熱交換器の合理的使用-冷媒の蒸発と凝縮に及ぼす油の影響

 「学識」の問7では、『上級 冷凍受験テキスト:日本冷凍空調学会』<8次:P222~P229 (17 熱交換器の合理的使用)>からの出題になります。

 この頁は、テキスト<8次:P227 (17.4 冷媒の蒸発と凝縮に及ぼす油の影響)>を読みましょう。

冷媒の蒸発と凝縮に及ぼす油の影響

 全般、アンモニア、フルオロカーボンの3つに小分けしてみました。(2017/03/18)

「冷媒と油」全般

 テキスト<8次:P227真ん中辺り>でしょうね。

・管内を流れる冷媒液と管壁との間の熱伝達率は、冷媒液の熱伝導率が大きいほど、また粘度が低いほど大きくなる傾向がある。 H16ga/07 答え

【◯】 熱伝導率は大きいほどはその通り。
 壁面近くでの流体の流れの速さ差によって、境界層(流れの層)が変わる。粘度が高いほど境界層が厚くなる、なので、熱が移動しにくくなる。例えば、フルオロカーボンに油が溶け込みすぎると冷媒の粘度が高くなって熱伝達率が小さくなる。テキスト<8次:P227右中辺り>


アンモニアと冷凍機油

 テキスト<8次:P227左下>からが多いですね。

・アンモニア冷媒を使用した満液式蒸発器では、油(鉱油の場合)を底部油抜き弁から定期的に抜かないと、油が伝熱抵抗を大きくし、冷却不良を起こす。 H13ho/03 答え

【◯】 油はアンモニアに溶けないため蒸発器の底部に溜まる、油抜きをしないとならない。
 テキスト<8次:P227左下~右上(17.4 冷媒の蒸発と凝縮に及ぼす油の影響)、P107左上(8.3.2 液面レベル制御方法と油戻し方法)

・アンモニア液に潤滑油(鉱油)は溶けにくいので、油が乾式蒸発器内面に付着対流して伝熱を阻害することがある。 H14ga/07 答え

【◯】 ぅむ。
テキスト(保安編)<8次:P227左下 (17.4 冷媒の蒸発と凝縮に及ぼす油の影響)>冒頭部分ズバリ的。
テキスト(学識編)<8次:P70右下~P71左上 (5.7.3 冷凍機油と冷媒の関係)>参考にどうぞ。

・アンモニアと潤滑油(鉱油)は溶け合うため、油が伝熱面に付着滞留して伝熱を阻害することはない。 H18ga/07 答え

【×】 正しい文章にしてみましょう。

  アンモニアと潤滑油(鉱油)は溶け合わないため、油が伝熱面に付着滞留して伝熱を阻害する

 テキスト<8次:P227左下 (17.4 冷媒の蒸発と凝縮に及ぼす油の影響)>冒頭部分ズバリ的。

・アンモニアと鉱油とは溶け合わないので、油が伝熱面に付着滞留して、伝熱を阻害するため、圧縮器吐出し管路に油分離器を設けて油を分離している。 H21ga/07
 答え

【◯】 ハイ!
テキスト<8次:P227左下 (17.4 冷媒の蒸発と凝縮に及ぼす油の影響)左下からズバリですね。

・アンモニアと鉱油とは溶解しにくい。そこで、鉱油が熱交換器の伝熱面に付着滞留して伝熱作用を妨げないように、アンモニア冷凍装置では、圧縮機の吐出し管路に油分離器を設けている。 H25ga/07 答え

【◯】 ぅむ、その通り! H21ga/07と同等の問題。

・アンモニアと鉱油とは互いに溶け合うが、鉱油の一部は、伝熱面に付着滞留して伝熱を阻害する。したがって、伝熱面上の油膜は伝熱面から排除することが望ましい。 H26ga/07 答え

【×】  アンモニアと鉱油とは互いに溶け合わないので ですね。 油分離器…云々は、テキスト<8次:P227右上~>

 なにげに問題文を読むと、溶け合うような気がしてしまう。素晴らしい~。歴史に残る問題かもしれない。


フルオロカーボンと冷凍機油

 テキスト<8次:P227右下>ですね。

・フルオロカーボン冷媒液は、油を溶解すると粘度が高くなる。したがって、過度に油を溶解すると熱交換器における伝熱を阻害することになる。 H18ga/07 H29ga/07 H30ga/07答え

【◯】 ネバネバになる感じと思えばなんとなく◯としたくなる問題です。もちろんテキストを読もう。 <8次:P227右下 (例題 17.2)の上方>にズバリ的。

 H29年度はH18年度のコピペと思われ。

・フルオロカーボン冷媒液は、油を溶解すると粘度が高くなるので、過度に油を溶解すると熱交換器の伝熱管への伝熱を阻害する。 H20ga/07 答え

【◯】 ぅむ。<8次:P227右下 (例題 17.2)の上方>ズバリ的。

・フルオロカーポン冷媒液は、油を溶解すると粘度が高くなる。したがって、過度に油を溶解すると、熱交換器の伝熱を阻害することになる。 H23ga/07 答え

【◯】 その通り!

・フルオロカーボン冷媒液へ油が溶解して粘度が高くなると、伝熱壁面付近の速度の遅い流れの層(境界層)の厚さが厚くなって、熱が移動しにくくなる。 H27ga/07 答え

【◯】 その通りとしか言いようが無い。テキスト<8次:P227右真ん中辺り>

 17/03/18 18/01/04 19/06/24

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修正・訂正箇所履歴

【2017/03/16 新設】(← 履歴をここに作った日

  • 3つに小分けし、解説を全面見直し実施。 (2017(H29)/03/18)
  • 「全般」を一番下から上に移動。 (2018(H29)/01/04)

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【参考文献・リンク】

  • SIによる初級受検テキスト:日本冷凍空調学会
  • 上級受検テキスト(SIによる上級受検テキスト):日本冷凍空調学会
  • 冷凍機械責任者(1・2・3冷)試験問題と解答例(13):日本冷凍空調学会
  • 第3種冷凍機械責任者試験模範解答集 :電気書院
  • 第1・2種冷凍機械責任者試験模範解答集 :電気書院

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