26年度第3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1~15まで)
解説はSI初級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26年度冷凍3種過去問題とSI初級冷凍受験テキスト解説
保安管理技術試験問題1~15問1 次のイ、ロ、ハ、二の記述のうち、蒸気圧縮式冷凍装置の冷凍の原理について正しいものはどれか
イ 冷媒ガスを圧縮すると、冷媒は圧力の高い液体になる
ロ 凝縮器では、冷媒は冷却水や外気に熱を放出して凝縮液化する
ハ 必要な冷凍能力を得るための圧縮機動力が小さければ小さいほど冷凍能力の性能がよいことになる。その冷凍装置の性能を表す量が成績係数である
二 冷媒循環量が0、10kg/sの蒸発器で周囲から16kj/sの熱量を奪うとき、冷凍能力は160kj/kgである
1 イ、ロ 2 ロ、ハ 3 ロ、二 4 ハ、二 5 イ、ハ、二
解説
イ ✕ 冷媒は圧力の高いガスになる
圧縮機を出た後はガスで、凝縮器を出た後が液体です。
ロ 〇 凝縮器では、冷媒は冷却水や外気に熱を放出して凝縮液化する
凝縮器の中では冷媒が冷却水や外気に熱を放出して凝縮液化する
凝縮負荷=凝縮器が取り去る熱量
ハ 〇 必要な冷凍能力を得るための圧縮機動力が小さければ小さいほど冷凍能力の性能がよいことになる。その冷凍装置の性能を表す量が成績係数である
圧縮機動力が小さいほど必要な電力も少なくて済むので、冷凍能力の性能がよくなる。冷凍装置の性能を表す量が成績係数である
成績係数が大きい=冷凍能力の性能がよい
二 ✕ 冷凍能力=冷媒循環量0、10kg/s×蒸発負荷16kj/sなので1、6kj/kg
正解 2
イが✕で簡単なので消去法で2、3、4の3択に絞れます
その後ロ、ハが〇で簡単なので2
問2 次のイ、ロ、ハ、二の記述のうち、熱の移動について正しいものはどれか
イ 固体壁の表面とそれに接して流れる流体との間の伝熱作用を対流熱伝達という
ロ 常温、常圧において、鉄鋼、空気、グラスウールのなかで、熱伝導率の値が一番小さいのはグラスウールである
ハ 熱伝達による単位時間当たりの伝熱量は、伝熱面積、熱伝達率に正比例し、温度差に反比例する
二 冷凍装置の熱交換器の伝熱計算には、誤差が数%程度でよい場合、算術平均温度差が使われることが多い
1 イ、ロ 2 イ、ハ 3 イ、二 4 ロ、ハ 5 ハ、二
解説
イ 〇 固体壁の表面とそれに接して流れる流体との間の伝熱作用を対流熱伝達という
簡単なので暗記しましょう
ロ ✕ 熱伝導率の値が一番小さいのは空気
鉄鋼>グラスウール>空気の順に熱伝導率が小さくなります
ハ ✕ 温度差も正比例します
熱伝達による単位時間当たりの伝熱量=熱伝達率×伝熱面積×温度差
二 〇 冷凍装置の熱交換器の伝熱計算には、誤差が数%程度でよい場合、算術平均温度差が使われることが多い
誤差が数%程度でよい場合、算術平均温度差
より正確に測る場合は対数平均温度差
正解 3
ハが✕で簡単なので消去法で1、3の2択に絞れます
その後二が〇で簡単なので3
問3 次のイ、ロ、ハ、二の記述のうち、往復圧縮機の性能および冷凍装置の成績係数について正しいものはどれか
イ 圧縮機の実際の冷媒吸込み蒸気量には、シリンダ上部のすきま容積の大きさは関係しない
ロ 圧縮機の実際の駆動に必要な軸動力は、理論断熱圧縮動力と機械的摩擦損失動力の和で表される
ハ 圧縮機の実際の冷媒吸込み蒸気量は、ピストン押しのけ量と体積効率の積で表される
二 実際の圧縮機吐出しガスの比エンタルピーは、圧縮機の断熱効率が悪くなるほど大きくなる
1 イ、ロ 2 イ、ハ 3 ロ、ハ 4 ロ、二 5 ハ、二
解説
イ ✕ シリンダ上部のすきま容積(クリアランスボリューム)内の圧縮ガスの再膨張などが関係します
ちなみに体積効率は圧力比とシリンダすきま容積比が大きくなるほど小さくなります
ロ ✕ 理論断熱圧縮動力じゃなく、蒸気圧縮動力です
圧縮機軸動力=蒸気圧縮動力+機械的摩擦損失です
① 体積効率=吸込み蒸気量÷ピストン押しのけ量
② 全断熱効率=断熱効率×機械効率
③ 断熱効率=理論圧縮動力÷蒸気圧縮動力
④ 機械効率=蒸気圧縮動力÷圧縮機軸動力
