27年度第2種冷凍機械責任者試験の問題・解答を簡単な言葉で解説をしたいと思います。(保安管理問題1~10まで)
解説は上級冷凍受験テキストを見て解説しますので理解の程よろしくお願いします。
自分は消去法で先に消していきますので今回もその方法を説明します。
平成27年度冷凍2種保安管理過去問題と上級冷凍受験テキスト解説
保安管理技術試験問題1~10問1 次のイ、ロ、ハ、二の記述のうち、圧縮機の過熱運転の原因となるものについて正しいものはどれか
イ 往復圧縮機の吸込み弁の弁板が割れた
ロ 空冷凝縮器のフィンがごみで目詰まりした
ハ 往復圧縮機の油ポンプ回路のフィルタが目詰まりした
二 冬季に空気温度が下がり、凝縮圧力が大きく低下し、温度自動膨張弁能力が大きく不足した
1 イ、ロ 2 イ、ハ 3 ロ、ハ 4 ロ、二 5 ハ、二
解説
イ ✕ 吸込み弁の弁板が割れると体積効率が大きく低下するが、吐出しガス温度はあまり上昇しないので過熱運転の原因にはならない
ロ 〇 空冷凝縮器のフィンがごみで目詰まりすると、吐出しガス圧力が上昇するので過熱運転の原因になる
ハ ✕ 油ポンプ回路のフィルタが目詰まりすると、油ポンプの性能が低下して給油量が減少するが、過熱運転の原因にはならない
二 〇 冬季に凝縮圧力が大きく低下すると、膨張弁容量が不足して吸込み蒸気の過熱度が増えるので過熱運転の原因となる
正解 4
まずイが✕で簡単なので消去法で3、4、5の3択に絞れます
その後はロ、二が〇で簡単なので4
問2 次のイ、ロ、ハ、二の記述のうち、凝縮器の保守管理などについて正しいものはどれか
イ 蒸発式凝縮器はアンモンニア冷凍装置に使用され、フルオロカーボン冷凍装置に使用されることはない
ロ 水冷横形シェルアンドチューブ凝縮器内に不凝縮ガスが存在するか否かを確認するために、圧縮機を停止して凝縮器の冷媒出入り口弁を閉止し、冷却水はそのまま凝縮器の圧力計の指示が安定するまで通水を続けた。その後その圧力計の指示が冷却水温度に相当する冷媒の飽和圧力よりも高かったので、不凝縮ガスが存在すると判断した
ハ R22は鉱油をかなりよく溶解するので凝縮器伝熱面に油膜を形成しないが、アンモニアは鉱油をあまり溶解しないので油膜を形成する
二 フルオロカーボン冷媒の水冷横形シェルアンドチューブ凝縮器では、凝縮する際の熱を冷却管に伝えやすくするために、冷却水側の伝熱面積を冷媒側よりも大きくしている
1 イ、ロ 2 イ、ハ 3 ロ、ハ 4 ロ、二 5 ハ、二
解説
イ ✕ 蒸発式凝縮器はフルオロカーボン冷凍装置にも使用されます
ロ 〇 暗記しましょう
ハ 〇 R22は鉱油をかなりよく溶解するので油膜ができない
アンモニアは鉱油をあまり溶解しないので油膜を形成する
二 ✕ フルオロカーボン冷媒の水冷横形シェルアンドチューブ凝縮器では、凝縮する際の熱を冷却管に伝えやすくするために、冷媒側の伝熱面積を冷却水側よりも大きくしている
冷媒側の熱伝達率が悪いのでフィンをつけて冷却水側よりも面積を大きくしている
イ、二が✕で簡単なので消去法で3
問3 次のイ、ロ、ハ、二の記述のうち、低圧部の保守管理について正しいものはどれか
イ 空気冷却器は、空調用では除湿する場合もあるので蒸発温度と空気温度との温度差を大きく取り、冷凍冷蔵用の場合は空調用よりその温度差を小さくする
ロ 乾式蒸発器のMOP付きの温度自動膨張弁は、弁本体温度が感温筒温度よりも低くなるように取り付けると適切に作動する
