2種冷凍学識計算攻略-過去問
令和3年度問1と似ています。
2種冷凍「学識」令和4年度問1
問1 下図は冷凍装置の理論冷凍サイクルである。冷凍能力が Φo ＝ 200 kW であるとき、次の(1)から(5)のうち、正しい答えに最も近い組み合わせはどれか。ただし、この冷凍サイクルの理論成績係数を(COP)th.R、冷媒循環量をqmr(kg/s)、理論圧縮動力Pth(kW)、蒸発器入口における冷媒の乾き度を x とする
(1) (COP)th.R ＝ 1.88、qmr ＝ 1.33 kg/s
(2) (COP)th.R ＝ 2.50、Pth ＝ 106.4 kW
(3) qmr ＝ 1.33 kg/s、x ＝ 0.32
(4) Pth ＝ 79.8 kW、x ＝ 0.68
(5) qmr ＝ 3.33 kg/s、Pth ＝ 79.8 kW
はじめに。
求めるものがたくさんあるように錯覚しそうですが、qmr、Pth、(COP)th.Rなど、過去問をこなしていれば普通に解けるものばかりです。なお、乾き度の計算は2種（1種も）では必須です。
- 冷媒循環量 qmr を求める。
- 理論圧縮動力 Pth を求める。
- 理論成績係数 (COP)th.R を求める。
- 蒸発器入口の冷媒乾き度 x を求める。（一番先に求めても良い。）
[余談] 結果論ですが、乾き度xと冷媒循環量 qmr を求め、(3)の「qmr ＝ 2.33 kg/s、x ＝ 0.32」が合っていれば、ビンゴ！正解です。解答時間短縮になります。（時間が余れば他を確認。）
冷媒循環量 qmr を求めましょう。
冷媒循環量はqmrは、これだけ公式（2）式を使って求めましょう。
Φo ＝ qmr（h1 － h4） [kW] …（2）
qmr は、
qmr ＝ Φo / h1 － h4
では、数値代入しましょ。
qmr ＝ 200 / 370 － 220
＝ 200 / 150 ＝ 1.33333
≒ 1.33
よって、qmr ＝ 1.33 kg/s
理論圧縮動力 Pth を求めましょう。
理論圧縮動力 Pthといえば、この式。
Pth ＝ qmr（h2 － h1） [kW]
設問で与えられた数値と、先に求めたqmrを代入しましょ。
Pth ＝ qmr（h2 － h1）
＝ 1.33 ×（430 － 370）
＝ 1.33 × 60
＝ 79.8 kW
よって、 Pth ＝ 79.8 kW
理論成績係数 (COP)th.R を求めましょう。
理論成績係数 (COP)th.Rは、
(COP)th.R ＝ Φo / Pth
数値代入。
(COP)th.R ＝ 200 / 79.8 ＝ 2.5062656
≒ 2.50
よって、 (COP)th.R ＝ 2.50
蒸発器入口の冷媒乾き度 x を求めましょう。
蒸発器入り口（h4）の乾き度 x 周辺のp-h線図を記します。
そうすると、蒸発器入り口（h4）の乾き度 x は、
x ＝ (h4 － hA) / (hB － hA)
数値代入
x ＝ (220 － 160) / (350 － 160)
＝ 60 / 190 ＝ 0.3157894
≒ 0.32
よって、 x ＝ 0.32
正解は、(3) qmr ＝ 1.33 kg/s、x ＝ 0.32 です。
設問には代入する数値がすべて揃っています。しかも理論計算。基本公式を覚えていれば楽勝です。
修正・訂正箇所履歴
【2023(R05)/01/07 新設】（← 履歴をここに作った日）
- 以下の qmr 値を修正。（2024(R06)/10/27）
設問の
(3) qmr ＝ 2.33 kg/s、x ＝ 0.32 👈️誤
(3) qmr ＝ 1.33 kg/s、x ＝ 0.32 👈️正
最後の解答欄
正解は、(3) qmr ＝ 2.33 kg/s、x ＝ 0.32 です。 👈️誤
正解は、(3) qmr ＝ 1.33 kg/s、x ＝ 0.32 です。 👈️正 - 乾き度を求める式を修正。（2024(R06)/11/27）
x ＝ h4 － hA / hB － hA 👈️誤
x ＝ (h4 － hA) / (hB － hA) 👈️正
（数値代入式も同様）
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