第129問断熱効率と凝縮負荷の関係として正しいものはどれか。
- A断熱効率が大きくなると、圧縮機駆動の軸動力が小さくなり凝縮負荷は少なくてすむ。
- B断熱効率が大きくなると、圧縮機駆動の軸動力が大きくなり凝縮負荷も大きくなる。
- C断熱効率が小さくなると、圧縮機駆動の軸動力が小さくなり凝縮負荷は少なくてすむ。
- D断熱効率が小さくなると、圧縮機駆動の軸動力は変わらないが凝縮負荷は大きくなる。
第三種冷凍機械責任者 ④ 凝縮器・蒸発器
高圧側で冷媒を凝縮させる凝縮器と、低圧側で蒸発させて冷却を行う蒸発器を扱う分野。凝縮器は水冷横形シェルアンドチューブ、二重管、空冷、蒸発式それぞれの特徴と、冷却水量と温度上昇、凝縮温度差、水あかや不凝縮ガスによる能力低下が中心。蒸発器は乾式・満液式・冷媒液強制循環式の違い、フィンコイルの構造、着霜の影響、除霜（散水・ホットガス・電気ヒータ）の方式が問われる。計算は熱通過率と伝熱面積、平均温度差から交換熱量を求める形が定番。凝縮圧力の上昇や蒸発圧力の低下が装置全体に及ぼす悪影響を、原因と結果でつないで覚えると得点が安定する。
この分野の問題44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 →第130問空冷式凝縮器において、冷媒を冷却・凝縮させるために用いる熱はどれか。
- A空気の潜熱
- B空気の顕熱
- C水の顕熱
- D水の潜熱
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第131問横形シェルアンドチューブ凝縮器に関する記述として、最も不適切なものはどれか。
- A冷却水は冷却管内を流れる。
- B冷媒蒸気は冷却管の外表面で凝縮液化する。
- C冷媒液は円筒胴の底部にたまる。
- D冷媒蒸気は冷却管の内部を流れ、冷却水によって冷却される。
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第132問横形シェルアンドチューブ凝縮器の伝熱面積として一般的なものはどれか。
- A冷媒に接する冷却管全体の外表面積の合計
- B冷媒に接する冷却管全体の内表面積の合計
- C円筒胴の内表面積と冷却管の内表面積の合計
- D円筒胴の外表面積と冷却管の外表面積の合計
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第133問水冷凝縮器の冷却水の水速について、遅すぎた場合に起こる結果として正しいものはどれか。
- A熱通過率が大きくなり、凝縮温度が低くなる。
- B熱通過率が下がり、凝縮温度が高くなる。
- C管の内面に激しい腐食を起こす。
- D水速が遅いほど熱の流れが促進され、凝縮圧力が下がる。
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第134問アンモニア冷媒を使用する場合の水冷凝縮器の冷却管として、一般によく使われるものはどれか。
- A銅製のローフィンチューブ
- B銅製の平滑管
- C鋼製の平滑管
- D鋼製のローフィンチューブ
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第135問水冷凝縮器の冷却管内面に水あかが付着した際の影響として、正しいものはどれか。
- A熱通過率が小さくなり、凝縮温度・凝縮圧力が上昇し、圧縮機の軸動力が増加する。
- B熱通過率が小さくなり、凝縮圧力は低下し、圧縮機の軸動力は減少する。
- C熱通過率が大きくなり、凝縮温度・凝縮圧力が上昇し、圧縮機の軸動力が増加する。
- D熱通過率が大きくなり、凝縮圧力は低下し、圧縮機の軸動力は減少する。
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正解：A．熱通過率が小さくなり、凝縮温度・凝縮圧力が上昇し、圧縮機の軸動力が増加する。
水あかは熱伝導率が小さいため、付着すると熱通過率が小さくなり、凝縮温度や凝縮圧力が上昇して軸動力が増加する。
この問題の解説ページを開く →第136問水冷凝縮器の冷却管に水あかが付着した場合の冷却水の水速の変化として、正しいものはどれか。
- A流路が狭くなるため、水速は著しく速くなる。
- B摩擦が大きくなるため、水速は著しく遅くなる。
- C水流が乱れるため、水速は周期的に大きく変動する。
- D水あかが付着しても、冷却水の水速はほとんど変わらない。
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第137問冷凍装置内の不凝縮ガスの主な成分は何か。
- A二酸化炭素
- B空気
- C窒素
- D酸素
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第138問受液器をもたない冷凍装置の受液器兼用凝縮器で冷媒を過充てんした場合の影響として、正しいものはどれか。