⑤ 圧縮機軸動力=理論圧縮動力÷全断熱効率
⑥ 圧縮機軸動力=蒸気圧縮動力+機械的摩擦損失
27年度にも出た問題で大事なので頑張って覚えましょう(公式を6つ覚えれば全て解けます)
ハ 〇 圧縮機の実際の冷媒吸込み蒸気量は、ピストン押しのけ量と体積効率の積で表される
圧縮機の実際の冷媒吸込み蒸気量=ピストン押しのけ量V×体積効率ηv
実際の圧縮機吐出しガスの比エンタルピーは、小さいほうが良いので圧縮機の断熱効率が悪くなると大きくなります
正解 5
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ハが〇で簡単なので3、5の2択に絞れます
問4 次のイ、ロ、ハ、二の記述のうち、冷媒について正しいものはどれか
イ 0℃における飽和圧力を標準沸点といい、冷媒の種類によって異なっている
ロ 非共沸混合冷媒が蒸発するときは、沸点の低い冷媒のほうが先に蒸発する
ハ アンモニアガスは空気より軽く、空気中に漏えいした場合は、天井の方に滞留する
二 フルオロカーボン冷媒と水とは容易に溶け合い、冷媒が分解して酸性の物質を作って金属を腐食させる
1 イ、ロ 2 イ、二 3 ロ、ハ 4 ハ、二 5 イ、ロ、ハ
解説
イ ✕ 標準沸点=飽和圧力が大気圧に等しいときの飽和温度
ロ 〇 非共沸混合冷媒が蒸発するときは、沸点の低い冷媒のほうが先に蒸発する
ちなみに凝縮するときは沸点の高い冷媒のほうが先に凝縮する(蒸発の逆と覚える)
ハ 〇 アンモニアガスは空気より軽く、空気中に漏えいした場合は、天井の方に滞留する
フルオロカーボン>空気>アンモニアの順に軽い
フルオロカーボン>鉱油>アンモニアの順に軽い
問4 次のイ、ロ、ハ、二の記述のうち、冷媒について正しいものはどれか
イ 0℃における飽和圧力を標準沸点といい、冷媒の種類によって異なっている
ロ 非共沸混合冷媒が蒸発するときは、沸点の低い冷媒のほうが先に蒸発する
ハ アンモニアガスは空気より軽く、空気中に漏えいした場合は、天井の方に滞留する
二 フルオロカーボン冷媒と水とは容易に溶け合い、冷媒が分解して酸性の物質を作って金属を腐食させる
1 イ、ロ 2 イ、二 3 ロ、ハ 4 ハ、二 5 イ、ロ、ハ
解説
イ ✕ 標準沸点=飽和圧力が大気圧に等しいときの飽和温度
ロ 〇 非共沸混合冷媒が蒸発するときは、沸点の低い冷媒のほうが先に蒸発する
ちなみに凝縮するときは沸点の高い冷媒のほうが先に凝縮する(蒸発の逆と覚える)
ハ 〇 アンモニアガスは空気より軽く、空気中に漏えいした場合は、天井の方に滞留する
フルオロカーボン>空気>アンモニアの順に軽い
フルオロカーボン>鉱油>アンモニアの順に軽い
二 ✕ フルオロカーボン冷媒と水は溶けあわないので、冷媒が分解して酸性の物質を作って金属を腐食させる
アンモニアとはよく溶け合う
正解 3
二が✕で簡単なので消去法で1、3、5の3択に絞れます
その後ハが〇で簡単なので3、5の2択に絞れます
問5 次のイ、ロ、ハ、二の記述のうち、圧縮機について正しいものはどれか
イ 圧縮機は冷媒蒸気の圧縮の方法により、容積式と遠心式に大別される
ロ 往復圧縮機の冷凍能力は圧縮機の回転速度によって変わる。インバータを利用すると、電源周波数を変えて、回転速度を調節することができる
ハ 冷凍装置にかかる負荷は時間的に一定でないので、冷凍負荷が大きく増加した場合に圧縮機の容量と圧力をそれそれ個別に調整できるようにした装置が、容量制御装置である。一般的な多気筒圧縮機には、この装置が取り付けてある。
二 フルオロカーボン冷凍装置では、装置が正常でない液戻りの運転状態になると、油に冷媒液が多量に溶け込んで、油の粘土を低下させるので潤滑不良となる
1 イ、ロ 2 イ、ハ 3 ロ、ハ 4 ハ、二 5 イ、ロ、二
解説
イ 〇 圧縮機は冷媒蒸気の圧縮の方法により、容積式と遠心式に大別される
容積式=往復式、ロータリー式、スクロール式、スクリュー式の4つ
遠心式=遠心式の1つ
ロ 〇 往復圧縮機の冷凍能力は圧縮機の回転速度によって変わる。インバータを利用すると、電源周波数を変えて、回転速度を調節することができる
往復圧縮機の回転速度はインバータを利用して調節しています
