乾式蒸発器- 構造と伝熱作用 P95~P101

 「学識」では問6で出題される、乾式蒸発器に関係した問題を集めてあります。

 「上級 冷凍受験テキスト:日本冷凍空調学会」<8次:P95~P101>です。

 「霜」に関しては、問題数が多いので別にまとめました。"蒸発器の霜"ページ

構造と伝熱作用

 構造と伝熱作用は、テキスト<8次:P95>を一度でも熟読すれば大丈夫かと。

乾式シェルアンドチューブ構造概略図
乾式シェルアンドチューブ構造概略図

p-h線図と冷媒の状態
p-h線図と冷媒の状態


構造と伝熱

 テキスト<8次:P95左下~右上>

・乾式蒸発器へ供給される冷媒液は、膨張弁などの絞り膨張機構で減圧されて発生した蒸気とともに、伝熱管を流れながら外面に接した被冷却物から熱を奪って冷媒液が蒸発し、蒸発器を出るときは若干過熱状態となる。 H21ga/06 答え

【◯】 概略図を見ながらこの問題文を読む、イメージが頭の中に浮かんでくれば、もう、合格したような…。テキスト<8次:P95左下~ (8.2.1 乾式蒸発器の構造と伝熱作用)>の冒頭部分がズバリ的。


・乾式蒸発器に供給される冷媒液は、膨張弁など絞り膨張機構で減圧されて発生した蒸気とともに、伝熱管内を流れながら外面に接した被冷却物から熱を奪って冷媒液が蒸発し、蒸発器を出るときは若干過熱状態となる。 H22ga/06

・乾式蒸発器へ供給される冷媒液は、膨張弁などの絞り膨張機構で減圧されて発生した冷媒蒸気とともに、蒸発器冷却管内を流れながら冷却管の外面に接した被冷却物から熱を奪って蒸発し、蒸発器を出るときは若干過熱状態となる。 H30ga/06 答え

【両方 ◯】 H21年度とH22年度の文章は一文字しか違わない(  と  )。H30年度は蒸発器辺りの語句が少々違うだけ。

 この問題文を読むとイメージが頭の中に浮かんでくれば、合格目前です。構造概略図とp-h線図を見て問題文を読めば理解が深まるでしょう。 概略図は乾式シェルアンドチューブ蒸発器で、管内に冷媒が通り、管外の冷水(ブライン)を冷却しています。 乾き飽和蒸気線より若干右にある点1が、若干過熱状態になった蒸気になります。


伝熱面積と油戻し

 テキスト<8次:P95右 11行目~>

・乾式蒸発器はその構造から次のような特徴をもつ。システム全体の冷媒量が満液式に比べて少なくてすむこと、特別な油戻し装置を必要としないこと、蒸発器出口側に冷媒蒸気を過熱状態にするための伝熱面積が必要になることなどである。 H26ga/06 答え

【◯】 ぅむ、良い問題ですね。
 テキスト<8次:P95 11行目~>に、問題文ある乾式蒸発器の特徴が記されている。

・フィンコイル乾式蒸発器の特徴は、その構造から、システム全体の冷媒量が満液式に比べて少なくてすむこと、特別な油戻し装置を必要としないこと、蒸発器出口側に冷媒蒸気を過熱状態にするための伝熱面積が必要になることなどである。 H29ga/06 答え

【◯】 その通りとしか言いようがない。テキスト的には<8次:P95右上 5行目~>にズバリ的です。


圧力降下

 テキスト<8次:P95右 14行目~>

・乾式蒸発器では、冷媒側の圧力降下が大きくても、蒸発器出入口間の冷媒の飽和温度は変わらない。 H16ga/06 答え

【×】 んなこた~ない。圧力降下を考慮することは重要、テキスト<8次:P95 14行目~>をよく読んでイメージしよう。

乾式蒸発器では、冷媒側の圧力降下が大きいと、蒸発器出入口間の冷媒の飽和温度に差が生じ、冷媒の蒸発温度差が大きくなり、冷却能力が低下する。

蒸発器内の圧力降下による蒸発温度の変化
 蒸発器の冷媒側圧力降下が大きくなると to が to' になり、蒸発温度差が生じる。

・乾式蒸発器では、冷却管内を冷媒が流れる際の圧力降下が避けられないが、冷却管内での圧力降下が大きくなっても、蒸発器出入り口の冷媒飽和温度に差は生じない。 R03ga/06 答え

【×】 図(向流)とともに正しい文章にしてみましょう。テキスト<8次:P95 14行目~>

蒸発器内の圧力降下による蒸発温度の変化

乾式蒸発器では、冷却管内を冷媒が流れる際の圧力降下が避けられないが、冷却管内での圧力降下が大きくなると、蒸発器出入り口の冷媒飽和温度に差が生じ、冷媒飽和温度と入口側被冷却物温度との温度差が大きくなる。

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修正・訂正箇所履歴

【2016/07/07 新設】(← 履歴をここに作った日

  • テキスト8次改訂版へ対応。解説も少々見直し済み。(2016(H28)/12/12)
  • (熱交換器の問題) H22ga / 07 →()を削除し数字を訂正→ H22ga/06 (2017/03/15)
  • 「学識」問7の問題「熱交換器」ページへ引っ越し。
  • 図を追加、及び、文章見直し。(2019(R1)/09/16)
  • 全体的に見直し。(2022(R04)/04/08)

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【参考文献・リンク】

  • 初級 受検テキスト(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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