2種冷凍学識計算攻略-過去問

2種冷凍「学識」平成21年度問2

問2 アンモニア冷凍装置が下記の条件で運転されている。このとき、冷媒循環量qmと実際の成績係数COPについて、次の答えの(1)~(5)の組合せのうち、最も近いものを選べ。

(運転条件)
   圧縮機のピストン押しのけ量         V = 250 m3/h
   圧縮機吸込み蒸気の比体積         v1 = 0.43 m3/kg
   圧縮機吸込み蒸気の比エンタルピー     h1 = 1450 kJ/kg
   断熱圧縮後の吐出しガスの比エンタルピー  h2 = 1670 kJ/kg
   蒸気入口冷媒の比エンタルピー       h4 = 340 kJ/kg
   圧縮機の体積効率             ηv = 0.7
   圧縮機の断熱効率             ηc = 0.8
   圧縮機の機械効率             ηm = 0.9

(1)qm = 407 kg/s, COP =3.63   (2)qm = 0.113 kg/s, COP =3.63
(3)qm = 0.113 kg/h, COP =5.05  (4)qm = 407 kg/h, COP = 5.05
(5)qm = 0.113 kg/h, COP =3.63

p-h線図と基本式

p-h線図を描きましょう。

2種冷凍平成21年度学識問2解説用線図
  • V = 250 m3/h
  • ηv = 0.7
  • ηc = 0.8
  • ηm = 0.9

 与えられた数値も書いておきましょう。目をつぶっても描けるぐらいになれば合格でしょう!?


冷媒循環量といえば、この式。

 以下、qmr = qm とする。

これだけ公式(1)式(項目付き)

 (1)式を変形して、

これだけ公式(1)式(項目付き)変形

 ここで、単位に注意すべし!
 お気づきと思いますが、冷媒循環量は秒(s)単位となります。設問のピストン押しのけ量 V は毎時(h)になっていますから、3600 で除して秒に換算して計算する必要があります。注意してください。


実際の成績係数 COPといえば、この式。

これだけ公式(6)

冷媒循環量と実際の成績係数を求めます。

冷媒循環量 qm

冷媒循環量数値代入計算式 👈️ 誤植です。下記に修正します。
修正

  qm = Vηv / v1

    = {(250 / 3600) × 0.7} / 0.43

    = 0.048611 / 0.43 = 0.1130488

    ≒ 0.113

   注)m3/h を m3/s に単位変換すること。


実際の成績係数 (COP)R

成績係数数値代入計算式

答え

 (2) qm = 0.113 kg/s, COP = 3.63

 くどいですが、単位に注意。
 平成19年度も、同じ単位換算の問題が出題されていますし、※注意!↓下行

 注意! (5) qm = 0.113 kg/h, COP = 3.63 を、正解に選んで涙目にならないようにしてください。この年度は、嫌らしいですね。


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修正・訂正箇所履歴

【2016/08/30 新設】(← 履歴をここに作った日

  • 冷媒循環量の計算式が違っていたので修正。全体を見直し。(2024(R06)/07/16)

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これだけ公式
これだけ公式(1-6全部)

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