二段圧縮一段膨張冷凍装置です。
中間冷却器の熱収支が必須です。 機械的摩擦損失仕事の熱は冷媒に加わらない
が、ポイントです。
第一種冷凍機械責任者試験 平成19年度（講習検定試験）
問1 下図は、R22を用いたある二段圧縮一段膨張冷凍装置の理論冷凍サイクルであり、その運転条件は次の通りである。
このとき、次の(1)～(4)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、圧縮機の機械的摩擦損失仕事の熱は冷媒に加わらないものとする。
（20点）
(1) この冷凍装置の実際の冷凍能力Φo（kW）を求めよ。
(2) 低段圧縮機吐出しガスの実際の比エンタルピーh2´（kJ/kg）を求めよ。
(3) 高段側圧縮機の冷媒流量qmrk（kg/s）を求めよ。
(4) この冷凍装置の低段側および高段側圧縮機の実際の軸動力PL（kW）、PH（kW）をそれぞれ求めよ。
なにはともあれ、概略図と（線図）を描きましょう。
線図は設問に描かれています。数値を書き加えるとウッカリミスが減るかもね。概略図もサクッと描けられれば鬼に金棒です。 目をつぶっても描けるぐらいなら合格！
（1） この冷凍装置の実際の冷凍能力Φo（kW）を求めよ。
2冷レベルの問です。解説は略。
答え 36.2 (kW)
（2） 低段圧縮機吐出しガスの実際の比エンタルピーh2´（kJ/kg）を求めよ。
2冷レベルのなので、説明は略。
設問に ただし、圧縮機の機械的摩擦損失仕事の熱は冷媒に加わらないものとする。
と、ありますのでηmLは無視されます。
答え 448.3（kJ/kg）
（3） 高段側圧縮機の冷媒流量qmrk（kg/s）を求めよ。
中間冷却器の熱収支の式さえ組み立てられれば道がひらけます。
左辺に入るもの、右辺に出るものでまとめます。
qmrk・h5 ＋ qmro・h2´ ＝ qmrk・h3 ＋ qmro・h7
（h2は、h2´であることに注意）
qmroを左辺、qmrkを右辺にまとめます。
qmro・h2´－ qmro・h7 ＝ qmrk・h3 － qmrk・h5
qmro(h2´－ h7) ＝ qmrk(h3 － h5)
ハイ、qmroとqmrkを含んだ熱収支式の出来上がり。
よって、qmrkは、
答え 0.283（kg/s）
（4） この冷凍装置の低段側および高段側圧縮機の実際の軸動力PL（kW）、PH（kW）をそれぞれ求めよ。
2冷レベルなので、解説は略。
注） 動力計算には、ηmL、ηmHを入れること
答え PL ＝ 12.1（kW） PH ＝ 13.0（kW）
コメント
熱収支さえ組み立てられればあとは2冷レベルで簡単です。さらに、講習でヒントがあるはずですからこの年度は超サービス問題ですね。
訂正箇所履歴
【2018(H30)/06/23 新設】
- （4）のPHを求める式で、
qmro
をqmrk
に修正。 （2018/06/25） - (2)のh2´を求める式で、「 ＝ h2 ＋ ...」を「 ＝ h1 ＋ ...」に訂正した。（変わってないという方は、画像履歴のキャッシュを消去してください。） （2018/07/30）