蒸気圧縮式冷凍サイクルの成り立ちと圧縮機を扱う土台の分野で、収録624問のうち92問と最も多い。p-h線図上で比エンタルピーを読み取り、冷凍能力・圧縮動力・成績係数を求める計算が中心で、二段圧縮一段膨張での冷媒循環量や中間冷却器へのバイパス量まで踏み込む。往復動・スクリュー・スクロールといった圧縮機の構造、体積効率や断熱効率、スライド弁による容量制御も範囲。理論値と実際値の使い分け、kJ/kgとkWの換算でつまずきやすいので、状態点を図に書き込みながら追いたい。
この分野の問題92問を、選択肢・正解・解説つきで掲載しています。まず自分で解答を考えてから「正解と解説を見る」を開いて答え合わせをしてください。
クイズモードで挑戦 →正解：A．蒸発するときは熱を吸収し、凝縮するときは熱を放出する。
液体が気体になる（蒸発）ときには熱を吸収し、気体が液体になる（凝縮）ときには熱を放出します。これが冷凍の基本原理です。
この問題の解説ページを開く →正解：A．冷凍能力が小さくなり、圧縮動力が大きくなるため、成績係数は小さくなる。
温度差（圧力比）が大きくなると、冷凍能力が小さくなり圧縮動力は大きくなるので、成績係数は小さくなります。
この問題の解説ページを開く →正解：C．(COP)th,H = (COP)th,R + 1
ヒートポンプでは凝縮熱量（冷凍能力＋圧縮動力）を利用するため、(COP)th,H = (COP)th,R + 1 となります。
この問題の解説ページを開く →正解：A．282 kW
冷凍能力 = qmr × (h_out - h_in) = 1.38 × (372 - 168) = 1.38 × 204 = 281.52 ≒ 282 kW です。
この問題の解説ページを開く →正解：D．冷媒の循環量を増やし、圧縮機の理論断熱圧縮動力を直接低下させる。
液ガス熱交換器の主な目的は吸込みガスの過熱（液圧縮防止）と過冷却度の増加であり、理論圧縮動力を直接低下させるものではありません。
この問題の解説ページを開く →正解：B．圧縮機の吐出しガスの一部が蒸発器前へバイパスされる。
ホットガスバイパスは、圧縮機の吐出しガスの一部を蒸発器前へバイパスさせて有効冷媒循環量を少なくし、容量制御を行う方法です。
この問題の解説ページを開く →正解：C．バイパス分を再び余分に圧縮しなければならないため、成績係数は小さくなる。
バイパスした蒸気分だけ再び余分に圧縮しなければならないため、容量制御時の成績係数は全負荷時よりも小さくなります。
この問題の解説ページを開く →正解：B．圧縮機吸込みガスの過熱度が過大になるのを防止し、吐出し温度を下げるため。
液インジェクションは、圧縮機吸込みガスに冷媒液を噴射して吸込みガスを冷却し、吐出し温度を下げるために使用されます。
この問題の解説ページを開く →正解：A．蒸発器を通過する冷媒循環量が減少するため、冷凍能力は小さくなる。
液インジェクション（噴射）量分だけ蒸発器を通過する冷媒循環量が少なくなるため、冷凍能力は小さくなります。
この問題の解説ページを開く →正解：C．圧縮機の冷媒循環量を低段側より高段側で少なくするため。
二段圧縮において、高段側の冷媒循環量は低段側の循環量にバイパス循環量が加わるため、高段側の方が多くなります。
この問題の解説ページを開く →正解：D．受液器からの冷媒液の全てを第1膨張弁で中間圧力まで膨張させて中間冷却器に入れる。
二段圧縮二段膨張式では、受液器からの冷媒液の全てを第1膨張弁で中間圧力まで膨張させて中間冷却器に入れる点が一段膨張式との違いです。
この問題の解説ページを開く →正解：C．熱交換が冷媒液と冷却管内の液体の間で行われるため、熱伝達率が高い。
満液式蒸発器は、冷却管の大半が冷媒液に浸されており、熱交換が冷媒液と液体の間で行われるため熱伝達率が非常に高くなります。
この問題の解説ページを開く →正解：A．圧縮機が乾き飽和蒸気を吸い込むため、液圧縮の危険が高い。
満液式蒸発器は液集中器で分離された乾き飽和蒸気を圧縮機が吸い込むため、液圧縮の危険が「少ない」のが長所です。
この問題の解説ページを開く →正解：B．蒸発器で蒸発する冷媒液量の3〜5倍の冷媒液を、低圧受液器から液ポンプで強制的に蒸発器に送る。
冷媒液強制循環式は、低圧受液器から蒸発量の3〜5倍の冷媒液を液ポンプで強制的に蒸発器に送り、未蒸発液は低圧受液器に戻す方式です。
この問題の解説ページを開く →正解：D．高温側蒸発器と低温側凝縮器の熱交換を行う。
二元冷凍装置では、高温側の蒸発器と低温側の凝縮器を熱交換器として結合し、低温側の凝縮熱を高温側の蒸発熱として吸収します。