ハ ✕ 冷凍負荷が大きく減少した場合に圧縮機の容量と圧力をそれそれ個別に調整できるようにした装置が、容量制御装置(アンローダ)です
吸込み弁を開放して、作動気筒数を減らすことで25~100%の範囲で容量を段階的に変えられる
二 〇 フルオロカーボン冷凍装置では、装置が正常でない液戻りの運転状態になると、油に冷媒液が多量に溶け込んで、油の粘土を低下させるので潤滑不良となる
油の粘土が低下して圧縮機の油が少なくなり潤滑不良となる
その後ハが〇で簡単なので3、5の2択に絞れます
問5 次のイ、ロ、ハ、二の記述のうち、圧縮機について正しいものはどれか
イ 圧縮機は冷媒蒸気の圧縮の方法により、容積式と遠心式に大別される
ロ 往復圧縮機の冷凍能力は圧縮機の回転速度によって変わる。インバータを利用すると、電源周波数を変えて、回転速度を調節することができる
ハ 冷凍装置にかかる負荷は時間的に一定でないので、冷凍負荷が大きく増加した場合に圧縮機の容量と圧力をそれそれ個別に調整できるようにした装置が、容量制御装置である。一般的な多気筒圧縮機には、この装置が取り付けてある。
二 フルオロカーボン冷凍装置では、装置が正常でない液戻りの運転状態になると、油に冷媒液が多量に溶け込んで、油の粘土を低下させるので潤滑不良となる
1 イ、ロ 2 イ、ハ 3 ロ、ハ 4 ハ、二 5 イ、ロ、二
解説
イ 〇 圧縮機は冷媒蒸気の圧縮の方法により、容積式と遠心式に大別される
容積式=往復式、ロータリー式、スクロール式、スクリュー式の4つ
遠心式=遠心式の1つ
ロ 〇 往復圧縮機の冷凍能力は圧縮機の回転速度によって変わる。インバータを利用すると、電源周波数を変えて、回転速度を調節することができる
往復圧縮機の回転速度はインバータを利用して調節しています
ハ ✕ 冷凍負荷が大きく減少した場合に圧縮機の容量と圧力をそれそれ個別に調整できるようにした装置が、容量制御装置(アンローダ)です
吸込み弁を開放して、作動気筒数を減らすことで25~100%の範囲で容量を段階的に変えられる
二 〇 フルオロカーボン冷凍装置では、装置が正常でない液戻りの運転状態になると、油に冷媒液が多量に溶け込んで、油の粘土を低下させるので潤滑不良となる
油の粘土が低下して圧縮機の油が少なくなり潤滑不良となる
ハが✕で簡単なので消去法で1、5の2択に絞れます
問6 次のイ、ロ、ハ、二の記述のうち、凝縮器について正しいものはどれか
イ 凝縮負荷は冷凍能力に圧縮機の軸動力を加えて求めることができる。軸動力の毎時の熱量への換算は、1kW=3600KJ/hである
ロ シェルアンドチューブ凝縮器の伝熱面積は、冷媒に接する冷却管全体の内表面積の合計をいうのが一般的である
ハ 空冷凝縮器は、冷媒を冷却して凝縮させるのに、空気の顕熱を用いる凝縮器である
二 蒸発式凝縮器は空冷凝縮器と比較して、凝縮温度を高く保つことができる凝縮器であり、主としてアンモニア冷凍装置に使われている
1 イ、ロ 2 イ、ハ 3 ロ、ハ 4 ロ、二 5 ハ、二
解説
イ 〇 凝縮負荷は冷凍能力に圧縮機の軸動力を加えて求めることができる。軸動力の毎時の熱量への換算は、1kW=3600KJ/hである
凝縮負荷=冷凍能力+圧縮機の軸動力
1kW=1kJ/sなので3600KJ/hになる
ロ ✕ シェルアンドチューブ凝縮器は管内を水が流れ、管外は冷媒が流れるので、冷媒に接する冷却管全体の外表面積の合計をいうのが一般的である
ちなみに水冷凝縮器は、冷媒を冷却して凝縮させるのに、水の顕熱を用いる凝縮器
二 ✕ 蒸発式凝縮器は空冷凝縮器と比較して、凝縮温度を低く保つことができる
空冷凝縮器>蒸発式凝縮器>水冷凝縮器の順に凝縮温度が低い
正解 2
ロ、二が✕で簡単なので消去法で2
問7 次のイ、ロ、ハ、二の記述のうち、蒸発器について正しいものはどれか
イ 大きな容量の乾式蒸発器では、蒸発器の出口側にディストリビュータを取り付けるが、これは多数の伝熱管に冷媒を均等に分配するためである
ロ 満液式蒸発器の冷媒側伝熱面における平均熱通過率は、乾式蒸発器のように冷媒の過熱に必要な管部がないため、乾式蒸発器の平均熱通過率よりも小さい
ハ 水やブラインなどの液体を冷却する乾式蒸発器は、一般にシェルアンドチューブ形が用いられる。液体は胴体と冷却管の間を通り、バッフルプレートによって液体側の熱伝達率を向上させている
