ミニテスト

蒸発器の冷凍能力・過熱度・着霜診断 ミニテスト5問【第1回】

この5問で身につくこと

  • 比エンタルピー差から冷凍能力を求める
  • 圧力と温度から出口過熱度を計算する
  • 乾式・満液式・液ポンプ循環式を正しく分類する
  • 着霜とデフロスト後の液戻りを運転値から考える

蒸発器は、冷やしたい空気・水・ブラインから熱を受け取り、低圧冷媒を蒸発させる熱交換器です。試験では名称の暗記に加え、冷媒が受け取った熱量、出口過熱度、着霜時の通風、除霜後の安全な復帰を因果関係で問われます。

計算の根拠と各方式の構造は「蒸発器の種類と特徴|満液式・乾式・着霜と除霜」で確認できます。以下の数値問題は学習用の独自条件です。実設備ではメーカーの制御シーケンスと保安手順を優先してください。

解く前に押さえる3つの判断軸

方式 冷媒供給 主な管理点
乾式・直膨式 膨張弁で必要量を供給 出口過熱度、分配、油戻り
満液式 伝熱面を冷媒液で満たす 液面、気液分離、油回収
液ポンプ循環式 蒸発量より多い液を循環 循環比、分離器、ポンプ

冷凍能力:Φ0=ṁ(h1-h4)

出口過熱度:SH=出口実測温度-出口圧力に対応する飽和蒸気温度

h4は蒸発器入口、h1は出口の比エンタルピーです。過熱度は温度だけでは求められず、同じ測定位置の圧力から冷媒の飽和温度を求める必要があります。混合冷媒では露点側を使うなど、冷媒ごとの物性表・制御仕様を確認します。

公式・メーカー資料の確認先

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。

蒸発器の種類と特徴 ミニテスト

第1回 第2回 第3回

第1問:比エンタルピー差から冷凍能力を求める

【問1】蒸発器入口の比エンタルピーが240kJ/kg、出口が400kJ/kg、冷媒循環量が0.060kg/sです。外部への熱損失を無視した冷凍能力はどれですか。

(1) 2.4kW
(2) 6.7kW
(3) 9.6kW
(4) 24.0kW
(5) 38.4kW

解答を見る

正解:(3) 9.6kW
冷凍効果は400-240=160kJ/kgです。Φ0=0.060×160=9.6kJ/s=9.6kW。入口と出口を逆に引かず、冷媒が蒸発器内で受け取った比エンタルピー差を使います。

第2問:過熱度を計算して給液状態を読む

【問2】直膨式蒸発器の出口配管温度が4℃、その測定点の圧力に対応する飽和蒸気温度が-6℃です。過熱度と判断の組合せとして最も適切なものはどれですか。

(1) -10K。液戻りが確定する
(2) 2K。冷媒不足が確定する
(3) 10K。目標値より高い場合は給液不足・分配・感温筒・負荷などを確認する
(4) 10K。測定値だけで冷媒を追加する
(5) 24K。正常値は全機種で同じである

解答を見る

正解:(3) 10K
SH=4-(-6)=10Kです。目標過熱度は機器・冷媒・制御で異なります。高過熱度は蒸発器の乾き過ぎを示す手掛かりですが、冷媒不足だけでなく膨張弁、ストレーナ、分配、感温筒、負荷低下などを運転値と併せて切り分けます。

第3問:方式名と管内・管外を混同しない

【問3】乾式・満液式・液ポンプ循環式の分類について、正しい説明はどれですか。

(1) 満液式という名称だけで、全構造の冷媒が必ず管外と決まる
(2) 液ポンプ循環式は蒸発に必要な量より少ない液だけを送る
(3) 乾式では出口を液のままにして圧縮機へ送る
(4) 満液式は伝熱面を液で濡らす供給状態を示し、実際の管内・管外は熱交換器構造ごとに確認する
(5) 3方式とも気液分離や液面制御は不要である