- A液面が低下して有効な伝熱面積が増加し、凝縮温度が上昇して冷媒液の過冷却度は大きくなる。
- B液面が上昇して有効な伝熱面積が減少し、凝縮温度が低下して冷媒液の過冷却度は小さくなる。
- C液面が上昇して有効な伝熱面積が減少し、凝縮温度が上昇して冷媒液の過冷却度は大きくなる。
- D液面が低下して有効な伝熱面積が増加し、凝縮温度が低下して冷媒液の過冷却度は小さくなる。
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正解：C．液面が上昇して有効な伝熱面積が減少し、凝縮温度が上昇して冷媒液の過冷却度は大きくなる。
過充てんすると液面が上昇し有効な伝熱面積が減少するため凝縮温度や圧力が上昇するが、液に浸される管数が増え過冷却度は大きくなる。
この問題の解説ページを開く →第139問冷却塔（クーリングタワー）において、水が冷却される主な原理はどれか。
- A水の顕熱を利用した冷却
- B空気の潜熱を利用した冷却
- C空気の顕熱を利用した冷却
- D水の蒸発潜熱を利用した冷却
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第140問空冷凝縮器における前面風速の値として、一般的に適切なものはどれか。
- A約1.5〜2.5 m/s
- B約0.5〜1.0 m/s
- C約3.0〜5.0 m/s
- D約5.0〜7.5 m/s
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第141問空冷凝縮器の前面風速を小さくしすぎた場合の影響として正しいものはどれか。
- A伝熱性能が向上して、凝縮温度が下がる。
- B伝熱性能が低下して、凝縮温度が上がる。
- Cファンの動力が極端に大きくなり、騒音が増加する。
- D冷媒側の熱伝達率が大きくなり、圧縮機の軸動力が減少する。
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第142問蒸発式凝縮器に関する記述として、最も不適切なものはどれか。
- A水の蒸発潜熱を利用して冷却を行う。
- B主としてアンモニア冷凍装置で使用されている。
- C空冷凝縮器と比較して、凝縮温度を高く保つことができる。
- D蒸発した分の冷却水を補給していく必要がある。
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第143問蒸発式凝縮器における外気の湿球温度と凝縮温度の関係として正しいものはどれか。
- A外気の湿球温度が低いほど、凝縮温度は下がる。
- B外気の湿球温度が高いほど、凝縮温度は下がる。
- C外気の湿球温度が低いほど、凝縮温度は上がる。
- D外気の湿球温度は、凝縮温度に影響を与えない。
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第144問乾式蒸発器の特徴として正しい組み合わせはどれか。
- A満液式に比べて必要冷媒量が多く、熱通過率が小さい。
- B満液式に比べて必要冷媒量が少なく、熱通過率が大きい。
- C満液式に比べて必要冷媒量が多く、熱通過率が大きい。
- D満液式に比べて必要冷媒量が少なく、熱通過率が小さい。
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正解：D．満液式に比べて必要冷媒量が少なく、熱通過率が小さい。
乾式蒸発器は冷媒量が少なくてすむが、冷媒が冷却管の内壁にガス状で接触するため熱通過率が小さいという特徴がある。
この問題の解説ページを開く →第145問満液式シェルアンドチューブ蒸発器の冷却管内外の流体の組み合わせとして正しいものはどれか。
- A冷却管内に冷媒液、冷却管外にブライン
- B冷却管内にブライン、冷却管外に冷媒液
- C冷却管内に冷媒蒸気、冷却管外に冷却水
- D冷却管内に冷却水、冷却管外に冷媒蒸気
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第146問冷凍・冷蔵用の乾式プレートフィンチューブ蒸発器において、霜による空気通過の妨げを防ぐために採用されている構造はどれか。
- Aフィンピッチを2mm程度と狭くする。
- Bフィンの厚みを極端に薄くする。
- Cフィンピッチを6〜12mmと広くする。
- Dフィンを取り付けず平滑管のみを使用する。
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第147問ディストリビュータ（分配器）を取り付けた大容量の乾式蒸発器における影響として正しいものはどれか。
- Aディストリビュータでの圧力上昇により、膨張弁の容量が大きくなる。
- Bディストリビュータでの圧力降下により、膨張弁の容量が大きくなる。
- Cディストリビュータでの圧力上昇により、膨張弁の容量が小さくなる。
- Dディストリビュータでの圧力降下により、膨張弁の容量が小さくなる。