ハ 蒸発温度の低下の原因として、蒸発器への冷媒供給量不足、蒸発器内の大量な油の残留などがある。蒸発器に霜が付くと、風の通過面積は狭くなり、その結果風速が上がり、熱通過率は改善される。多量の霜つきにより送風量の低下はあるが、霜による蒸発温度の低下はない
二 冷媒の蒸発温度が低下すると冷媒循環量は低下し、蒸発器出口の冷媒蒸気の体積流量は、冷凍能力の低下割合と同じ割合で減少する
1 イ 2 ハ 3 イ、ロ 4 ロ、二 5 ハ、二
解説
イ 〇 空気冷却器は、空調用では除湿する場合もあるので蒸発温度と空気温度との温度差を大きく取り、冷凍冷蔵用の場合は空調用よりその温度差を小さくする
空調用は15~20℃、冷凍冷蔵用は5~10℃
ロ ✕ 乾式蒸発器のMOP付きの温度自動膨張弁は、弁本体温度が感温筒温度よりも高くなるように取り付けると適切に作動する
MOP付きの温度自動膨張弁(ガスチャージ方式)の特徴
チャージ量が少ないので応答速度が液チャージ方式より速い
高温になってもダイアフラムの破壊がない
ホットガスデフロストやヒートポンプ冷暖兼用装置に有効
ハ ✕ 蒸発温度の低下の原因として、蒸発器への冷媒供給量不足、蒸発器内の大量な油の残留などがある。蒸発器に霜が付くと、風の通過面積は狭くなり、その結果風速が下がり、熱通過率は低下する。多量の霜つきにより送風量の低下があるので、霜により蒸発温度が低下する
二 ✕ 冷媒の蒸発温度が低下すると冷媒循環量は低下し、冷凍能力は低下するが蒸発器出口の冷媒蒸気の体積流量はあまり変わらない
正解 1
ロ、ハが✕で簡単なので消去法で1
問4 次のイ、ロ、ハ、二の記述のうち、冷媒および冷凍機油について正しいものはどれか
イ 非共沸混合冷媒を冷凍装置に充てんする場合は、充てんし過ぎたときに大気に放出しなくてもすむように、ボンベの冷媒蒸気側から充てんする
ロ フルオロカーボン冷媒の漏れ検査を行う場合、検知する分子によって専用のハライドトーチ式ガス検知器または電気式検知器を使用する
ハ 多気筒圧縮機のクランクケース内では、フルオロカーボン冷媒が冷凍機油に溶解しており、長時間停止した後に圧縮機を始動すると、オイルフォーミングを発生することがある
二 鉱油は合成油に比べて水分を吸収しにくいが、一般的に冷凍機油缶のフタは必要な時以外は、確実に閉めておかなければならない
1 イ、ハ 2 イ、二 3 ロ、ハ 4 ロ、二 5 ロ、ハ、二
解説
イ ✕ 非共沸混合冷媒は二相域で気相と液相の成分比が違うので、非共沸混合冷媒を冷凍装置に充てんする場合は、成分比の変化幅が小さい冷媒液から充てんする
ロ 〇 フルオロカーボン冷媒の漏れ検査を行う場合、検知する分子によって専用のハライドトーチ式ガス検知器または電気式検知器を使用する
フルオロカーボン冷媒の種類によってそれぞれ違う検知器を使うことが重要です
ハ 〇 多気筒圧縮機のクランクケース内では、フルオロカーボン冷媒が冷凍機油に溶解しており、長時間停止した後に圧縮機を始動すると、オイルフォーミングを発生することがある
圧縮機停止中の油温が低いと油に冷媒が溶け込んでしまう。この状態で圧縮機を始動するとオイルフォーミングが起きる(冷凍機油に冷媒液が混ざり、冷媒が気化して、油が沸騰したような激しい泡立ちが発生すること)
二 〇 鉱油は合成油に比べて水分を吸収しにくいが、一般的に冷凍機油缶のフタは必要な時以外は、確実に閉めておかなければならない
鉱油は合成油に比べて水分を吸収しにくいと覚えましょう
正解 5
イが✕でハ、二が〇で簡単なので消去法で5
問5 次のイ、ロ、ハ、二の記述のうち、制御機器について正しいものはどれか