二 散水除霜方式は、水を蒸発器に散布して霜を融解させる方法である。水の温度が低すぎて霜を融かす能力が不足しないように、水温を適切に管理する
1 イ、ロ 2 イ、ハ 3 ロ、ハ 4 ロ、二 5 ハ、二
解説
イ ✕ 蒸発器の入口側にディストリビュータ(分配器)を取り付けます
ディストリビュータ(分配器)を付けると、圧力降下が大きくなるので外部均圧形にする
ロ ✕ 冷媒側伝熱面における平均熱通過率は満液式蒸発器>乾式蒸発器
ハ 〇 水やブラインなどの液体を冷却する乾式蒸発器は、一般にシェルアンドチューブ形が用いられる。液体は胴体と冷却管の間を通り、バッフルプレートによって液体側の熱伝達率を向上させている
水やブラインなどの液体を冷却する乾式蒸発器は管内に冷媒、管外を水やブラインが通ります
バッフルプレートは水の流速を増すために、水流を冷却管に対して直角になるようにして、水やブライン側の熱伝達率を向上させています
二 〇 散水除霜方式は、水を蒸発器に散布して霜を融解させる方法である。水の温度が低すぎて霜を融かす能力が不足しないように、水温を適切に管理する
散水方式は10~25℃の水を冷却器上部から散水する
正解 5
ロが✕で簡単なので消去法で2、5に絞れます
問8 次のイ、ロ、ハ、二の記述のうち、自動制御機器について正しいものはどれか
イ 外部均圧形温度自動膨張弁の感温筒は、膨張弁の弁軸から弁出口の冷媒が漏れることがあるので、均圧管の下流側に取り付けるのがよい
ロ 冷却水調整弁は、水冷凝縮器の冷却水出口側に取り付け、水冷凝縮器の負荷変動があっても、凝縮圧力を一定圧力に保持するように作動し、冷却水量を調整する
ハ 直動式電磁弁は、電磁コイルに通電すると磁場が作られてプランジャを吸引して弁を開き、電磁コイルの電源を切ると弁を閉じる
二 膨張弁の容量が蒸発器の容量に対して小さ過ぎる場合、冷媒流量と過熱度が周期的に変動するハンチング現象を生じやすくなり、熱負荷の大きなときに冷媒流量が不足する
1 イ、ロ 2 イ、二 3 ロ、ハ 4 イ、ハ、二 5 ロ、ハ、二
解説
イ ✕ 上から感温筒、均圧管、配管、蒸発圧力調整弁の順に取り付けます
ロ 〇 冷却水調整弁は、水冷凝縮器の冷却水出口側に取り付け、水冷凝縮器の負荷変動があっても、凝縮圧力を一定圧力に保持するように作動し、冷却水量を調整する
冷却水調整弁は、水冷凝縮器の冷却水出口側に取り付け、水冷凝縮器の負荷変動があっても、凝縮圧力を一定圧力に保持するように作動し、冷却水量を調整する
冷却水調整弁は制水弁、節水弁とも呼ばれます
ハ 〇 直動式電磁弁は、電磁コイルに通電すると磁場が作られてプランジャを吸引してニードル弁が開き、電磁コイルの電源を切るとブランジャ自身の重さによって弁を閉じる
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)
二 ✕ 膨張弁の容量が蒸発器の容量に対して小さ過ぎる場合、熱負荷の大きなときに冷媒流量が不足する
ロ 満液式蒸発器の冷媒側伝熱面における平均熱通過率は、乾式蒸発器のように冷媒の過熱に必要な管部がないため、乾式蒸発器の平均熱通過率よりも小さい
ハ 水やブラインなどの液体を冷却する乾式蒸発器は、一般にシェルアンドチューブ形が用いられる。液体は胴体と冷却管の間を通り、バッフルプレートによって液体側の熱伝達率を向上させている
二 散水除霜方式は、水を蒸発器に散布して霜を融解させる方法である。水の温度が低すぎて霜を融かす能力が不足しないように、水温を適切に管理する
1 イ、ロ 2 イ、ハ 3 ロ、ハ 4 ロ、二 5 ハ、二
解説
イ ✕ 蒸発器の入口側にディストリビュータ(分配器)を取り付けます
ディストリビュータ(分配器)を付けると、圧力降下が大きくなるので外部均圧形にする
ロ ✕ 冷媒側伝熱面における平均熱通過率は満液式蒸発器>乾式蒸発器
ハ 〇 水やブラインなどの液体を冷却する乾式蒸発器は、一般にシェルアンドチューブ形が用いられる。液体は胴体と冷却管の間を通り、バッフルプレートによって液体側の熱伝達率を向上させている
水やブラインなどの液体を冷却する乾式蒸発器は管内に冷媒、管外を水やブラインが通ります
