液ガス熱交換器付R410A冷凍装置
平成26年度と同等の超楽勝問題です。
第一種冷凍機械責任者試験 平成30年度（講習検定試験）
問2 液ガス熱交換器付きのR410A冷凍装置があり。その運転条件は次のとおりである。
このとき、次の(1)から(4)ついて、それぞれ解答用紙の所定欄に計算式を示して答えよ。 ただし、圧縮機における機械的摩擦損失仕事は、熱となって冷媒に加えられるものとし、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）
冷凍装置概略図
（1） 実際の圧縮機の吐出しガスの比エンタルピーh2´(kJ/kg)を求めよ。
（2） 冷媒循環量qmr(kg/s)を求めよ。
（3） 実際の冷凍能力Φo(kW)を求めよ。
（4） 実際の成績係数(COP)Rを求めよ。
とりあえず、p-h線図を描きましょう。
与えられたな数値や必要な記号などを書き込み、サクッと描きましょう。目をつぶって描けられるようであれば、たぶん合格！！
（1） 実際の圧縮機吐出しガスの比エンタルピーh2´(kJ/kg)を求めよ。
2冷レベルです。（解説略）
答え 443 (kJ/kg)
（2） 冷媒循環量qmr(kg/s)を求めよ。
2冷レベルです。（解説略）
答え 0.800 （kg/s）
（3） 実際の冷凍能力Φo(kW)を求めよ。
この問題を解くには、液ガス熱交換器のヒートバランス（熱収支）がポイントです。
冷凍能力を求める式は、サクッと浮かびます。
Φo ＝ qmr(h6 － h5)
この式で、数値がわからないものは比エンタルピーh5（h5＝h4）です。
h5（h4）を求めるため、液ガス熱交換器のヒートバランスを組み立てましょう。ルンルン
流出するもの左辺に、流入するもの右辺に、まとめます。
qmr・h4 ＋ qmr・h1 ＝ qmr・h3 ＋ qmr・h6
h4 ＋ h1 ＝ h3 ＋ h6 ここに、h4 ＝ h5
h5 ＋ h1 ＝ h3 ＋ h6
h1 － h3 ＝ h6 － h5
なので、
Φo ＝ qmr(h1 － h3)
ということで、h5を求めなくても良いです。ハイ。（ h5
を使用したい方は、24年度の(3)を参照してください。）
本番では、いきなりこの式を記して終了でも良いです！
もちろん、 h5
を求めて、 Φo ＝ qmr(h6 － h5)
で計算しても合格と思います。が、時間の無駄でしょう。
（検定講習では、ヒントが（十分に！？）与えられると思います。）健闘を祈る。
答え 80 (kW)
（4） 実際の成績係数(COP)Rを求めよ。
2冷レベルです。（解説略）
せっかく(1)で、 h2´
を求めたので使いましょう。
もう一つの方法
（h2' を使わない。）
(COP)R ＝ {(h1 － h3) / (h2 － h1)}ηcηm
＝ {(368 － 268) / (410 － 368)} × 0.7 × 0.8
＝ (100 / 42) × 0.56
＝ 1.33333 ≒1.33
答え 1.33
コメント
(3)がポイントですが、ヒートバランスを考えなくてもザッと公式を把握していれば、設問で与えられた数値で解けました。他は、まったくの2冷レベルです。（簡単すぎでしょう。ご時世でしょうかね、講習受けてお金で買う資格と言われても仕方がないでしょう。）
訂正箇所履歴
【2018(H30)/08/18 新設】
- (COP)Rの「もう一つの方法」計算式の記号の一部が違っていたので修正。（画像からテキスト式に変更した。）（2024(R06)/05/28）