1種冷凍学識計算11月試験攻略-問3:平成27年度

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R410A冷凍装置における空冷凝縮器

基本式を覚え過去問をこなしてあれば、楽勝でしょう。(ただし、単位に注意)平成20年度11月試験問題をほとんどコピペで作成しました。

第一種冷凍機械責任者試験 平成27年度 問3(11月試験)

問3 R410A冷凍装置における空冷凝縮器が次の仕様および運転条件で運転されている。この凝縮器について、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、冷媒凝縮温度と冷却空気温度との間の温度差は算術的平均温度差を用い、冷却管材の熱伝導抵抗と冷却管の汚れの影響は無視できるものとする。

(20点)

第一種冷凍機械責任者試験問3(平成27年度)の問題(仕様および運転条件)

(1) 凝縮器の出口空気温度ta2(℃)を求めよ。

(2) 凝縮器の外表面の面積を基準とする平均熱通過率 K[kW/(m^2・K)]を小数点以下3桁まで求めよ。

(3) 冷媒凝縮温度と冷却空気温度との算術的平均温度差ΔTm(K)を求めよ。(T(大文字)は原文のまま)

(4) 冷媒凝縮温度tk(℃)を求めよ。

(1) 凝縮器の出口空気温度ta2(℃)を求めよ。

 平成13年度平成20年度と、同等の問題です。


 基本式はこれ。(『上級 冷凍受験テキスト:日本冷凍空調学会』<9次:P84右 (7.4式)><8次:P84左(7.4式)>
 7.4式を設問の記号に当てはめると、

 Φk = Ca・qva・ρa(ta2 - ta1) とにかく変形するなりして、ta2を求めれば良い。

 途中経過も書こうか。(本番では必要ないですよ)

Φk = Ca・qva・ρa(ta2 - ta1)の変形の式

 となる。数値を代入して、

ta2求める式へ数値代入

  答え ta2 = 43.2 ℃

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(2) 凝縮器の外表面の面積を基準とする平均熱通過率 K[kW/(m^2・K)]を小数点以下3桁まで求めよ。

 考え方はこんな感じですね。(参考:『1種冷凍学識計算攻略-問3:熱計算は有効内外伝熱面積比と基本式を理解せねば!』

H27年度の空冷凝縮器(フィン)図


空冷凝縮器(フィン)有効内外面積比式

 では、一気に数値代入で終了させましょう。

H27年度問3(2)のKの計算式

  答え K = 0.072[kW/(m^2・K)]

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(3) 冷媒凝縮温度と冷却空気温度との算術的平均温度差ΔTm(K)を求めよ。

 基本式はこれ。 (参照 : テキスト<9次(8次):P84(7.6)式>)

 Φk = K・Aa・Δtm

 変形して数値代入しましょう。楽勝ですね。

Δtmを求める式へ数値代入

  答え ΔTm = 10.0 K

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(4) 冷媒凝縮温度tk(℃)を求めよ。

 基本式はこれ。 テキスト<9次(8次):P84(7.6)式>から

Δtmとtkの式

 楽勝ですね、(1)で求めたta2、(3)で求めたΔtmの数値を代入しましょう。

Δtmとtkの式へ数値代入

 (本番では、もっと式を簡略してくださいね)

  答え tK = 47.6 ℃

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訂正箇所履歴

【2016/10/20 新設】

  • 凝縮器の空気側伝熱面積  A=24 m^2 → Aa = 180 m^2 に訂正。(2016/11/02)
  • (3)の面積 A → Aa に、変更。(2016/11/02)
  • (3)(参照 : 『上級 冷凍受験テキスト:日本冷凍空調学会』<8次:P84(7.6)式> ← 赤字を追加。(2016/11/02)
  • 問(1)解説(途中経過)の式を下図のように訂正。(2017/05/06)
    Φk = Ca・qva・ρa・ta2の式を訂正
  • 数式の画像や解説など全般的に見直し。(2017(H29)/05/06)

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