バッフルプレートは水の流速を増すために、水流を冷却管に対して直角になるようにして、水やブライン側の熱伝達率を向上させています
二 〇 散水除霜方式は、水を蒸発器に散布して霜を融解させる方法である。水の温度が低すぎて霜を融かす能力が不足しないように、水温を適切に管理する
散水方式は10~25℃の水を冷却器上部から散水する
正解 5
ロが✕で簡単なので消去法で2、5に絞れます
問8 次のイ、ロ、ハ、二の記述のうち、自動制御機器について正しいものはどれか
イ 外部均圧形温度自動膨張弁の感温筒は、膨張弁の弁軸から弁出口の冷媒が漏れることがあるので、均圧管の下流側に取り付けるのがよい
ロ 冷却水調整弁は、水冷凝縮器の冷却水出口側に取り付け、水冷凝縮器の負荷変動があっても、凝縮圧力を一定圧力に保持するように作動し、冷却水量を調整する
ハ 直動式電磁弁は、電磁コイルに通電すると磁場が作られてプランジャを吸引して弁を開き、電磁コイルの電源を切ると弁を閉じる
二 膨張弁の容量が蒸発器の容量に対して小さ過ぎる場合、冷媒流量と過熱度が周期的に変動するハンチング現象を生じやすくなり、熱負荷の大きなときに冷媒流量が不足する
1 イ、ロ 2 イ、二 3 ロ、ハ 4 イ、ハ、二 5 ロ、ハ、二
解説
イ ✕ 上から感温筒、均圧管、配管、蒸発圧力調整弁の順に取り付けます
ロ 〇 冷却水調整弁は、水冷凝縮器の冷却水出口側に取り付け、水冷凝縮器の負荷変動があっても、凝縮圧力を一定圧力に保持するように作動し、冷却水量を調整する
冷却水調整弁は、水冷凝縮器の冷却水出口側に取り付け、水冷凝縮器の負荷変動があっても、凝縮圧力を一定圧力に保持するように作動し、冷却水量を調整する
冷却水調整弁は制水弁、節水弁とも呼ばれます
ハ 〇 直動式電磁弁は、電磁コイルに通電すると磁場が作られてプランジャを吸引してニードル弁が開き、電磁コイルの電源を切るとブランジャ自身の重さによって弁を閉じる
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)
二 ✕ 膨張弁の容量が蒸発器の容量に対して小さ過ぎる場合、熱負荷の大きなときに冷媒流量が不足する
膨張弁の容量が蒸発器の容量に対して大き過ぎる場合、冷媒流量と過熱度が周期的に変動するハンチング現象を生じる
正解 3
正解 3
イが✕で簡単なので消去法で3、5に絞れます
問9 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 液分離器は、蒸発器と圧縮機との間の吸込み管に取り付け、吸込み蒸気中に混在した液を分離して、冷凍装置外部に排出する
ロ 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、液ガス熱交換機器は使用しない
ハ ドライヤは、一般に液菅に取り付け、フルオロカーボン冷凍装置の冷媒系統の水分を除去する
二 運転状態の変化があっても、冷媒液が凝縮器内にたまらないように、高圧受液器内には冷媒液をためないようにする
1 イ、ロ 2 イ、ハ 3 ロ、ハ 4 ロ、二 5 ハ、二
解説
イ ✕ 液分離器は、蒸発器と圧縮機との間の吸込み管に取り付け、吸込み蒸気中に混在した液を分離して、冷媒蒸気だけを圧縮機に吸い込ませ、液圧縮を防止して圧縮機を保護している
冷凍装置外部に排出する必要はない
ロ 〇 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、液ガス熱交換機器は使用しない
アンモニアはフルオロカーボンより吐出しガス温度が数十℃高くなる
ハ 〇 ドライヤは、一般に液菅に取り付け、フルオロカーボン冷凍装置の冷媒系統の水分を除去する
ちなみにアンモニア冷凍装置では、冷媒系統内の水分がアンモニアと結合してるので、乾燥剤による吸着が難しいのでフィルタドライヤは使用しない
二 ✕ 運転状態の変化があっても、凝縮器内に常に冷媒液を確保するようにして、高圧受液器で冷媒液の変動を吸収している
ちなみに高圧受液器は冷媒液の回収もできます。
冷媒液の回収量は冷凍装置の大部分を回収でき、受液器の内容積の80%以内にする(20%は蒸気空間を残す)
正解 3