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正解：D．ディストリビュータでの圧力降下により、膨張弁の容量が小さくなる。
ディストリビュータを取り付けると圧力降下が生じ、膨張弁前後の圧力差が小さくなるため、膨張弁の容量は小さくなる。
この問題の解説ページを開く →第148問水やブラインを冷却する乾式シェルアンドチューブ蒸発器の内部に設けられる、液体の流速を増大させる板を何と呼ぶか。
- Aバッフルプレート
- B管板
- Cディストリビュータ
- D水受スロット
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第149問蒸発器における冷凍能力を求めるための正しい計算要素の組み合わせはどれか。
- A熱伝導率、冷却水流速、蒸発潜熱
- B熱通過率、伝熱面積、平均温度差
- C汚れ係数、伝熱面積、湿球温度
- D前面風速、熱通過率、アプローチ
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第150問冷蔵庫の空気冷却器において、庫内温度と蒸発温度の平均温度差を大きくしすぎた場合の結果として正しいものはどれか。
- A蒸発温度を低くしなければならず、冷凍装置の成績係数が向上する。
- B蒸発温度を高くしなければならず、冷凍装置の成績係数が向上する。
- C蒸発温度を低くしなければならず、冷凍装置の成績係数が低下する。
- D蒸発温度を高くしなければならず、冷凍装置の成績係数が低下する。
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正解：C．蒸発温度を低くしなければならず、冷凍装置の成績係数が低下する。
平均温度差が大きすぎると蒸発温度を低くしなければならないため、圧力比が大きくなり成績係数が低下する。
この問題の解説ページを開く →第151問満液式蒸発器における冷媒側伝熱面の平均熱通過率が、乾式蒸発器と比べて大きくなる理由として最も適切なものはどれか。
- A冷媒の過熱に必要な管部がなく、伝熱面に飽和冷媒液が接する部分の割合が大きいため。
- B冷媒を過熱するための管部が多く設けられているため。
- C冷媒が冷却管の内壁に常にガス状で接触しているため。
- D冷却管の内部に多数のフィンを取り付けているため。
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正解：A．冷媒の過熱に必要な管部がなく、伝熱面に飽和冷媒液が接する部分の割合が大きいため。
満液式蒸発器は冷媒の過熱に必要な管部がなく、伝熱面に飽和冷媒液が接する割合が大きいため平均熱通過率が大きくなる。
この問題の解説ページを開く →第152問冷媒液強制循環式蒸発器において、循環させる冷媒液の量として最も不適切な記述はどれか。
- A蒸発量よりも多い量の冷媒液を強制循環させる。
- B蒸発液量の約3〜5倍の冷媒液を強制循環させる。
- C低圧受液器にためてある冷媒液をポンプで送り出す。
- D蒸発器内で冷媒液を完全に蒸発させるため、蒸発液量と正確に同じ量の冷媒液を供給する。
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正解：D．蒸発器内で冷媒液を完全に蒸発させるため、蒸発液量と正確に同じ量の冷媒液を供給する。
冷媒液強制循環式では蒸発液量と正確に同じ量ではなく、蒸発液量の約3〜5倍の冷媒液を強制循環させている。
この問題の解説ページを開く →第153問冷媒液強制循環式蒸発器における油の滞留について、正しい記述はどれか。
- Aアンモニア冷媒の場合のみ、蒸発器内に油が滞留しやすい。
- Bアンモニア冷媒でもフルオロカーボン冷媒でも、強制循環により油が運び出され滞留しない。
- Cフルオロカーボン冷媒の場合のみ、蒸発器内に油が滞留しやすい。
- Dアンモニア冷媒でもフルオロカーボン冷媒でも、蒸発器内に大量の油が滞留する。
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正解：B．アンモニア冷媒でもフルオロカーボン冷媒でも、強制循環により油が運び出され滞留しない。
どちらの冷媒でも冷媒液が強制循環させられるため油もともに運び出され、蒸発器内に滞留することはない。
この問題の解説ページを開く →第154問空気冷却器に着霜した場合の影響として、最も不適切な記述はどれか。
- A空気の通り道が狭くなり、風量が減少する。
- B蒸発温度や蒸発圧力が低下する。
- C霜は熱伝導率が大きいため、伝熱が促進される。
- D冷凍装置の成績係数が低下する。
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第155問散水方式による除霜において、散布する水の温度管理に関する記述として最も不適切なものはどれか。
- A低すぎると霜を融かす能力が不足する。