解答を見る

正解:(4)
代表的な満液式シェルアンドチューブでは冷媒が胴側ですが、供給方式の名称だけで全機器の流路を断定できません。液ポンプ循環式の空気冷却コイルなど、冷媒が管内を流れる構成もあります。構造図、分離器、供給方法をセットで確認します。

第4問:着霜の測定値を診断する

【問4】ユニットクーラの送風機は正常ですが、コイル前後の空気差圧が上昇し、風量が低下、フィン間に霜の橋ができています。最も適切な判断はどれですか。

(1) 霜は熱伝導を促進するので運転を続ける
(2) 着霜で通風と伝熱が悪化しているため、設計された除霜を行い、扉開放・湿気侵入・除霜設定・排水も確認する
(3) 冷媒不足だけが原因なので直ちに追加充填する
(4) 金属工具で運転中のコイルを強く削る
(5) 表面温度が0℃未満なら空気中の水分に関係なく必ず同じ速度で着霜する

解答を見る

正解:(2)
霜は空気側の熱抵抗を増やし、フィン間を狭めて風量も落とします。着霜にはコイル温度だけでなく空気中の水分と運転時間が関係します。除霜後は扉・パッキン、湿気侵入、設定、ヒータや弁、ドレン凍結まで原因を追います。

第5問:デフロスト後の液戻りを防ぐ

【問5】低温用蒸発器のデフロストと冷却復帰について、最も適切な考え方はどれですか。

(1) 除霜加熱中も送風機を回し、温風と水滴を庫内へ送る
(2) 除霜終了と同時に最大給液・最大風量へ戻し、排水や液冷媒は確認しない
(3) 給液・送風・除霜弁を設計順序で制御し、終了判定、液排出・均圧、滴下時間、冷却再開、コイル冷却後の送風復帰を確認する
(4) ホットガスを入れれば凝縮した液は必ず安全に消える
(5) 吸入液分離器があればシーケンスは不要である

解答を見る

正解:(3)
除霜で生じた液冷媒や融解水を処理せず急復帰すると、液戻り、再凍結、水滴飛散につながります。Copelandは除霜時・直後の液冷媒管理を圧縮機保護上の重要点として示しています。具体的な弁順序と時間はメーカーの設計値に従います。

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・診断・復帰が定着 第2回へ進む
3〜4問 過熱度か除霜を再確認 誤答だけ解き直す
0〜2問 熱と冷媒の流れを整理 本解説へ戻る
  • 問1を誤答:出口-入口の比エンタルピー差へ質量流量を掛ける
  • 問2を誤答:実測温度と同じ位置の圧力から飽和温度を求める
  • 問3を誤答:供給方式と管内・管外の構造を分ける
  • 問4・5を誤答:霜・融解水・液冷媒・送風復帰を一連のシーケンスで見る

次の練習と学習ルート

まとめ

蒸発器の冷凍能力は冷媒循環量と比エンタルピー差、出口過熱度は実測温度と圧力に対応する飽和温度から求めます。単一の値だけで冷媒不足や正常を断定しないことが重要です。

着霜時は伝熱と通風の両方が悪化します。除霜は霜を溶かして終わりではなく、液排出、滴下、冷却再開、送風復帰までを安全なシーケンスとして管理します。

最終更新日:2026年7月29日

※当サイトの画像にはAI生成のものが含まれており、実際の機器・器具とは外観が異なる場合があります。問題・解答の内容には細心の注意を払っておりますが、誤りが含まれる可能性があります。学習の参考としてご活用いただき、最終的な確認は公式テキスト・法令等で行ってください。当サイトの情報に基づく判断によって生じた損害について、一切の責任を負いかねます。

内容の誤りやお気づきの点がございましたら、お問い合わせフォームよりご連絡いただけますと幸いです。正確な情報をお届けできるよう、随時修正してまいります。

-ミニテスト