冷蔵庫用のフィンコイル蒸発器
冷蔵庫用であるが特に問題ないかと。コイルの長さがキモかな。
第一種冷凍機械責任者試験 平成15年度 問3（11月試験）
問3 冷蔵庫用のフィンコイル蒸発器があり、これの仕様と運転条件は次の通りである。この蒸発器について、次の（1）、（2）および（3）の問に、解答用紙の所定欄に計算式を示して答えよ。
ただし、蒸発器は霜の付かない条件で、フィンコイル材の熱伝導抵抗は無視できるものとする。
（20点）
（1）蒸発器の外表面積基準の平均熱通過率K［kW/(m^2・K)］はいくらか。
（2）蒸発器の必要とする空気側伝熱面積A（m^2）はいくらか。
（3）蒸発器の冷媒回路数ｎ＝8、管の内径がdi＝15mmであれば、1回路当たりのコイルの長さL（m）はいくらか。
（1）蒸発器の外表面積基準の平均熱通過率K［kW/(m^2・K)］はいくらか。
楽勝かと。 熱通過率K （『上級 冷凍受験テキスト：日本冷凍空調学会』＜9次：P101 (（8.5）式 )＞(＜8次：P97 (（8.5）式 )＞)
答え K ＝ 0.0293 [kW/(m^2・K)]
（2）蒸発器の必要とする空気側伝熱面積A（m^2）はいくらか。
基本式はこれ。
『上級 冷凍受験テキスト』＜9次：P104～105 (例題8.1の(解))＞(＜8次：P100～101 (例題8.1の(解))＞)を、読む
Φo ＝ K・A・Δt (テキストはΔtm)
Kは(1)で求めてあり、ΦoとΔtは設問で指定されているので、Aがわかる。
では、に外表面伝熱面積Aを求めましょう。
答え 25.6（m^2）
楽勝ですね。
（3）蒸発器の冷媒回路数ｎ＝8、管の内径がdi＝15mmであれば、1回路当たりのコイルの長さL（m）はいくらか。
さてと、内径di＝15ミリの配管が8本あって、(2)で求めた総外表面積が25.6m^2（8本の総外表面積）である1本の配管の長さLｍを求めるわけだ。
もしかして、中学か小学校高学年の数学か算数のレベルですか？
天下の冷凍試験（しかも1冷）ですからね、そうは簡単じゃないでしょ。そうです、配管の厚みが分かりませんからね。
どうするかって、そうです、そうです、その通り、有効内外面積比を使うんです。
こ、これには、さすがの中学生でも気づかないでしょう！？
冷媒回路数n=8 菅内径di 1回路L
この図は、イメージ図ですから実際の冷蔵庫フィン蒸発器とは違います。はぃ。
基本式
『上級 冷凍受験テキスト』＜9次：P90右下～ （例題7.3）＞（＜8次：P89右下～ （例題7.3）＞）
有効内外面積比ｍは、
1本の内表面積をAi1とすると、
問題集などの模範解答では、太字の部分がいきなり書かれています。ま、頭の体操的な感じでよく考えればできるでしょうけど。
もちろん本番では、模範解答通りの式記述だけでよいでしょう。
では、数値代入して一気に。
答え L ＝ 9.06 (m)
訂正箇所履歴
【2016/03/08 新設】
- 数式の画像など全般的に見直し。（2017/05/01）
- 『上級 冷凍受験テキスト』9次改訂版に対応。（2023(R05)/06/08）