この5問で身につくこと
- COPから圧縮機動力と凝縮負荷を求める
- 熱収支から必要な冷却水量を計算する
- 水冷・空冷・蒸発式を外気条件と管理項目で選び分ける
- 測定値から高圧異常の原因を絞り込む
凝縮器は、蒸発器で吸収した熱だけでなく、圧縮機から加わったエネルギーも外へ放出します。この関係が分かると、凝縮負荷、冷却水量、凝縮圧力上昇を一つの熱収支で考えられます。
先に「凝縮器の種類と特徴｜水冷・空冷・蒸発式」を読むと計算と診断の根拠まで確認できます。数値問題は学習用に独自作成した条件であり、実機の選定・整備ではメーカー仕様書と安全手順を優先してください。
解く前に確認する3つの軸
| 方式 | 性能に効く温度 | 優先して見る管理項目 |
|---|---|---|
| 水冷 | 凝縮器入口の冷却水温 | 水量、水温、スケール、腐食 |
| 空冷 | 主に外気の乾球温度 | 風量、フィン汚れ、熱風再循環 |
| 蒸発式 | 主に外気の湿球温度 | 散水、水質、ブロー、衛生管理 |
凝縮負荷：Φk＝Φ0＋P
COP：COP＝Φ0÷P
冷却水が運ぶ熱：Φk＝ṁcΔT
ここで、Φkは凝縮負荷、Φ0は冷凍能力、Pは圧縮機動力、ṁは質量流量、cは比熱、ΔTは冷却水の温度上昇です。kJ/sとkWは同じなので、単位をそろえればそのまま計算できます。
公式・専門資料の確認先
- 日本冷凍空調工業会：冷凍サイクルと主要構成機器
- 高圧ガス保安協会：令和7年度 第三種冷凍機械試験問題
- Danfoss：Industrial Refrigeration Application Handbook
- CDC：冷却塔・蒸発式凝縮器のレジオネラ管理
技術情報確認日：2026年7月29日。公表試験の設問本文・外部資料の図表は転載していません。
第1問：COPから凝縮負荷を求める
【問1】冷凍能力が42kW、COPが3.5の装置があります。外部への熱損失を無視するとき、圧縮機動力Pと凝縮負荷Φkの組合せはどれですか。
(1) P＝12kW、Φk＝30kW
(2) P＝12kW、Φk＝54kW
(3) P＝14.7kW、Φk＝42kW
(4) P＝42kW、Φk＝54kW
(5) P＝147kW、Φk＝189kW
第2問：必要冷却水量を計算する
【問2】問1の54kWを、入口から出口まで4.0K上昇する冷却水で運びます。水の比熱を4.18kJ/(kg・K)、密度を1,000kg/m³とすると、必要流量に最も近いものはどれですか。
(1) 0.31kg/s（1.1m³/h）
(2) 1.35kg/s（4.9m³/h）
(3) 3.23kg/s（11.6m³/h）
(4) 12.9kg/s（46.4m³/h）
(5) 54.0kg/s（194.4m³/h）
第3問：方式と外気条件を対応させる
【問3】凝縮器の方式と性能に影響する条件について、最も適切な説明はどれですか。
(1) 空冷式は主に湿球温度、蒸発式は主に乾球温度の影響を受ける
(2) 水冷式は必ず一過式水源を使い、冷却塔とは組み合わせない
(3) 空冷式は主に乾球温度、蒸発式は主に湿球温度の影響を受け、冷却塔を使う水冷系も湿球温度の影響を受ける
(4) 蒸発式は散布水を循環するため補給水も水質管理も不要である
(5) 方式名だけで年間消費電力の優劣が決まり、ポンプや送風機は比較しなくてよい
第4問：測定値から水量不足を見抜く
【問4】水冷凝縮器が約80kWの負荷を処理中です。通常は冷却水4.0kg/s、入口30℃、出口約35℃ですが、現在は入口30℃、出口38℃となり凝縮圧力も上昇しました。負荷がほぼ同じと仮定したとき、最初に確認する内容として最も適切なものはどれですか。
(1) 温度差が大きいので水量は十分と判断し、冷媒を追加する
(2) 実水量が約2.4kg/sまで低下した可能性を考え、ポンプ・弁・ストレーナ・流量計を確認する
(3) 水温計を見ずに不凝縮ガスだけを原因と断定して大気放出する
(4) 蒸発器の霜だけを落とせば必ず直る
(5) 凝縮圧力上昇は正常なので点検しない
第5問：蒸発式凝縮器を安全に管理する
【問5】蒸発式凝縮器で循環水の濃縮、堆積物、バイオフィルムが増えています。運転管理として最も適切なものはどれですか。
(1) ブローを止め、濃縮した水を交換せず使い続ける
(2) 散布水は冷媒と混ざるので、冷媒側から排水する
(3) 水質・消毒剤残留・滞留・スケールを監視し、適切なブロー、清掃、記録、飛散水対策を行う
(4) 見た目が透明なら微生物管理は不要と判断する
(5) 送風機を強くすれば水処理をすべて省略できる
採点結果と誤答別の復習先
| 正解数 | 理解度 | 次の行動 |
|---|---|---|
| 5問 | 計算・選定・診断が定着 | 第2回へ進む |
| 3〜4問 | 式か方式を再確認 | 誤答だけ解き直す |
| 0〜2問 | 熱の流れを整理する段階 | 本解説の比較表へ戻る |
- 問1・2を誤答：Φk＝Φ0＋PとΦk＝ṁcΔTを分けて計算する
- 問3を誤答：乾球・湿球・冷却水入口温度を方式ごとに対応させる
- 問4を誤答：入口温度、出口温度、実流量、汚れの順に測定値で切り分ける
- 問5を誤答：スケール対策と微生物対策を同じ水管理として考える
次の練習と学習ルート
まとめ
凝縮器は冷凍能力と圧縮機動力の合計を放出します。水冷では冷却水量、空冷では風量と熱風再循環、蒸発式では湿球温度と水管理を重点的に確認します。
高圧異常は一つの原因へ決め打ちせず、冷却媒体の入口温度、出入口温度差、実流量、伝熱面の汚れ、不凝縮ガスの順に測定値で切り分けることが大切です。
最終更新日：2026年7月29日
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