二段圧縮二段膨張冷凍装置
「冷凍能力12.5Rt」という一文で一種試験撃沈（kWに変換できず）した、思い出の問題。
第一種冷凍機械責任者試験 平成14年度（11月試験）
問1 R22を冷媒とする冷凍能力12.5Rtの二段圧縮二段膨張冷凍装置を下図のように計画し、これを冷凍サイクルは下記の条件で運転するものとする。
このとき、次の（1）および（2）の問について、それぞれ解答用紙に計算式を示して答えよ。
ただし、低段および高段圧縮機の断熱圧縮後の吐出しガスの比エンタルピーは理論冷凍サイクルの値である。また、機械的摩擦損失仕事は熱となって冷媒に加えられるものとし、配管での熱の出入りはないものとする。
（20点）
（1） この冷凍装置の凝縮器を通る実際の冷媒循環量qmrk(kg/s)を求めよ。
（2） この冷凍装置の実際の成績係数(COP)を求めよ。
何はともあれ、p-h線図を書きましょう。
冷凍能力 12.5Rt
低段 ηc1 ＝ 0.65
低段 ηm1 ＝ 0.75
高段 ηc2 ＝ 0.70
高段 ηm2 ＝ 0.78
ηmは冷媒に熱となって加えられる。
解く順序
（1） この冷凍装置の凝縮器を通る実際の冷媒循環量qmrk(kg/s)を求めよ。
12.5(Rt)を(kW)に変換
12.5 × 13900 ＝ 17350（kW/h）
17350 ÷ 3600 ＝ 48.26（kJ/s） ＝ 48.26（kW）
冷凍能力をΦoとすると、
中間冷却器の熱収支は（入るもの左辺、出るもの右辺）
qmrk・h6 ＋ qmro・h2´ ＝ qmro・h7 ＋ qmrk・h3
qmro（h2´－ h7） ＝ qmrk（h3 － h6）
ここでh2´は、
qmrkは、熱収支式より
答え 冷媒循環量qmrkは、0.389（kg/s）である。
（2） この冷凍装置の実際の成績係数(COP)を求めよ。
低段側軸動力をPL、高段側軸動力をPHとする。
総軸駆動力Pは、
P ＝ PL ＋ PH ＝ 19.80 ＋ 21.38 ＝ 41.18（kW）
COPは、
答え 成績係数は、1.17である。
ご健闘をお祈りしています。
訂正箇所履歴
【2016/02/11 新設】
- スマホなどで崩れる計算式などを、自動で大きさが変化する画像にした。（2017/04/16）