冷媒液強制循環式冷凍装置（アンモニア）
ポンプで強制的に冷媒液を蒸発器に送り込む。H21年度とクリソツですが、アンモニア冷媒仕様となっておりまする。なので、油抜き弁が低圧受液器の底部に付いています。
第一種冷凍機械責任者試験 平成27年度（11月試験）
問2 下図で示すアンモニア冷媒とする油戻し装置つき冷媒液強制循環式の冷凍装置が、下記の運転条件で運転されているとき、次の(1)の問は 解答用紙のp-h線頭上に、また（2）および（3）の問は、解答用紙の所定欄に計算式を示して答えよ。
ただし、液ポンプの動力、配管での熱の出入りおよび圧力損失はないものとする。 （20点）
（1）この冷凍装置の理論冷凍サイクルを解答用紙のp-h線図上に描き、点1～点12の各状態点を図中に記入せよ。
ただし、点9と点10は、解答用紙中のそれぞれの点を通るものとする。
（2）冷凍能力Φo（kW）を求めよ。
（3）理論成績係数(COP)th.Rを求めよ。
（1）この冷凍装置の理論冷凍サイクルを解答用紙のp-h線図上に描き、点1～点12の各状態点を図中に記入せよ。ただし、点9と点10は、解答用紙中のそれぞれの点を通るものとする。
テキストでは、『上級 冷凍受験テキスト：日本冷凍空調学会』＜9次(8次)：P26＞です。この線図は、理屈を把握して覚えておくしかありません。（テキストの図2.17は、アンモニア仕様ではありません。）
解答図
（2）冷凍能力Φop（kW）を求めよ。
冷凍能力は、 Φo ＝ qmr（h1－h3） です。
いろいろ理屈を考えるとつかれるので、丸暗記でどうでしょう。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(8次)：P26右 (2.22式)＞です。
h1が不明なので、導き出さねばなりませぬ。
熱収支の式を組み立てます。
流出するものと流入するものを左辺右辺にまとめましょう。
qmr・h1 ＝ (qmr － q'mr)・h11 ＋ q'mr・h12
この式が組み上がれば楽勝です。
ところが、h12が不明なのです。h12を求めるには、熱交換器の熱収支から導きましょう。
左辺に流入するもの、右辺に流出するものをまとめます。
qmr・h3 ＋ q'mr・h6 ＝ qmr・h4 ＋ q'mr・h12
ところが、
熱交の油戻し装置から流入する点は、h6でいいのかな？という疑問が湧いた。
（『試験問題と解答例：日本空調冷凍学会』の模範解答では、この点はh6として計算しているようだが…。）『冷凍受験テキスト：日本冷凍空調学会』には、アンモニア仕様の詳細は記されていないし、過去問は見当たらないし…。
降参です。
平成27年度問題図
平成21年度問題図
p-h線図は同じなんだよなぁ。
ぁ、そうか。
『上級 冷凍受験テキスト：日本冷凍空調学会』＜9次：P26右下辺り＞より引用
すなわち,冷凍機油と冷媒を分離するための熱交換での熱交換は，冷媒間でのものであり，冷媒が状態3から状態1に変化するのには関係しない．
『上級 冷凍受験テキスト：日本冷凍空調学会』＜8次：P26右＞より引用
なお，油と冷媒を分離するための熱交換器での熱交換は，冷媒間でのものであり，冷媒が状態3から状態1に変化するのには関係しない．
そんなわけで、とりあえず記し続けよう。
数値代入して、
ではh1と、Φoを、一気に行きましょう。
答え Φo ＝ 217 kW
（3）理論成績係数(COP)th.Rを求めよ。
h1とΦoは、問(2)で求めました。
理論圧縮動力Pthと、理論成績係数(COP)th.Rを、一気に行きましょう。
答え (COP)th.R ＝ 3.62
計算式や解説文を長々と記してありますが本番では短縮してズバリ解答してください。ご健闘をお祈りします。
訂正箇所履歴
【2016/10/27 新設】
- 全般的に解説文や図の位置など見直し。（2017/04/30）
- 『上級 冷凍受験テキスト』9次改訂版に対応。（2023(R05)/06/01）