1種冷凍学識計算講習検定試験攻略-問2:平成27年度

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満液式蒸発器使用したR410A冷凍装置

 まずは、p-h線図を把握することから始まります。乾き度xの知識も必要です。理論値なので少々助かります。(ま、講習検定ですから重点的に講義があると思いますけど。)

第一種冷凍機械責任者試験 平成27年度(講習検定試験)

問2 下図は、R410Aを冷媒とする満液式蒸発器を使用した冷凍装置の概略図である。この冷凍装置が圧縮機の冷媒循環量qmr = 0.25 kg/sで、下記の理論冷凍サイクルの条件で運転されている。 これについて、次の(1)は解答用紙のp-h線図上に、また(2)~(5)は、計算式を示して答えよ。

(20点)

検定平成27年度問2 満液式蒸発器付R410A冷凍装置の概略図

平成27年度1種冷凍講習検定試験問2 満液式蒸発器付R410A冷凍装置の運転条件

(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、さらに冷凍装置の概略図中の点1~7の各点を示せ。

検定平成27年度問2 (1)の問題のp-h線図

(2) 点7の乾き度x7を求めよ。

(3) 冷凍能力Φo(kW)を求めよ。

(4) 圧縮機の理論断熱圧縮動力Pth(kW)を求めよ。

(5) 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、さらに冷凍装置の概略図中の点1~7の各点を示せ。

 線図は覚えておくしかないでしょう。付録として概略図と簡単な説明を記しました。参考にどうぞ。

平成27年度1種冷凍講習検定試験問2 満液式蒸発器冷凍装置p-h線図 平成27年度1種冷凍講習検定試験問2 満液式蒸発器冷凍装置の概略図縮小版

  • 受液器より出た冷媒液は膨張弁を経て、気液混合冷媒点4となって液集中器に入る。(qmr)
  • 気液混合冷媒は、飽和液点5と乾き飽和蒸気点1に分離される。
  • 飽和液点5は溜まっている液分相当(高さ)の、圧力が加わった点6の過冷却液となって出口より蒸発器に入る。
  • 蒸発器の冷媒は熱交換し一部が蒸発する。
  • 蒸発器出口の冷媒は湿り蒸気の状態点7で液集中器に再び入る。
  • 液集中器に入った湿り蒸気の飽和液分は下部に落ち、乾き飽和蒸気は点4で流入した乾き飽和蒸気と共に(qmr)圧縮機に入る。点1

(2) 点7の乾き度x7を求めよ。

 乾き度については、当サイトでは、問3攻略ページでまとめてあります。「1種冷凍学識計算攻略-一寸:乾き度xについて」

 平成21年度(3)をコピペして作成します。改修間違いがあったらお知らせください。(汗

乾き度x説明用p-h線図1

 図は点cの乾き度をxcとすると、 飽和液Aが(hC - hA)の熱エネルギーを受け入れ点Cとなった。という、基本の一例p-h線図である。

 ここで、点Cの乾き度xcは、

乾き度x基本式
 である。

 設問では、平成21年度と違ってh7の比エンタルピー値が指定されています。すべて必要なものが揃っていますので楽勝です!

(3)の乾き度x7p-h線図

 飽和液の点Aは点6(点5)、乾き飽和蒸気の点Bは点1となるので、

 ここで、点7の乾き度x7は、

乾き度x基本式へ数値代入

   答え  x7 = 0.82

(3) 冷凍能力Φo(kW)を求めよ。

 2冷レベルです。(解説略)

Φoを求める

   答え 43.0 (kW)

(4) 圧縮機の理論断熱圧縮動力Pth(kW)を求めよ。。

 2冷レベルです。(解説略)

Pthを求める

   答え 13.0 (kW)

(5) 理論成績係数(COP)th.Rを求めよ。

 3冷レベルです。(解説略)

(COP)th.Rを求める

   答え 3.31

コメント

 はてな?あまりにも簡単すぎでしょう。ヒートバランス式も必要なく、各問は2冷レベル(もしくは、3冷レベル)で、しかも理論値計算…。超超サービス問題でした。

訂正箇所履歴

【2018(H30)/08/17 新設】

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