問9 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 液分離器は、蒸発器と圧縮機との間の吸込み管に取り付け、吸込み蒸気中に混在した液を分離して、冷凍装置外部に排出する
ロ 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、液ガス熱交換機器は使用しない
ハ ドライヤは、一般に液菅に取り付け、フルオロカーボン冷凍装置の冷媒系統の水分を除去する
二 運転状態の変化があっても、冷媒液が凝縮器内にたまらないように、高圧受液器内には冷媒液をためないようにする
1 イ、ロ 2 イ、ハ 3 ロ、ハ 4 ロ、二 5 ハ、二
解説
イ ✕ 液分離器は、蒸発器と圧縮機との間の吸込み管に取り付け、吸込み蒸気中に混在した液を分離して、冷媒蒸気だけを圧縮機に吸い込ませ、液圧縮を防止して圧縮機を保護している
冷凍装置外部に排出する必要はない
ロ 〇 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、液ガス熱交換機器は使用しない
アンモニアはフルオロカーボンより吐出しガス温度が数十℃高くなる
ハ 〇 ドライヤは、一般に液菅に取り付け、フルオロカーボン冷凍装置の冷媒系統の水分を除去する
ちなみにアンモニア冷凍装置では、冷媒系統内の水分がアンモニアと結合してるので、乾燥剤による吸着が難しいのでフィルタドライヤは使用しない
二 ✕ 運転状態の変化があっても、凝縮器内に常に冷媒液を確保するようにして、高圧受液器で冷媒液の変動を吸収している
ちなみに高圧受液器は冷媒液の回収もできます。
冷媒液の回収量は冷凍装置の大部分を回収でき、受液器の内容積の80%以内にする(20%は蒸気空間を残す)
イと二が✕で簡単なので消去法で3
問10 次のイ、ロ、ハ、二の記述のうち、冷媒配管について正しいものはどれか
イ 配管用炭素鋼鋼管(SGP)は、アンモニアなどの毒性をもつ冷媒の配管には使用しない
ロ 冷媒液配管内にフラッシュガスが発生すると、このガスの影響で液のみで流れるよりも配管内の流れの抵抗が小さくなる
ハ 圧縮機吸込み管の二重立ち上がり管は、冷媒液の戻り防止のために使用される
二 凝縮器と受液器を接続する液流下管で冷媒液を流下しやすくする方法の一つとして、凝縮器と受液器との間に均圧管を用いる方法がある
1 イ、ロ 2 イ、二 3 ロ、ハ 4 ロ、二 5 ハ、二
解説
イ 〇 配管用炭素鋼鋼管(SGP)は、アンモニアなどの毒性をもつ冷媒の配管には使用しない
配管用炭素鋼鋼管(SGP)は毒性の冷媒や、設計圧力1MPa、温度100℃を超える耐圧部分には使えない
配管用炭素鋼鋼管(SGP)は毒性の冷媒や、設計圧力1MPa、温度100℃を超える耐圧部分には使えない
ロ ✕ フラッシュガスが発生すると、配管内の冷媒の流れ抵抗が大きくなるので、フラッシュガスを発生させない事が大事です
フラッシュガス発生の原因は2つ
① 飽和温度以上に、高圧液配管が温められた場合
② 液温に相当する飽和圧力よりも液の圧力が低下した場合
ハ ✕ 圧縮機吸込み管の二重立ち上がり管は、油が圧縮機に戻りやすくするために使用する
二 〇 凝縮器と受液器を接続する液流下管で冷媒液を流下しやすくする方法の一つとして、凝縮器と受液器との間に均圧管を用いる方法がある
凝縮器と受液器を接続する液流下管は、十分に太くして自然に冷媒液を落下させるか、均圧管をつける
凝縮器と受液器を接続する液流下管は、十分に太くして自然に冷媒液を落下させるか、均圧管をつける
均圧管がないと凝縮器から受液器に液が流下しにくくなる
正解 2
問11 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 溶栓が作動すると内部の冷媒が大気圧になるまで放出するので、可燃性または毒性を有する冷媒を使用した冷凍装置には溶栓は使用しない
ロ 所定の内容積以上のフルオロカーボン冷媒用の圧力容器には、安全弁を取り付けなければならない
ハ 可燃性ガス冷媒の冷凍装置では、漏えいしたガスが滞留して限界濃度を超えるおそれがある場合でもガス漏えい検知警報設備は設ける必要はない
二 圧力容器などに取り付ける安全弁には、止め弁を設ける。これは、安全弁が作動したときに冷媒が漏れ続けないようにするためである
