1種冷凍学識計算講習検定試験攻略-問1:平成27年度

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コンパウンド圧縮機二段圧縮一段膨張冷凍装置です。

 平成22年度以来のコンパウンド圧縮機です。気筒数比がポイントです。

第一種冷凍機械責任者試験 平成27年度(講習検定試験)

問1 下記仕様のコンパウンド圧縮機を使用したR410A二段圧縮一段膨張冷凍装置があり、 その理論冷凍サイクルは次のとおりである。この装置を運転したとき、次の(1)~(4)について、それぞれ解答用紙に計算式を示して答えよ。
ただし、圧縮機の機械的摩擦損失仕事は熱として冷媒に加わるものとし、機器および配管と周囲との間で熱の出入りはないものとする。

(20点)

(理論冷凍サイクル)
 低段側冷媒循環量                    qmro = 0.373 kg/s
 低段側圧縮機吸込み蒸気の比エンタルピー         h1 = 412 kJ/kg
 低段側圧縮機吸込み蒸気の比体積              v1 = 0.12 m3/kg
 理論断熱圧縮後の低段側圧縮機吐出しガスの比エンタルピー  h2 = 444 kJ/kg
 高段側圧縮機吸込み蒸気の比エンタルピー          h3 = 425 kJ/kg
 高段側圧縮機吸込み蒸気の比体積             v3 = 0.04 m3/kg
 理論断熱圧縮後の高段側圧縮機吐出しガスの比エンタルピー  h4 = 458 kJ/kg
 中間冷却器用膨張弁直前の冷媒液の比エンタルピー      h5 = 248 kJ/kg
(圧縮機仕様)
 低段側と高段側の気筒数比                a = 2
 体積効率(低段側、高段側とも)             ηv = 0.75
 断熱効率(低段側、高段側とも)             ηc = 0.70
 機械効率(低段側、高段側とも)             ηm = 0.90

 (1) 低段側冷媒循環量qmro(kg/s)と高段側冷媒循環量qmrk(kg/s)との比qmro/qmrkを求めよ。

 (2) この装置の実際の凝縮負荷Φk(kW)を求めよ。

 (3) コンパウンド圧縮機の実際の駆動軸動力P(kW)を求めよ。

 (4) この装置の実際の成績係数(COP)Rを求めよ。

なにはともあれ、概略図と(線図)を描きましょう。

第一種冷凍機械責任者学識【講習検定】平成27年度問1線図(二段圧縮一段膨張) 第一種冷凍機械責任者学識【講習検定】平成27年度問1概略図(二段圧縮一段膨張)

数値を書き加えるとウッカリミスが減るかもね。概略図もサクッと描けられれば鬼に金棒です。 目をつぶっても描けるぐらいなら合格!

(1) 低段側冷媒循環量qmro(kg/s)と高段側冷媒循環量qmrk(kg/s)との比qmro/qmrkを求めよ。

 考え方はH22年度(1)と同じです。模範解答(KHKの)に沿って記しておきましょう。

 設問を読みこの基本式が出てくれば合格。(基本式は2冷レベル)

V・ηv = qmr・v基本式。 気筒数比aの基本式。

 よって、設問を基本式に当てはめると

qmroの基本式。 qmrkの基本式。 となる。

 比qmro/qmrkを一気に。

比qmro/qmrkを一気にその1。 比qmro/qmrkを一気にその2。

  答え 0.667

(2) この装置の実際の凝縮負荷Φk(kW)を求めよ。

基本式

 Φk = qmrk(h4´- h5)
  h4´であることに注意)

 h4´を求め、Φkまで一気に。

h4´を求めましょう。 Φkを求めましょう。

  答え 128 (kW)

(3) コンパウンド圧縮機の実際の駆動軸動力P(kW)を求めよ。

PLとPHを求め、Pまで一気に生きましょう。

PLを求める PHを求める P = PL + PH数値代入。

 実際の試験では、3つの式をまとめて記述して短縮してください。

  答え 48.2 (kW)

(4) この装置の実際の成績係数(COP)Rを求めよ。

 (2)と(3)で求めた値を用いましょう、サクッと。

実際の成績係数(COP)Rを求める。

  答え 1.66

コメント

 (1)の気筒数比を把握しているかがポイント。(1)ができなければ、撃沈。講習検定では講習で勉強するでしょう。11月試験では過去問を満遍なく勉強してないと撃沈。

訂正箇所履歴

【2018(H30)/07/16 新設】

  • 冒頭の線図が別のもの(数値などが違う)だったので、差し替え。(ご指摘ありがとうございました。)(2020(R02)/10/30)
  • h1の値が間違っている箇所を修正。421 → 412 (2021(R03)/05/25)
  • 記号の「下付き」「上付き」表示を一部変更。(例:qmro → qmro、m^3 → m3) (2021(R03)/05/25)

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