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液ガス熱交換器

 液ガス熱交換器は、『初級 冷凍受験テキスト:日本冷凍空調学会』<8次:P96~P97 (8.7 液ガス熱交換器)>は、半ページしかないけども、けっこう重要です。 過冷却と過熱、フルオロカーボン冷凍装置とアンモニア冷凍装置(使用しない)が、味噌。健闘を祈る。

 テキストではたった半ページしかない。でも、突っ込みどころ満載の問題があなたを待っている。テキストを読んで、過去問をこなせば、恐るることはない。さぁ、頑張ろう。  【テキストいつ読むの?】 ←(2回クリック)

いまでしょ!

 とはいうものの、初級テキストの図だけでイメージをつかみ難いので、サイクル図を載せておく。<8次:P97 (図8.7 液ガス熱交換器)>の図と合わせて見て頂きたい。

ekigaskoukan.jpg 液ガス熱交換器のサイクル図

 凝縮器出口(→受液器)を出た高温(高圧)冷媒液は、液ガス熱交換器の液入口に入る。

 同時に液ガス熱交換器のガス入口には、蒸発器出口からの低温(低圧)冷媒ガスが入る。

 互いのガスは熱交換する。

 冷媒液が過冷却され、吸込み蒸気が適度に過熱される。

目的

  • 冷媒液を過冷却し、冷媒液管内でのフラッシュガスを防止する。
  • 吸込み蒸気を適度に過熱し、湿り状態の冷媒蒸気が圧縮機に吸込まれないようにする。

 ) アンモニア冷凍装置では、圧縮機吐き出しガス温度が上昇するため使用しない。

液ガス熱交換器の取付位置や目的

・フルオロカーボン冷凍装置に用いられる液ガス熱交換器は、圧縮機吐出しガスと膨張弁出口液冷媒との間で熱交換させるものである。 H10/09 答え

【×】 サイクル図をイメージできないと戸惑うでしょう。正しい文章にしてみましょう。

  フルオロカーボン冷凍装置に用いられる液ガス熱交換器は、凝縮器出口冷媒液と蒸発器出口冷媒ガスとの間で熱交換させるものである。

8次改訂版コメ: テキストでは具体的な説明がない。しいていえば<8次:P97 (図8.7 液ガス熱交換器)>の入り口出口あたりから読み解くしかない。

・R22冷凍装置に用いる液ガス熱交換器の主な役割は、冷凍装置の成績係数の改善である。 H12/09 答え

【×】 ちょっといやらしい問題。
 適度な過冷却・過熱度が得られるため、成績係数(冷凍能力)は若干向上するが、主な役割はフラッシュガス発生の防止と吸込み蒸気の適度な過熱である。

8次改訂版コメ: テキスト(7次以前でも)では、成績係数に関しては一言も触れていない。よって、成績係数の改善が目的ではないということで落ち着きましょう。

・フルオロカーボン冷凍装置には液化ガス熱交換器を設けることがある。それの主な役割は、冷凍装置の成績係数を改善することである。 H18/09 答え

【×】 ぅむ。 液ガス熱交換器は出題数が多いからよく勉強しておくこと。


液ガス熱交換器の過冷却と過熱

・液ガス熱交換器は、液管内でフラッシュガスの発生を防止するために、液を過冷却している。 H13/09 答え

【◯】 テキスト<8次:P97 1行目((2))
 冷凍装置の配管の圧力降下や周囲温度からの影響によるフラッシュガスの発生を防止するため、液ガス熱交換器によって適度な過冷却に保つ。

・フルオロカーボン冷凍装置では、凝縮器を出た冷媒液を過冷却するとともに、蒸発器出口の冷媒蒸気を適度に過熱するために液ガス熱交換器を使用することがある。 H14/09

・フルオロカーボン冷凍装置では、凝縮器を出た冷媒液を過冷却させるとともに、圧縮機に戻る冷媒蒸気を適度に過熱させるために、液ガス熱交換器を設けることがある。 R01/09 答え

【両方 ◯】 題意の通り。

 【余談】
 ・「加熱」と「過熱」←この違い(勘違い)に注意する。
 ・令和元年の問題文はH14と言葉使いがちょと違うだけ。

・フルオロカーボン冷凍装置で使用される液ガス熱交換器は、凝縮器からの冷媒液と吸込み蒸気を熱交換させ、圧縮機吸込み蒸気の過熱を防止している。 H15/09 答え

【×】 ちょっと引っかけのような問題。
 「圧縮機の吸込み蒸気の過熱を防止している」のではなく「吸込み蒸気を適度に過熱させる

・液ガス熱交換器は、冷媒液を過冷却して液管内でのフラッシュガスの発生を防止し、圧縮機吸込み蒸気の過熱度を小さくするために用いる。 H16/09 H21/09

・液ガス熱交換器は、冷媒液を過冷却して液管内でのフラッシュガスの発生を防止し、冷楳蒸気の過熱度を小さくするために用いられる。 H30/09 答え

【両方 ×】 過熱度を小さくするためではない。「適度に過熱させる」ね。
 テキスト<8次:P97 3行目((2))> 【お知らせ】

------- 突然すみません。お知らせ. -------
 注意)EchoLandの解説文(問題文を除く)は転載の許可をしていません。無断転載は著作権侵害の、法律違反になります。 ご利用規約・個人情報の取扱い(プライバシーポリシー)についてをお読みください。(by echo)

・液ガス熱交換器は、圧縮機吸込み蒸気を適度に過熱させる。 H20/09 答え

【◯】 ぅむ、そのとおり!!