イ 断水リレーは、冷却水路の断水や減水を検知して圧縮機を停止させたり警報を発して装置を保護する安全装置で、圧力式とフロート式がある
ロ 直動式の電磁弁は小口径の配管に用いられ、大口径の配管にはパイロット式の電磁弁を用いる。パイロット式の電磁弁は弁前後の圧力差がゼロでは作動しない
ハ 圧縮機の油圧保護圧力スイッチは、圧縮機の軸受などを焼き付き事故から保護するため、油圧が定められた値より低下すると、低下した瞬間に圧縮機を停止させる
二 手動復帰形の高圧圧力スイッチは、保安のための安全装置として用いるものであり、空冷凝縮器の送風機の台数制御には用いられない
1 イ、ハ 2 イ、二 3 ロ、ハ 4 ロ、二 5 イ、ロ、二
解説
イ ✕ 断水リレーは、冷却水路の断水や減水を検知して圧縮機を停止させたり警報を発して装置を保護する安全装置で、圧力式と流量式がある
圧力式=圧力式断水リレー
流量式=フロースイッチ
ロ 〇 直動式の電磁弁は小口径の配管に用いられ、大口径の配管にはパイロット式の電磁弁を用いる。パイロット式の電磁弁は弁前後の圧力差がゼロでは作動しない
直動式電磁弁は口径の小さなものに使う(圧力差が0でも開く)
パイロット式電磁弁は口径の大きなものに使う(圧力差が7~30kp必要)
ハ ✕ 圧縮機の油圧保護圧力スイッチは、圧縮機を始動してから、または運転中に一定時間(約90秒)経過しても給油圧力が定められた圧力を保持できなくなると圧縮機の軸受などを焼き付き事故から保護するために停止する
二 〇 手動復帰形の高圧圧力スイッチは、保安のための安全装置として用いるものであり、空冷凝縮器の送風機の台数制御には用いられない
保安のための安全装置として用いるものは手動復帰形で、送風機の台数制御に用いるものは自動復帰形と覚えましょう
正解 4
まずイが✕で簡単なので消去法で3、4の2択に絞れます
その後は二が〇で簡単なので4
問6 次のイ、ロ、ハ、二の記述のうち、附属機器について正しいものはどれか
イ 油分離器は、圧縮機吐出し冷媒ガスに含まれている潤滑油を分離して、凝縮器や蒸発器での熱交換の低下を防止する。油分離器にはバッフル式、金網式、デミスタ式などがある
ロ ヒートポンプでは冷房と暖房の間で運転モードを切り換えたときに熱交換器内の冷媒量が変化するため、液分離器を設置しこの変化量を吸収する
ハ フルオロカーボン冷凍装置には、吸込み配管にろ過乾燥が取り付けられており、このろ過乾燥に冷媒を通し、冷媒中の水分を吸着して水分を除去する。乾燥剤としてシリカゲルやゼオライトなどを使用する
二 大形のアンモニア冷凍装置では、液分離器で分離された冷媒液を液だめ器を介して高圧受液器に戻す液戻し装置を設ける場合がある。液分離器と液だめ器および液だめ器と高圧受液器との間にはそれぞれ逆止め弁を取り付ける
1 イ、二 2 ロ、ハ 3 ロ、二 4 ハ、二 5 イ、ロ、ハ
解説
イ 〇 油分離器は、圧縮機吐出し冷媒ガスに含まれている潤滑油を分離して、凝縮器や蒸発器での熱交換の低下を防止する。
油分離器には遠心分離形、バッフル式、金網式、デミスタ式がある
ロ ✕ ヒートポンプでは冷房と暖房の間で運転モードを切り換えたときに熱交換器内の冷媒量が変化するため、受液器(高圧受液器)でこの変化量を吸収する
ハ ✕ フルオロカーボン冷凍装置には、液配管にろ過乾燥が取り付けられており、このろ過乾燥に冷媒を通し、冷媒中の水分を吸着して水分を除去する。乾燥剤としてシリカゲルやゼオライトなどを使用する