1 イ、ロ 2 イ、ハ 3 ロ、ハ 4 ロ、二 5 ハ、二
解説
イ 〇 溶栓が作動すると内部の冷媒が大気圧になるまで放出するので、可燃性または毒性を有する冷媒を使用した冷凍装置には溶栓は使用しない
溶栓は可燃性または毒性を有する冷媒を使用した冷凍装置には使用しない
溶栓は温度によって溶融するので、圧縮機吐出しガスで加熱される部分や、水冷凝縮器の冷却水で冷却される部分に取り付けてはならない
正しい冷媒温度を感知できない場所には取り付けないこと
ロ 〇 所定の内容積以上のフルオロカーボン冷媒用の圧力容器には、安全弁を取り付けなければならない
内容積500リットル以上の圧力容器には安全弁の取り付けが義務づけられている
冷凍能力20トン以上の圧縮機にも安全弁の取り付けが義務づけられている
ハ ✕ 可燃性ガス、毒性ガスの製造施設では、漏えいしたガスが滞留するおそれがある場所にガス漏えい検知警報設備を設ける
二 ✕ 止め弁は冷凍装置の清掃や修理のときのために設ける
正解 1
ハが✕で簡単なので消去法で1、4の2択に絞れます
問12 次のイ、ロ、ハ、二の記述のうち、材料の強さと圧力容器について正しいものはどれか
イ 薄肉円筒銅に発生する応力は、長手方向にかかる応力と接線方向にかかる応力があるが、長手方向にかかる応力のほうが接線方向にかかる応力よりも大きい
ロ 円筒銅にかかる内圧が一定の場合、円筒銅の直径が大きいほど、円筒銅に必要な板厚は厚くなる
ハ ステンレス鋼の圧力容器には、腐れしろを設ける
二 圧力容器を設計するときに、一般的に材料の引張強さの1/2の応力を許容引張応力として、その値以下になるように設計する
1 イ、ロ 2 イ、ハ 3 ロ、ハ 4 ロ、二 5 ハ、二
解説
イ ✕ 円筒銅の接線方向にかかる引張応力は長手方向にかかる引張応力の2倍になる
円筒銅の圧力容器の銅板に生ずる応力は、接線方向の応力が最大なので、この応力が許容応力を超えなければよい 必要な板厚を求めるには接線方向の応力を考えればよい
ロ 〇 円筒銅にかかる内圧が一定の場合、円筒銅の直径が大きいほど、円筒銅に必要な板厚は厚くなる
ちなみに中央部の丸みの半径Rが小さく、隅の丸みrが大きいほど必要な板厚を薄くできる
解説
イ ✕ 円筒銅の接線方向にかかる引張応力は長手方向にかかる引張応力の2倍になる
円筒銅の圧力容器の銅板に生ずる応力は、接線方向の応力が最大なので、この応力が許容応力を超えなければよい 必要な板厚を求めるには接線方向の応力を考えればよい
ロ 〇 円筒銅にかかる内圧が一定の場合、円筒銅の直径が大きいほど、円筒銅に必要な板厚は厚くなる
ちなみに中央部の丸みの半径Rが小さく、隅の丸みrが大きいほど必要な板厚を薄くできる
ハ 〇 ステンレス鋼の圧力容器には、腐れしろを設ける
圧力容器に使用する鋼材の腐れしろは、材質、使用条件によって異なる
鋳鉄、鋼は1、0mm
銅、合銅金、ステンレス、アルミ二ウムは0、2mm
二 ✕ 一般的に材料の引張強さの1/4の応力を許容引張応力として、その値以下になるように設計する
許容引張応力=最小引張強さ×1/4
正解 3
イ、二が✕で簡単なので消去法で3
問13 次のイ、ロ、ハ、二の記述のうち、圧力試験および据付けについて正しいものはどれか
ロ 耐圧試験は、圧縮機、圧力容器、冷媒液ポンプ、潤滑油ポンプなどについて行う
ハ 真空放置試験では、真空圧力の測定には連成計が用いられる
二 圧縮機を防振支持したときは、配管を通じて他に振動が伝わることを防止するために、吸込み管と吐出し管に可とう管を挿入する
1 イ、ロ 2 イ、二 3 ロ、ハ 4 イ、二 5 イ、ロ、二
解説
イ 〇 気密試験に空気圧縮機を使用して圧縮空気を供給する場合は、冷凍機油の劣化などに配慮して吐出し空気の温度を140℃以下にする
ロ 〇 耐圧試験は、圧縮機、圧力容器、冷媒液ポンプ、潤滑油ポンプなどについて行う
配管以外の圧縮機、圧力容器、冷媒液ポンプ、潤滑油ポンプなどについて行う
ハ ✕ 真空放置試験では、真空圧力の測定には真空計を用いる
一般に使われている連成計では、正確な真空の数値を読み取れない
二 〇 圧縮機を防振支持したときは、配管を通じて他に振動が伝わることを防止するために、吸込み管と吐出し管に可とう管(フレキシブルチューブ)を挿入する