この問題の解説ページを開く →正解：A．蒸発器 → 吸収器 → 再生器 → 凝縮器
基本サイクルは、蒸発器（冷媒蒸発）→ 吸収器（吸収液に吸収）→ 再生器（加熱して分離）→ 凝縮器（冷媒液化）の順です。
この問題の解説ページを開く →正解：D．0.138 kg/s
一段膨張式において、凝縮器の冷媒循環量（高段側）は、蒸発器の冷媒循環量とバイパス冷媒循環量の和となります。0.104 + 0.034 = 0.138 kg/s です。
この問題の解説ページを開く →正解：A．受液器出口の液を過冷却し、油戻し装置を通過した冷媒を加熱する。
冷媒液強制循環式の熱交換器では、受液器出口の高温液と、油戻し装置を通過した低温の冷媒を熱交換させ、液の過冷却と油戻し冷媒の加熱を行います。
この問題の解説ページを開く →正解：C．低温側の圧縮動力分が加わるため、低温側蒸発能力よりも大きくなる。
低温側の凝縮器は高温側の蒸発器と熱交換します。低温側凝縮能力＝低温側冷凍能力＋低温側圧縮動力となるため、46 kWよりも大きくなります。
この問題の解説ページを開く →正解：B．化学反応を利用するため、立上がりが遅く負荷変動への追随が悪い。
吸収式冷凍装置は化学反応を利用するため、立上がりが遅く負荷変動への追随が悪いのが短所です。また、圧縮機は使用しません。
この問題の解説ページを開く →正解：A．吸込み弁と吐出し弁を必要としない構造である。
往復圧縮機は、吸込み弁を通して冷媒を吸い込み、吐出し弁から吐き出す構造であり、弁を必要とします。弁を必要としないのはスクロール圧縮機やスクリュー圧縮機などです。
この問題の解説ページを開く →正解：B．うず巻き状の固定スクロールと旋回スクロールで構成され、外周部から吸い込み中心部から吐き出す。
スクロール圧縮機は固定・旋回のうず巻きスクロールで構成され、外周部から吸い込み中心部から吐き出します。弁は不要で振動が小さいのが特徴です。
この問題の解説ページを開く →正解：D．油を多量に噴射しながら冷媒を圧縮するため、吐出しガス温度は断熱圧縮よりも低くなることがある。
スクリュー圧縮機は油を多量に噴射して冷却を行うため、吐出しガス温度が下がります。また、1軸形と2軸形が存在します。
この問題の解説ページを開く →正解：B．高段用と低段用のピストン押しのけ量が固定されるため、中間圧力が最適値から若干のずれを生じる。
コンパウンド圧縮機は気筒数の振り分けが固定（例：高段2、低段4）されるため、中間圧力が最適値から若干ずれます。ただし配管が簡略化できるためよく使用されます。
この問題の解説ページを開く →正解：A．吸込み蒸気の比体積が大きいため、低段側のピストン押しのけ量は高段側の2〜3倍大きい。
低段側は冷媒循環量は少ないですが、吸込み蒸気の比体積（ガスが膨張している状態）が大きいため、ピストン押しのけ量は高段側の2〜3倍必要になります。
この問題の解説ページを開く →正解：C．容器内は高圧であり、電動機巻線温度は吐出しガス温度とほぼ同じか高くなる。給油は高低圧の差圧を利用する。
ロータリー圧縮機の容器内は高圧であり、電動機は高温になります。給油は高低圧の差圧によってシリンダ内へ行われます。
この問題の解説ページを開く →正解：C．1.57 kg/s
qmr = (q / 3600) / v = (850 / 3600) / 0.15 = 0.2361 / 0.15 ≒ 1.57 kg/s です。
この問題の解説ページを開く →正解：A．冷媒吸込み時の通路とシリンダ壁でのガスの冷却（温度低下）
冷媒吸込み時は、シリンダ壁などでガスが「過熱」されて膨張し比体積が大きくなるため、吸い込める質量が減少し体積効率が低下します。「冷却」ではありません。
この問題の解説ページを開く →正解：C．ヒートポンプ能力 = 冷凍能力(Φo) + 実際の圧縮機軸動力(P)
機械的摩擦損失が熱として冷媒に加わる場合、ヒートポンプ能力（凝縮熱量）は冷凍能力と実際の軸動力（Pc＋Pm）の和になります。
この問題の解説ページを開く →正解：D．360 kJ/kg
Φo = qmr × (h_out - h_in) より、275 = 2.5 × (h_out - 250)。h_out - 250 = 110、h_out = 360 kJ/kg です。
この問題の解説ページを開く →正解：D．451 kW
加わらない場合は実際の蒸気圧縮動力Pcが加わります。Pc = Pth / ηc = 150 / 0.85 ≒ 176 kW。275 + 176 = 451 kW です。