・フルオロカーポン冷凍装置の液ガス熱交換器は、冷媒液を過冷却して液管内でのフラッシユガスの発生を防止し、圧縮機吸込み冷媒蒸気を適度に過熱するために用いる。 H27/09 答え

【◯】 ぅむ。素直な良い問題だね。

・フルオロカーボン冷凍装置では、液ガス熱交換器を設けることがある。その目的は、圧縮機に戻る冷媒蒸気を適度に冷却することと、凝縮器を出た冷媒液を過冷却することである。 H28/09 答え

【×】 ココまで来た、あなた!笑っちゃいますね。簡単すぎ!って

  フルオロカーボン冷凍装置では、液ガス熱交換器を設けることがある。その目的は、圧縮機に戻る冷媒蒸気を適度に過熱することと、凝縮器を出た冷媒液を過冷却することである。


おまけ

 フラッシュガスは「配管」でたくさん出題されます。

・高圧冷媒液管でのフラッシュガス発生を防止するために、液ガス熱交換器を設置した。(配管の問題) H09/15 答え

【◯】 今後(後半に出題される)のためにおまけ。 【時間があればどうぞ。】

液冷媒を過冷却することによって、フラッシュガスの発生を防止できる。液管が長大であったり、立ち上がりが大きいときに有効である。
 フラッシュガスについては、テキスト<8次:P130 (10.5.2 フラッシュガス発生の原因とその防止対策)>を読んでいただきたい。


アンモニア冷凍装置と液ガス熱交換器

・アンモニア冷凍装置では、圧縮機吸込み蒸気の過熱度を小さくするため、液ガス熱交換器を設けることが多い。 H11/09 答え

【×】 テキスト<8次:P97 5行目(なお、~)>
 液ガス熱交換器を用いることにより過熱度は増大し、比熱比が大きいアンモニア冷凍装置の圧縮機吐出しガス温度は高くなってしまうため、アンモニア冷凍装置には液ガス熱交換器は設けない。

・アンモニア冷凍装置では、圧縮機の吸込み蒸気過熱度増大にともなう吐出しガス温度の上昇が著しいので、液ガス熱交換器は使用されない。 H17/09

・アンモニア冷凍装置では、圧縮機の吸込み蒸気過熱度の増大にともなう吐出しガス温度の上昇が著しいので、液ガス熱交換器は使用しない。 H26/09   答え

【両方 ◯】 ハイ! その通りです!!

・アンモニア冷凍装置では、圧縮機の吸込み蒸気過熱度の増大にともなう吐出しガス温度の上昇が著しいので、液ガス熱交換器は使用しない。 R02/09 答え

【◯】 はぃ。

・アンモニア冷凍装置では、凝縮器を出た冷媒液を過冷却するとともに、圧縮機に戻る冷媒蒸気を適度に過熱させるために、液ガス熱交換器を設けることがある。 H23/09 答え

【×】 テキストでは、アンモニア冷凍装置では使用しない。と、断言している。問題文の組み立てや言い回しに、惑わされないように。

・液ガス熱交換器は凝縮器を出た冷媒液を過冷却させるとともに、圧縮機に戻る冷媒蒸気を適度に過熱させるので、フルオロカーポン冷凍装置、アンモニア冷凍装置でよく利用される。 H25/09 答え

【×】 無勉だと【◯】にしてしまうかもね。  アンモニア冷凍装置は液ガス熱交換器は使用しない。

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 『SIによる 初級 冷凍受験テキスト』7次改訂版への見直し、済。(14/07/20)
 『初級 冷凍受験テキスト』8次改訂版への見直し、済。(20/06/00)

修正・訂正箇所履歴

【2016/05/28 新設】

  • 「液ガス熱交換器の取付位置や目的」の「H16/09、H21/09」の解説修正。
    「適度な過熱度に保つ」  →  「適度に過熱させる」  間違いじゃないと思うけど。 (2017(H29)/02/06)
  • 「吸込み蒸気・過熱度と液ガス熱交換器」を「液ガス熱交換器の過冷却と過熱」に変更し、問題の分類を見直し。(2019(H31)/03/12)
  • 「フラッシュガス(過冷却)と液ガス熱交換器」を「おまけ」に変更。(2019(H31)/03/12)
  • テキスト8次改訂版(R01(2019)-11月改訂)へ対応、および、文章を見直し。(2020(R02)/06/20)

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【参考文献】

  • 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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