冷凍庫パネルを試作した。
冷蔵庫パネルは平成8年度からの統計ですと、12年、22年、28年と出題され、令和初の問3は冷蔵庫パネルでした。パネルは、一度は勉強しておかないと撃沈かも。 今回はH22年度を基に作成されたと思われます。（図はクリソツです）
第一種冷凍機械責任者試験 令和元年度 問3（11月試験）
問3 下図のような材料の組み合わせで、単位面積あたりの侵入熱量Φが20 W/m^2の冷凍庫パネルを設計したい。このパネルについて、（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。
（20点）
（δ←デルタと読む）
（1） 外気から庫内までの熱通過率K［W/(m^2・K)］および1m^2当たりの外気からの伝熱量Φ(W)をそれぞれ求めよ。
（2） 芯材のパネル内皮材の間の温度t3（℃）を求めよ。
（3） パネル芯材に水分が侵入すると、1m^2当たりの外気からの伝熱量が18Wとなることがわかった。この際のパネル芯材の見かけの熱伝導率λ2´[W/(m・K)]求めよ。
（1） 外気から庫内までの熱通過率K［W/(m^2・K)］および1m^2当たりの外気からの伝熱量Φ(W)をそれぞれ求めよ。
基本式は、これ。
- 伝熱量 Φ［W］
- 熱通過率 K ［w/m^2・k］
- 温度差 ta－tr ［℃］
- 伝熱面積 A＝1 ［m^2］
設問のΦは単位面積あたりの熱量であるから、A＝1とする。
設問の単位は単位面積なので、［kW］ではなくて［W］になっていることに注目しておきたい。
では、一気に数値代入しましょ。（単位は ｍ
で計算ですyo。）
答え K＝0.189［W/(m^2・K)］ Φ＝9.5（W）
（2） 芯材のパネル内皮材の間の温度t3（℃）を求めよ。
パネル内表面温度t4と庫内温度trの温度差は、
…（1）
芯材と内皮材の温度t3とパネル内表面温度t4の温度差は、
…（2）
ここで、（1）式をt4にまとめ、それを（2）式に代入し、t3を求める式を作ります。
では、数値代入しましょ。
答え t3 ＝ －23.1 ℃
（3） パネル芯材に水分が侵入すると、1m^2当たりの外気からの伝熱量が18Wとなることがわかった。この際のパネル芯材の見かけの熱伝導率λ2´[W/(m・K)]求めよ。
λとδとα関連で図を書いてみました。
1m^2当たりの伝熱量Φが18wになったときの熱通過率をK´とすると、
パネル芯材の見かけ上の熱伝導率λ2´とすると、K´は、
よって、λ2´は、（一気に数値代入しましょ。）
答え λ2´ ＝ 0.061 W/(m・k)
（注 計算式を長々と記述していますが、本番では思い切って短縮してください。
訂正箇所履歴
【2020(R01)/02/06 新設】
- 『上級 冷凍受験テキスト』9次改訂版に対応。（2023(R05)/06/28）