8℃、アンモニア-33.4℃、R134a-26.0℃
 アンモニアとR134a(←もっとも高い)は、わりと沸点が高いんだね。と、覚えてればいいかも。(マイナスだから、低い高いを勘違いしないように…。)

・沸点の低い冷媒は、同じ温度条件で比べると、一般に沸点の高い冷媒より圧力が低い。 H14/04 答え

【×】 同じ温度なら低い高い低い高い低い高い低い高い低い高い低い高い低い高い低い高い?
 沸点といったら、テキスト<7次:P44! (上2行)>
  沸点低冷媒、沸点高冷媒より圧力高

・沸点の低い冷媒と高い冷媒を同じ温度条件で比較すると、飽和圧力は一般に沸点の低い冷媒のほうが低い。 H17/04 答え

【×】 「<略>飽和圧力は一般に沸点の低い冷媒のほうが高い。」【沸点・低いものは高い】と、だけでも覚えてれば・・・・・けっこうGETできる!!?

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臨界温度

・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/9 答え

【◯】 テキスト<7次:P44>の3行目~。
 これは、2種冷凍の平成22年度「学識」問題です。3冷の過去に見あたらないのでココに記す。(2013/06/01)3種冷凍にも、出るかも。

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混合冷媒

 テキスト<7次:P44 (4.1.2 混合冷媒)>が中心。

・R407Cがボンベ内にある場合、冷媒液の成分割合と冷媒蒸気の成分割合は同じである。 H17/04 答え

【×】
 沸点差の大きな冷媒(R22やR134a)を混ぜたものは、液と蒸気の状態の沸点が違う。なので、蒸発や凝縮が早かったり遅かったりする。んで、成分割合も違ってくる。
 こういう冷媒を「非共沸混合冷媒」という(他にR410C、R404A)つまり、R407Cの液と蒸気は成分割合が違います。と、いうこと。冷媒のあたりはテキストを一度じっくり読んでから、過去問ガンガンやってね。

・R134aとR410Aはともに単成分冷媒である。 H20/04 答え

【×】 ちょっと意地悪な問題かな。勉強していないことがばれてしまう問題。<7次:P42>真中辺り。
 テキストP42~44あたりを一度でいいから熟読して欲しい。
 400番台の冷媒は単成分冷媒を混合した「非共沸混合冷媒」です。←これ上級テキストに書いてあるけど、ここで覚えることができたあなたはラッキーですね。
 さぁ、テキストを読んで「単成分冷媒」「混合冷媒」「非共沸混合冷媒」この3つの言葉と違い(性質)を頭の中でイメージしておこう。

・非共沸混合冷媒液が蒸発するときは、沸点の高い冷媒が早く蒸発する。 H20/04 答え

【×】 テキスト<7次:P44 (4.1.2 混合冷媒)>の2行目~。
「沸点低い早く蒸発、沸点高い早く凝縮」とでも覚えればいいかな。(テキストでは、「多く」と記されているが「早い」と同等と思われる。)

・非共沸混合冷媒が蒸発する場合は、沸点の低い冷媒が早く蒸発し、凝縮する場合は沸点の高い冷媒が早く凝縮する。 H22/04 答え

【◯】 今度は、◯ですよ。「沸点低い早く蒸発、沸点高い早く凝縮」頑張れー!
 【お知らせ】

------- 突然すみません。お知らせ -------
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・単成分冷媒の沸点は種類によって異なるが、沸点の低い冷媒は、同じ温度条件で比べると、一般に沸点の高い冷媒よりも飽和圧力が低い。 H24/04 答え

【×】 テキスト<7次:P44>1行目~。
 「<略>一般に沸点の高い冷媒よりも飽和圧力が高い。」

・圧力一定のもとで非共沸混合冷媒が凝縮器内で凝縮するとき、凝縮中の冷媒蒸気と冷媒液の成分割合は変化しない。 H25/04 答え

【×】 変化する。テキストP28(「混合冷媒」の7行目辺り)

・非共沸混合冷媒が蒸発するときは、沸点の低い冷媒のほうが先に蒸発する。 H26/04 答え

【◯】 ぅむ。
 テキスト<7次:P44 (4.1.2 混合冷媒)>の2行目~。
 (テキストでは、「多く」と記されているが「先に」と同じ事と思われる。)

・非共沸弗混合冷媒が蒸発するときは沸点の低い冷媒が多く蒸発し、凝縮するときも沸点の低い冷媒が多く凝縮する。 H28/04 答え

【×】 テキストにズバリです。<7次:P44 (4.1.2 混合冷媒)>冒頭部分。
非共沸弗混合冷媒が蒸発するときは沸点の低い冷媒が多く蒸発し、凝縮するとき沸点の高い冷媒が多く凝縮する。

 「早い」や「先に」が、今年度は「多く」となっている。(テキストと同様になったですね。ぅ~ん。)

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体積能力

 テキスト<7次:P44 (4.1.3 体積能力) とP45の表4.3>

・R134aはR22に比べて、運転温度条件が同一ならば、冷凍トンあたりのピストン押しのけ量は小さくて良い。 H14/04 答え

【×】 大きなピストン押しのけ量が必要。テキスト<7次:P45>の下から2行目~ 【参考】

 参考:冷凍保安規則第五条(冷凍能力の算定基準)
R=V/C V(:ピストン押しのけ量)C(:冷媒ごとに定めれられた定数)から、Cの値はR134a=14.4 R22=8.5であるから、同じ冷凍能力を得るためには、R134aはR22に比べてピストン押しのけ量は大きくなければならない。(アンモニアC=8.4)

・圧縮機の単位吸込み体積当たりの冷凍能力を体積能力といい、その単位はkJ/m^3である。 H20/04 答え

【◯】 そのとおりなんだね、
 体積能力は1立方メートル(m^3)当たりの冷凍能力(kJ)という感じで覚えておけばいい。
 R134aはR22と同等の能力を得るためには1.5倍も大きなピストン押しのけ量が必要になる。
 テキスト<7次:P44 (4.1.3 体積能力)>を読んで、<7次:P45の表4.3>を見ながら上の問題を合わせて覚えていればあなたはもう完璧。ぁ、アンモニアとも比較して勉強しておこう。

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 『SIによる 初級 冷凍受験テキスト』7次改訂版への見直し、済。(14/06/22)

修正・訂正箇所履歴

【2016/05/09 新設】

  • 少々順番並び替え及び解説見直し。(2017(H29)/02/04)
  • テキストページ表記に<7次:>を追加。(2017(H29)/02/04)

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【参考文献】

  • 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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