ドライヤ(ろ過乾燥)の乾燥剤には、水分を吸着して化学変化を起こさないシリカゲル、ゼオライトをよく使用する
二 〇 大形のアンモニア冷凍装置では、液分離器で分離された冷媒液を液だめ器を介して高圧受液器に戻す液戻し装置を設ける場合がある。液分離器と液だめ器および液だめ器と高圧受液器との間にはそれぞれ逆止め弁を取り付ける
液戻し装置とは
大形のアンモニア冷凍装置の満液式や液ポンプ式で分離した冷媒液が大量の場合、蒸発器などに戻しきれないので液分離器で分離された冷媒液を液だめ器を介して高圧受液器に自動的に戻す装置のこと
1 イ、二 2 ロ、ハ 3 ロ、二 4 ハ、二 5 イ、ロ、ハ
解説
イ 〇 油分離器は、圧縮機吐出し冷媒ガスに含まれている潤滑油を分離して、凝縮器や蒸発器での熱交換の低下を防止する。
油分離器には遠心分離形、バッフル式、金網式、デミスタ式がある
ロ ✕ ヒートポンプでは冷房と暖房の間で運転モードを切り換えたときに熱交換器内の冷媒量が変化するため、受液器(高圧受液器)でこの変化量を吸収する
ハ ✕ フルオロカーボン冷凍装置には、液配管にろ過乾燥が取り付けられており、このろ過乾燥に冷媒を通し、冷媒中の水分を吸着して水分を除去する。乾燥剤としてシリカゲルやゼオライトなどを使用する
ドライヤ(ろ過乾燥)の乾燥剤には、水分を吸着して化学変化を起こさないシリカゲル、ゼオライトをよく使用する
二 〇 大形のアンモニア冷凍装置では、液分離器で分離された冷媒液を液だめ器を介して高圧受液器に戻す液戻し装置を設ける場合がある。液分離器と液だめ器および液だめ器と高圧受液器との間にはそれぞれ逆止め弁を取り付ける
液戻し装置とは
大形のアンモニア冷凍装置の満液式や液ポンプ式で分離した冷媒液が大量の場合、蒸発器などに戻しきれないので液分離器で分離された冷媒液を液だめ器を介して高圧受液器に自動的に戻す装置のこと
ハが✕で簡単なので消去法で1、3に絞れます
その後はイが〇で簡単なので1
問7 次のイ、ロ、ハ、二の記述のうち、配管について正しいものはどれか
問7 次のイ、ロ、ハ、二の記述のうち、配管について正しいものはどれか
ロ 銅管のろう付けに使用するろう材にはBAg系とBCuZn系のろう材があり、BAg系のほうがろう付け温度が高い
ハ 液配管の施工を行うため、凝縮器から受液器への液落とし管における液の流速を1、5m/sとし、液落とし管自身に均圧管の役割を持たせるように設計した
二 吸込み配管の施工では、吸込みの立ち上がり管が非常に長い場合には、約10mごとに中間トラップを設ける。これは油が戻りやすいようにするためである
1 イ、ロ 2 イ、二 3 ロ、ハ 4 ハ、二 5 イ、ロ、ハ
解説
イ 〇 冷凍サイクルは一般的に圧縮機→油分離器→凝縮器→受液器→膨張弁→蒸発器→圧縮機の順に冷媒が循環する。これらの機器を結ぶ冷媒配管は、高圧側の吐出しガス配管および液配管、低圧側の液(気液混合)配管および吸込み配管の4つに大別することができる 暗記しましょう
ロ ✕ 銅管のろう付けに使用するろう材にはBAg系とBCuZn系のろう材があり、BAg系のほうがろう付け温度が低い
BAg系625℃~700℃(温度が低く強い)
BCuZn系850℃~890℃(温度が高く弱い)
ハ ✕ 液配管の施工を行うため、凝縮器から受液器への液落とし管における液の流速を0、5m/s以下とし、液落とし管自身に均圧管の役割を持たせるように設計した
液配管 1、5m/s以下
液落とし管 0、5m/s以下
