乾式蒸発器を使用した冷蔵庫の冷却に液ポンプを用いる装置
何これ！？みたいな。しかも、（4）まであるし。
第一種冷凍機械責任者試験 平成23年度 問3（11月試験）
問3 乾式蒸発器を使用した冷蔵庫の冷却に液ポンプを用いる装置の略図と運転条件を以下に示す。この装置について、次の（1）～（4）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、冷媒と空気との間の温度差は算術平均温度差を用い、蒸発器、配管における圧力損失による冷媒の温度変化はなく、蒸発器の伝熱管の熱抵抗は無視できるものとする。
（20点）
（1）蒸発器の外表面基準の平均熱通過率Ko［kW/(m^2・K)］を求めよ。
（2）蒸発器の外表面伝熱面積A（m^2）を求めよ。
（3）外気温度t2（℃）を求めよ。
（4）外気温度t2が38℃になった場合の外気から配管への侵入熱量Φ2（kW）を求めよ。
(1) 蒸発器の外表面基準の平均熱通過率Ko［kW/(m^2・K)］を求めよ。
この頁のリンク先を見て頂きたい。「m：空冷蒸発器（フィン）」
ここにも同じ画と式をコピペしておきましょう。公式の「ｍ」の位置に注意して丸覚えの感じでいいと思います。 テキストは、『上級 冷凍受験テキスト：日本冷凍空調学会』＜9次：P78右～79＞＜8次：P78右＞の（6.23）式と（6.27）式を参照する。
- 霜の厚み δ
- 霜の熱伝導率 λ
というわけで、設問にあてはめてみると、
数値代入して
答え Ko ＝ 0.02［kW/(m^2・K)］
(2) 蒸発器の外表面伝熱面積A（m^2）を求めよ。
蒸発器の部分だけを抜き出して、空気入口側と出口側みたいな図を作ってみますた。
冷却負荷Φが与えられ、(1)で平均熱通過率Ko求め、算術平均温度差Δtmを使って、外表面伝熱面積Aと来れば！これしかないでしょ！
Φ ＝ Ko・A・Δtm
テキスト＜9次：P80 ((6.28)式)＞＜8次：P79 ((6.28)式)＞
んで、算術平均温度差Δtmは、
テキスト＜9次：P80 ((6.31)式)＞＜8次：P79 ((6.31)式)＞
じゃ、Δtmを求め、Aを、一気に計算。
答え A ＝ 500 (m^2)
(3) 外気温度t2（℃）を求めよ。
ぇっと、この式が浮かぶかどうかだけどもね…。テキスト＜9次(8次)：P77 ((6.11)式)＞
じゃ、式を変形して一気に計算。
ぁ、Aの伝熱面積は、円周 × 長さ ＝ 2・π・D × L
Φ1 ＝ (t2 － t1)・αo・A
Φ1 ＝ (t2 － t1)・αo・2・π・D・L
3.0 ＝ (t2 － 27) × 0.01 × 2 × 3.14 × 0.1 × 62
3.0 ＝ (t2 － 27) × 0.389
t2 ＝ 34.71
答え t2 ＝ 35℃
(4) 外気温度t2が38℃になった場合の外気から配管への侵入熱量Φ2（kW）を求めよ。
頭の体操パスルのような問題。疲れますね。
テキスト＜9次(8次)：P77 ((6.14)式)＞を、設問に当てはめてツラツラと考えると、
赤文字部分の熱通過抵抗は一定である。んで、温度の中で一定なのは、冷媒の温度t0なので、Φ1はt2とt0の差に比例する。
38℃＝t2´とすると、
となる。
じゃ、数値を代入して
答え Φ2 ＝ 3.1（kW）
訂正箇所履歴
【2016/01/11 新設】