1種冷凍学識計算11月試験攻略-問1：令和元年度
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二段圧縮二段膨張冷凍装置 中間冷却器の熱収支を把握していれば楽勝です。
平成23年度の解答の一部をコピペして作成しました。
第一種冷凍機械責任者試験 令和元年度（11月試験）
問1 R404Aを冷媒とする二段圧縮二段膨張の冷凍装置を、下記の冷凍サイクルの運転条件で運転する。この装置の冷凍能力が100kWであるとき、次の(1)から(3)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、圧縮機の機械的摩擦損失仕事は吐き出しガスに熱として加わるものとする。また、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）蒸発器の冷媒循環量qmro（kg/s）を求めよ。
（2）凝縮器の冷媒循環量qmrk（kg/s）を求めよ。
（3）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。
線図が書かれているので数値など入れてみましょう。装置の概略図も書きましょう。本番では書かなくとも、頭の中のイメージで計算式が組み立てられれば最高ですね。
ηcL＝0.70
ηcH＝0.70
ηmL＝0.90
ηmH＝0.90
Φo＝100kW
サクっと描き上げられるように何度も練習しましょう。
（1）蒸発器の冷媒循環量qmro（kg/s）を求めよ
楽勝に求めます。
基本式は、これ。（分からない方は勉強不足、2種学識計算攻略「この公式をとにかく暗記せよ！」へどうぞ）
Φo ＝ qmro (h1 － h8)
よって、
(kg/s)
答え qmro ＝ 0.625 (kg/s)
（2）凝縮器の冷媒循環量qmrk（kg/s）を求めよ。
qmrkを求めるには、中間冷却器に流れるqmroとqmrkを含む、熱収支から導き出します。
図を見て、中間冷却器に入るものと出るものを、左辺と右辺に並べます。
- 入るもの h6、h2（ここに、h5＝h6）
- 出るもの h3、h7
なので、
qmrk・h6 ＋ qmro・h2´ ＝ qmrk・h3 ＋ qmro・h7
（設問からの熱収支は理論値ではないので、実際の吐出しガス比エンタルピーh2´であることに注意してください。）
qmrkを求めるため式を変形します。
qmrk・h6 － qmrk・h3 ＝qmro・h7 － qmro・h2´
ではなくて、
比エンタルピーの大小を考えて移行します。
qmro・h2´－ qmro・h7 ＝ qmrk・h3 － qmrk・h6
まとめて、
qmro（h2´－ h7） ＝ qmrk（h3 － h6）
ここに、qmrkとh2´を求める式を記します。
では、h2´とqmrkを求めます。
答え qmrk ＝ 1.00 （kg/s)
（3）実際の成績係数(COP)Rを求めよ。
楽勝でしょう。まず、おなじみの数式を並べておきます。
数値代入しましょ。
答え (COP)R ＝ 1.55
:-D めでたしめでたし。
この問題の要点は、
- 二段圧縮二段膨張と二段圧縮一段膨張の違いを把握してるか。
- 中間冷却器の熱収支式で計算できるか。
-
実際の
云々（h2´など）を把握しているか。 （2冷レベル）
いつもながらですが、計算はくどくどと記しています。本番では、思い切って削除しスマートな記述にしてください。それには、過去問をこなし
これでどうだ！採点者殿！
と豪語するような自信を持てるぐらいになりましょう。
ご健闘をお祈りしています。
訂正箇所履歴
【2020(R01)/02/01 新設】
- 問題文の
運転条件
が表示されていなかったので修正。（2020(R02)/02/01） - h2´を求める式のh1がh7になっていたので、修正。（2020(R02)/02/01）