二 〇 吸込み配管の施工では、吸込みの立ち上がり管が非常に長い場合には、約10mごとに中間トラップを設ける。これは油が戻りやすいようにするためである 暗記しましょう
正解 2
ロ、ハが✕で簡単なので消去法で2
問8 次のイ、ロ、ハ、二の記述のうち、安全装置について正しいものはどれか
イ 破裂板は圧力によって金属の薄板が破れる方式の安全装置で、主として大形の圧力容器に使われる。破裂板の最小口径は圧力容器に取り付ける溶栓の必要最小口径と同じである
ロ 高圧遮断圧力スイッチの設定圧力は、高圧部に取り付けられたすべての安全弁(内蔵形安全弁を除く)の最低吹始め圧力以下でかつ高圧部の許容圧力以下の圧力で作動するように設定する
ハ 冷凍装置の安全弁は一般的に、ばね式安全弁が使用されており、圧縮機に取り付けるときは、吐出し止め弁の手前に取り付ける。圧縮機用安全弁は、吹出し圧力において圧縮機が吐き出すガスの全量を噴出することができなければならない。したがって安全弁の必要最小口径は、圧縮機のピストン押しのけ量を基準として定められている
二 アンモニア冷凍装置の低圧部の容器で、容器本体に付属する止め弁によって封鎖(液封)されるものは、安全弁、破裂板または圧力逃し装置を取り付ける
1 イ、ロ 2 イ、二 3 ロ、ハ 4 ロ、二 5 ハ、二
解説
イ ✕ 破裂板は圧力によって金属の薄板が破れる方式の安全装置で、主として大形の圧力容器に使われる。破裂板の最小口径は圧力容器に取り付ける安全弁の必要最小口径と同じである
ロ 〇 高圧遮断圧力スイッチの設定圧力は、高圧部に取り付けられたすべての安全弁(内蔵形安全弁を除く)の最低吹始め圧力以下でかつ高圧部の許容圧力以下の圧力で作動するように設定する 暗記しましょう
ハ 〇 冷凍装置の安全弁は一般的に、ばね式安全弁が使用されており、圧縮機に取り付けるときは、吐出し止め弁の手前に取り付ける。圧縮機用安全弁は、吹出し圧力において圧縮機が吐き出すガスの全量を噴出することができなければならない。したがって安全弁の必要最小口径は、圧縮機のピストン押しのけ量を基準として定められている
吹始め圧力は実際に安全弁からガスが吹き始めるときの圧力で、出口側に微量のガスの流出が検出されるときの入口側の圧力
吹出し圧力は実際に安全弁が作動して、ガスが勢いよく吹き出すときの圧力で、計測できる程度の弁の開きを持つか、連続してガスの排出状態を感知できる圧力
二 ✕ アンモニア冷凍装置の低圧部の容器で、容器本体に付属する止め弁によって封鎖(液封)されるものは、安全弁、または圧力逃し装置を取り付ける
正解 3
イ、二が✕で簡単なので消去法で3
問9 次のイ、ロ、ハ、二の記述のうち、圧力試験、溶接施工などについて正しいものはどれか
イ 耐圧試験は圧縮機、圧力容器など耐圧強度を確認しなればならない構成機器またはその部品を対象として、実際の使用状態での耐圧性能を確認するために行う
ロ 冷媒設備の気密の最終的な確認を行うための試験が真空放置試験であり、漏れ箇所の判別が容易で、わずかな漏れでも判別できる
ハ 気密試験は、耐圧試験を実施する前の圧縮機や圧力容器などの構成機器の組み立て品について行うものと、冷媒配管が完了したあとの冷媒配管全系統の漏れを調べるために行うものがある
二 冷凍装置を構成する各機器のアーク溶接施工の良否は、母材の材質、板厚と開先形状、溶接棒の種類、溶接の電流と電圧などの条件が関係する。溶接部の強度は、母材の最小引張強さ以上の強度が必要である
1 イ、ロ 2 イ、二 3 ロ、ハ 4 イ、ハ、二 5 ロ、ハ、二