この問題の解説ページを開く →正解：C．機械的摩擦損失が冷媒に熱として加えられない場合、ヒートポンプの成績係数は (冷凍COP) + 1 となる。
機械的摩擦損失が冷媒に加えられない場合、ヒートポンプの成績係数は (冷凍COP) + 機械効率ηm となります。
この問題の解説ページを開く →正解：A．0.16
乾き度 x = (h - hw) / (hd - hw) = (344 - 130) / (1460 - 130) = 214 / 1330 ≒ 0.16 です。
この問題の解説ページを開く →正解：A．全断熱効率 = 実際の成績係数 / 理論成績係数
全断熱効率(ηad) = Pth / P です。COPの式を用いると、ηad = 実際COP / 理論COP となります。
この問題の解説ページを開く →正解：D．圧縮機の回転速度を常に最高速に固定し、潤滑不良を防止するため。
容量制御は負荷に応じて能力を調整（回転速度を変化させる等）するものであり、常に最高速に固定するものではありません。
この問題の解説ページを開く →正解：C．気筒の吸込み弁を開放したままにし、作動気筒数を減らす。
アンローダは、いくつかの気筒の吸込み弁を開放したままにすることで無圧縮状態とし、作動気筒数を減らして容量制御を行います。
この問題の解説ページを開く →正解：B．潤滑油の油圧が正常に上がるまでアンロード状態とし、始動時の負荷を軽減する。
始動時は制御が働いて正常油圧値になるまでアンロード状態となり、負荷軽減装置として機能します。
この問題の解説ページを開く →正解：D．ロータの回転速度を直接変化させることで容量を制御する。
スライド弁方式はガスの吸入位置（戻り）を機械的にずらすものであり、ロータの回転速度を直接変化させる（インバータ制御など）ものではありません。
この問題の解説ページを開く →正解：C．すべての圧縮機を全く同じ圧力設定にし、常に同時ON/OFFさせるのが最も効率的である。
同時ON/OFFさせると大きな電力変動や圧力変動が生じ、また潤滑不良のリスクがあるため、順次（段階的）ON/OFFとする必要があります。
この問題の解説ページを開く →正解：A．クランク軸に油ポンプを設けている場合、油圧不足により潤滑不良となる恐れがある。
インバータで極端な低速回転にすると、油ポンプの吐出量が減少し油圧不足による潤滑不良を引き起こす恐れがあります。
この問題の解説ページを開く →正解：C．蒸発圧力が所定の圧力以下とならないように吸込み蒸気を絞る。
蒸発圧力調整弁は、蒸発圧力が設定値以下に下がりすぎるのを防ぐため吸込み蒸気を絞ります。この結果圧縮動力は増大し成績係数は低下します。
この問題の解説ページを開く →正解：D．この制御を行うと冷媒1kg当たりの圧縮動力が減少するため、装置の成績係数は向上する。
吸込み蒸気を絞る制御は、結果として冷媒1kg当たりの圧縮動力を増大させるため、成績係数は低下します。
この問題の解説ページを開く →正解：B．バイパスされた冷媒ガスが圧縮機で再圧縮されるため、軸動力はあまり変わらないが冷凍能力が低下するため。
ホットガスバイパスでは、圧縮されたガスを再圧縮するため軸動力は減少しませんが、蒸発器を通る冷媒が減り冷凍能力が低下するため、成績係数は低下します。
この問題の解説ページを開く →正解：C．成績係数を最大化し、圧縮機の吐出し温度を安全な範囲に抑えるため。
二段圧縮では中間圧力を最適にすることで、各段の圧力比のバランスをとり、成績係数の最大化と吐出しガス温度の低減を図ります。
この問題の解説ページを開く →正解：A．高段用と低段用のピストン押しのけ量（気筒数の比）が構造上固定されているため。
コンパウンド圧縮機は、高段と低段の気筒数が固定されているため、運転条件が変わっても比率を変えられず、中間圧力が最適値からずれます。
この問題の解説ページを開く →正解：D．温度自動膨張弁の感温筒や均圧管取付け位置よりも下流側（圧縮機寄り）に取り付ける。
蒸発圧力を維持するため、温度自動膨張弁の感温筒や均圧管より下流側に取付けます。また複数の場合は蒸発温度の高い方の出口に付けます。
この問題の解説ページを開く →正解：C．アンモニアが電動機の銅巻線を腐食（侵す）させる性質があるため。
アンモニアは電動機の銅巻線を侵す（腐食させる）ため、冷媒ガスが電動機に触れない開放型圧縮機が使用されます。
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