ちなみに吸込み管表面が氷結する恐れがある時は、可とう管をゴムで被覆して破損を防止する
正解 5
まずハが✕で簡単なので消去法で1、2、4、5の4択に絞れます
その後はロが〇で簡単なので1、5の2択に絞れます
問14 次のイ、ロ、ハ、二の記述のうち、冷凍装置の運転について正しいものはどれか
イ 冷凍装置の運転開始前にはクランクケースヒーターの通電を確認するが、これは起動時のオイルフォーミングを防止するために油温を周囲温度以上に維持する必要があるからである
ロ より一層省エネルギーの運転をするには、蒸発温度をより高い温度に維持する必要がある。このため、過熱度にかかわらず膨張弁の開度を大きくすればよい
ハ 圧縮機を運転するとき、蒸発温度が高いほど冷凍能力は大きくなるが、これは蒸発温度が高いほど冷凍効果が著しく大きくなるからである
二 アンモニア冷凍装置の吐出しガス温度は、同じ蒸発と凝縮の温度条件でも、フルオロカーボン冷凍装置の吐出しガス温度より数十℃高くなる
解説
イ 〇 冷凍装置の運転開始前にはクランクケースヒーターの通電を確認するが、これは起動時のオイルフォーミングを防止するために油温を周囲温度以上に維持する必要があるからである
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
ロ ✕ より一層省エネルギーの運転をするには、蒸発温度をより高い温度に維持する必要がある。そのため膨張弁は必要に応じて適切な過熱度になるように開度を調節している
ハ ✕ 圧縮機を運転するとき、蒸発温度が高いほど冷凍能力は大きくなり、蒸発温度が高いほど冷凍負荷が大きくなるから
二 〇 アンモニア冷凍装置の吐出しガス温度は、同じ蒸発と凝縮の温度条件でも、フルオロカーボン冷凍装置の吐出しガス温度より数十℃高くなる
フルオロカーボン冷媒の圧縮機吐出しガスの上限温度は120~130℃程度
正解 2
ロが✕で簡単なので消去法で2、5の2択に絞れます
問15 次のイ、ロ、ハ、二の記述のうち、冷凍装置の保守管理について正しいものはどれか
問15 次のイ、ロ、ハ、二の記述のうち、冷凍装置の保守管理について正しいものはどれか
ロ 吸込み管の途中の大きなUトラップに冷媒液や油がたまっていると、圧縮機の始動時やアンロードからロード運転に切り替わったときに、液戻りが生じる
ハ オイルフォーミングは、冷媒液に冷凍機油が混ざり、油が急激に蒸発する現象である
二 密閉形フルオロカーボン往復圧縮機では、冷凍装置として冷媒量が不足すると冷媒ガスによる電動機の冷却が不十分となり、はなはだしいときには電動機を焼損するおそれがある
1 イ、ロ 2 イ、ハ 3 ロ、ハ 4 ロ、二 5 ハ、二
解説
イ ✕ アンモニアは水とよく溶けあうので、わずかな水分なら膨張弁部に氷結し冷媒が流れなくなることは起こらない
ロ 〇 吸込み管の途中の大きなUトラップに冷媒液や油がたまっていると、圧縮機の始動時やアンロードからロード運転に切り替わったときに、液戻りが生じる
液戻り、液圧縮が起こるのは
液戻り、液圧縮が起こるのは
① 冷凍負荷が急激に増大した場合
② 吸込み管の途中の大きなUトラップに冷媒液や油がたまっていた場合
③ 膨張弁の開きすぎ
④ 運転停止時に、蒸発器に冷媒液が過度に滞留していた場合
② 吸込み管の途中の大きなUトラップに冷媒液や油がたまっていた場合
③ 膨張弁の開きすぎ
④ 運転停止時に、蒸発器に冷媒液が過度に滞留していた場合
ハ ✕ オイルフォーミングは、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 密閉形フルオロカーボン往復圧縮機では、冷凍装置として冷媒量が不足すると冷媒ガス(吸込み蒸気)による電動機の冷却が不十分となり、はなはだしいときには電動機を焼損するおそれがある
イ、ハが✕で簡単なので消去法で4
まとめ
過去の3冷試験の中では平成26年度が1番難しいです。
合格率も10%台なのでこの年度が理解できれば合格できます。
最後まで読んで頂いてありがとうございました。
最後まで読んで頂いてありがとうございました。
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