問2 R22冷凍装置が下記の条件で運転されている。このとき、実際の冷凍能力Φoと実際の成績係数COPについて、次の答えの(1)~(5)の組合わせのうち、最も近いものを選べ。
(運転条件) 圧縮機のピストン押しのけ量 V=0.05 m^3/s 圧縮機吸込み蒸気の比体積 v1=0.05 m^3/kg 圧縮機吸込み蒸気の比エンタルピー h1=408 kJ/kg 断熱圧縮冷媒後の吐出しガスの比エンタルピー h2=437 kJ/kg 蒸発器入口の比エンタルピー h4=243 kJkg 圧縮機の体積効率 ηv=0.80 圧縮機の断熱効率 ηc=0.85 圧縮機の機械効率 ηm=0.90 (1) Φo = 132kW、COP = 4.4 (2) Φo = 132kW、COP = 4.8 (3) Φo = 132kW、COP = 6.0 (4) Φo = 165kW、COP = 4.4 (5) Φo = 165kW、COP = 5.7
p-h線図を描きましょう。
なんだか、楽勝の予感。
必要な公式を揃えましょう。
じゃ、一気に計算しましょう。
冷媒循環量qmrは、(1)式から
qmr = V・ηv / v1 = 0.05 × 0.08 / 0.05 = 0.8 [kg.s]
冷凍能力Φo、(2)式
Φo = qmr(h1 - h4) = 0.8(408 - 243) = 0.8 × 165 =132 [kW]
(COP)Rも、一気に行きましょう。(6)式
h1-h4 (COP)R = ------(ηc・ηm) h2-h1 408-243 = ------- × (0.85×0.90) 437-408 165 = ---- × 0.765 29 = 5.68965 × 0.765 = 4.352582 ≒ 4.4
よって、
正解 (1)Φo=132kW、 COP=4.4
ポカミスさえシなければ、楽勝の問題でした。