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凝縮器の種類と特徴(水冷シェルアンドチューブ・空冷・蒸発式)ミニテスト【第2回】

凝縮器の種類と特徴(水冷シェルアンドチューブ・空冷・蒸発式)」の内容から出題するミニテスト第2回(全5問)です。凝縮負荷の計算式・フルオロカーボン用の伝熱管・蒸発式凝縮器の水量・保守管理のポイントなど、第1回とは異なる切り口で出題しています。

凝縮器の種類と特徴 ミニテスト

第1回 第2回 第3回

第1問

凝縮負荷(Φk)の計算式として、正しいものはどれか。

(1)Φk = 冷凍能力Φ0 − 圧縮機の仕事P
(2)Φk = 冷凍能力Φ0 + 圧縮機の仕事P
(3)Φk = 圧縮機の仕事P − 冷凍能力Φ0
(4)Φk = 冷凍能力Φ0 × 圧縮機の仕事P
(5)Φk = 冷凍能力Φ0 ÷ 圧縮機の仕事P

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正解:(2)Φk = 冷凍能力Φ0 + 圧縮機の仕事P
凝縮器では、蒸発器で吸収した熱(冷凍能力Φ0)と圧縮機が冷媒に加えたエネルギー(仕事P)の合計を外部に放出します。そのため凝縮負荷は常に冷凍能力より大きくなります。

第2問

水冷シェルアンドチューブ凝縮器の伝熱管に関する記述として、正しいものはどれか。

(1)フルオロカーボン用もアンモニア用も同じローフィンチューブを使用する
(2)フルオロカーボン用はローフィンチューブ(外面にフィン)、アンモニア用は裸管(鋼管)を使用する
(3)アンモニア用はローフィンチューブ、フルオロカーボン用は裸管を使用する
(4)すべての凝縮器の伝熱管にフィンは不要である
(5)伝熱管にはプラスチック管を使用するのが一般的である

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正解:(2)フルオロカーボン用はローフィンチューブ(外面にフィン)、アンモニア用は裸管(鋼管)を使用する
フルオロカーボン冷媒は銅管と相性がよく、管の外面にフィンを設けたローフィンチューブで伝熱面積を増やします。一方、アンモニアは銅を腐食するため鋼管(裸管)を使用します。

第3問

蒸発式凝縮器の特徴として、誤っているものはどれか。

(1)冷媒管の外面に水を散布し、水の蒸発潜熱で冷却する
(2)ファンで空気を送り、水の蒸発を促進する
(3)水冷シェルアンドチューブ式より多くの冷却水量が必要である
(4)外気の湿球温度に近い低い温度で凝縮できる
(5)大型のアンモニア冷凍装置などに用いられる

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正解:(3)水冷シェルアンドチューブ式より多くの冷却水量が必要である
蒸発式凝縮器は水が蒸発するときの潜熱(気化熱)を利用するため、水冷シェルアンドチューブ式より少ない水量で済みます。蒸発潜熱は非常に大きいため、少ない水量でも効率的に冷却できるのが蒸発式の利点です。

第4問

凝縮器のスケール(水あか)に関する記述として、誤っているものはどれか。

(1)スケールは水冷式凝縮器の冷却水側に付着する
(2)スケールが付着すると伝熱を妨げ、凝縮温度が上昇する
(3)定期的にブラシや化学洗浄でスケールを除去する必要がある
(4)空冷式凝縮器でもスケールの問題が生じる
(5)冷却水の硬度やpH管理でスケールの生成を抑制できる

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正解:(4)空冷式凝縮器でもスケールの問題が生じる
スケール(水あか)は冷却水に含まれる不純物が伝熱管に付着したものです。空冷式凝縮器は冷却水を使わないため、スケールの問題は生じません。空冷式で注意すべきはフィンへのホコリや異物の付着です。

第5問

凝縮温度に関する記述として、正しいものはどれか。

(1)水冷式の凝縮温度は外気温度+10〜15℃程度である
(2)空冷式の凝縮温度は冷却水温度+3〜5℃程度である
(3)水冷式は冷却水温度+3〜5℃程度で、空冷式より凝縮温度が低い
(4)凝縮温度が高いほどCOP(成績係数)は高くなり効率がよい
(5)凝縮器の種類による凝縮温度の違いはない

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正解:(3)水冷式は冷却水温度+3〜5℃程度で、空冷式より凝縮温度が低い
水の熱伝達率は空気よりはるかに高いため、水冷式の方が凝縮温度を低くできます。凝縮温度が低い=圧縮比が小さい=COPが高い=効率がよい、ということです。ただし水冷式は冷却塔や水質管理が必要というデメリットがあります。

結果の振り返り

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5問正解 完璧!
3〜4問正解 あと一歩!
0〜2問正解 解説記事を読み直しましょう

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