解説
イ 〇 耐圧試験は圧縮機、圧力容器など耐圧強度を確認しなればならない構成機器またはその部品を対象として、実際の使用状態での耐圧性能を確認するために行う 暗記しましょう
ロ ✕ 冷媒設備の気密の最終的な確認を行うための試験が真空放置試験であり、わずかな漏れでも判別できるが、漏れ箇所の判別はできない
ハ ✕ 気密試験は、耐圧試験を実施した後の圧縮機や圧力容器などの構成機器の組み立て品について行うものと、冷媒配管が完了したあとの冷媒配管全系統の漏れを調べるために行うものがある
二 〇 冷凍装置を構成する各機器のアーク溶接施工の良否は、母材の材質、板厚と開先形状、溶接棒の種類、溶接の電流と電圧などの条件が関係する。溶接部の強度は、母材の最小引張強さ以上の強度が必要である
溶接の姿勢も関係する 下向き、横向き、立ち向き、上向きがある
正解 2
ロ、ハが✕で簡単なので消去法で2
問10 次のイ、ロ、ハ、二の記述のうち、据付け、試運転などについて正しいものはどれか
イ 一般的な冷凍機油の選定条件は、凝固点が低くろう分が少ないこと、粘性が適当で油膜が強いこと、水分により乳化しにくいこと、酸に対する安定性がよいことなどであるが、熱安定性がよく、引火点が高いことも重要である
ロ 冷凍装置への冷媒充てん量不足は、冷凍能力の低下、吐出し圧力の低下および吐出しガス温度の低下の原因となる。一方過充てんは、吐出し圧力の上昇および凝縮液の過冷却度の増加の原因となる
ハ 機器の基礎底面にかかる荷重は、どの部分でも地盤の許容応力度より大きくし、できるだけ荷重が地盤に平均にかかるように分布させる。また基礎の質量は、一般にその上に据え付ける機器の質量よりも大きくする
二 防振支持では、振動の伝達はかなり絶縁されるが、機械自身の振動により配管が破損することを防止するため、一般に圧縮機近くの吸込み管などには可とう管(フレキシブルチューブ)を入れる
1 イ、ロ 2 イ、二 3 ロ、ハ 4 ロ、二 5 ハ、二
解説
イ 〇 一般的な冷凍機油の選定条件は、凝固点が低くろう分が少ないこと、粘性が適当で油膜が強いこと、水分により乳化しにくいこと、酸に対する安定性がよいことなどであるが、熱安定性がよく、引火点が高いことも重要である
暗記しましょう
ロ ✕ 冷凍装置への冷媒充てん量不足は、蒸発圧力が低下して、圧縮機の吸込み蒸気の過熱度が大きくなり、吐出し圧力が低下して吐出しガス温度が上昇する。
ハ ✕ 機器の基礎底面にかかる荷重は、どの部分でも地盤の許容応力度より小さくし、できるだけ荷重が地盤に平均にかかるように分布させる。また基礎の質量は、一般にその上に据え付ける機器の質量よりも大きくする(圧縮機は運転中の負荷変動が大きいので、多気筒圧縮機では2~3倍とする)
二 〇 防振支持では、振動の伝達はかなり絶縁されるが、機械自身の振動により配管が破損することを防止するため、一般に圧縮機近くの吸込み管などには可とう管(フレキシブルチューブ)を入れる 暗記しましょう
正解 2
ロ、ハが✕で簡単なので消去法で2
続きはこちらです28年度保安管理問題1~10
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まとめ
27年度の冷凍2種問題は前半が難しく、後半が簡単な問題が多い印象です。
引っ掛け問題も多いので本番では注意して問題を読みましょう。
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