ホットガスバイパス容量制御小形R410A冷凍装置
ホットガスバイパスの混合点ヒートバランス（熱収支）が組み立てられるかが、ポイント。H19年度と同等の問題です。
第一種冷凍機械責任者試験 平成25年度（講習検定試験）
問2 下図は、負荷減少時に圧縮機吐出しガスの一部を、膨張弁直後の低圧側にバイパス弁を通して絞り膨張させ、容量制御する小形R410A冷凍装置の略図で、下記の理論冷凍サイクルの条件で全負荷運転されている。
負荷が減少したため容量制御運転を行い、装置の冷凍能力を全負荷時の80％にした。これについて、次の(1)～(4)に計算式を示して答えよ。
ただし、容量制御運転は、状態点1、2、3および4の冷媒状態ならびに圧縮機吐出しガス量が全負荷時と変わることなく、できるものとする。
（20点）
冷凍装置概略図
（1） 全負荷時における冷凍効果wr(kJ/kg)はいくらか。
（2） 容量制御時における圧縮機の冷媒循環量1kgあたりのホットガスガス量qp(kg)はいくらか。
（3） 容量制御時における蒸発器入口の冷媒の比エンタルピーh6(kJ/kg)はいくらか。
（4） 容量制御時における理論成績係数(COP)th.Rはいくらか。
（1） 全負荷時における冷凍効果wr(kJ/kg)はいくらか。
全負荷時の冷凍効果wrは、図のようにバイバス回路がない単純な冷凍装置になります。
全負荷時の説明図
wr ＝ h1 － h4 と、なります。
さっさと、計算しましょ。
答え wr ＝ 195 (kJ/kg)
（2） 容量制御時における圧縮機の冷媒循環量1kgあたりのホットガスガス量qp(kg)はいくらか。
容量制御時の圧縮機の冷媒循環量1kgあたりのホットガスガス量qp(kg)を求めるにはどうすれば良いのでしょうか。
設問から容量制御時吐出しガス1kgに対しバイパス量の割合ｘを qp (kg)
とします。
混合点aのヒートバランスを組みます。いつものように、入るものを左辺出るものを右辺にまとめてみましょ。
(1－qp)h4 ＋ qp・h5 ＝ h6
ここで、容量制御時の冷凍効果を wrp
としますと、
wrp ＝ h1 － h6 と、なります。
qpを整理します。
h6 ＝ (h5－h4)qp ＋ h4
数値代入しましょ。
ここに、h3 ＝ h4、h2 ＝ h5
h6 ＝(463－220)qp ＋ 220
h6 ＝ 243qp ＋ 220
よって、
(1)で求めた wr
と、設問の 80％
から、一気に行ってみよう。
答え 0.1605 （kg） （← (kg/s)
ではありませんよ。）
（3） 容量制御時における蒸発器入口の冷媒の比エンタルピーh6(kJ/kg)はいくらか。
楽勝ッスね。(2)のヒートバランス式から導いた式と qp
を使います。
答え 259 (kJ/kg)
（4） 容量制御時における理論成績係数(COP)th.Rはいくらか。
ぇっと、設問での容量制御時の成績係数は、比エンタルピーhだけの公式でまとめることになります。
2冷レベルなので、説明略します。
答え 3.25
コメント
平成19年度と同様に、バイパス量を求めるあたりがややこしかったです。個人的に、こういうのは苦手なの。
訂正箇所履歴
【2018(H30)/08/15 新設】
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