- B高すぎると庫内に霧が発生し、再冷却時に着霜の原因となる。
- C適切に管理するため、10〜15℃程度にするのがよい。
- D庫内の空気を暖めるため、40〜50℃の温水を散布するのが最も効率的である。
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正解：D．庫内の空気を暖めるため、40〜50℃の温水を散布するのが最も効率的である。
散布する水の温度が高すぎると庫内に霧が発生してしまうため、10〜15℃程度になるよう管理するのが適切である。
この問題の解説ページを開く →第156問ホットガス方式による除霜において、霜を融解させるために利用される熱はどれか。
- A高温の冷媒ガスの顕熱と凝縮潜熱の両方
- B高温の冷媒ガスの凝縮潜熱のみ
- C高温の冷媒ガスの顕熱のみ
- D冷却水から得られる顕熱
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第157問ホットガス方式による除霜の適切な実施タイミングとして正しいものはどれか。
- A霜が厚く付着しているときほど融けやすいので、十分に霜が成長してから行う。
- B霜が厚く付着していると融けにくくなるので、霜が厚くならないうちに早めに行う。
- C霜の厚さに関係なく、1日に1回定時に行うのが最も効率的である。
- D庫内温度が設定温度より十分に下がってから行う。
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正解：B．霜が厚く付着していると融けにくくなるので、霜が厚くならないうちに早めに行う。
ホットガス方式は冷却管の内部から熱を与えるため、霜が厚いと融けにくく除霜時間が長くなる。したがって霜が厚くならないうちに早めに行う。
この問題の解説ページを開く →第158問庫内温度が5℃程度の冷凍装置において、冷凍サイクルを停止し送風によって自然に除霜する方式を何というか。
- A散水方式
- B電気ヒータ方式
- Cオフサイクルデフロスト方式
- D不凍液散布方式
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第159問水が凍結した際の体積変化と、その防止策について正しい組み合わせはどれか。
- A体積は約9%膨張するため、サーモスタット等で温度の下がりすぎを防ぐ。
- B体積は約9%収縮するため、電気ヒータで常に加熱し続ける。
- C体積は約15%膨張するため、配管の太さをあらかじめ2倍にしておく。
- D体積は約15%収縮するため、不凍液を常に散布し続ける。
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正解：A．体積は約9%膨張するため、サーモスタット等で温度の下がりすぎを防ぐ。
水は凍結すると体積が約9%膨張し容器や管を破壊する危険があるため、サーモスタットや蒸発圧力調整弁で温度の下がりすぎを防ぐ。
この問題の解説ページを開く →第160問ブライン冷却器における凍結防止対策の必要性について、正しい記述はどれか。
- Aブラインは0℃で凍らないので、凍結による体積膨張の危険性はなく対策は不要である。
- B有機ブラインは凍結対策が必要だが、無機ブラインは対策が不要である。
- Cブラインは凍結すると体積が収縮するため、破壊の危険性はなく対策は不要である。
- Dブラインも水溶液であり凍結膨張で破壊の危険があるため、凍結防止措置が必要である。
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正解：D．ブラインも水溶液であり凍結膨張で破壊の危険があるため、凍結防止措置が必要である。
ブラインは水溶液であり、水と同様に凍結による体積膨張で容器や管を破壊する危険があるため、凍結防止措置が必要である。
この問題の解説ページを開く →第161問水冷式凝縮器において、1時間当たりの熱量(kJ/h)に換算する場合の1kWに相当する値はどれか。
- A60 kJ/h
- B360 kJ/h
- C3600 kJ/h
- D86400 kJ/h
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第162問立形凝縮器の特徴として正しいものはどれか。
- A冷却水はポンプにより下から上へ押し上げられ、据付面積が大きくなる。
- B冷却水は重力によりチューブ内を落下し、運転中に冷却管の掃除ができる。
- C冷媒蒸気は重力によりチューブ内を落下し、下部の水槽に冷媒液として落ちる。
- D冷媒蒸気が管内を重力で落下するため、運転中の清掃は不可能である。
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正解：B．冷却水は重力によりチューブ内を落下し、運転中に冷却管の掃除ができる。
立形凝縮器は冷却水が上部の水受スロットを通って重力でチューブ内を落下し、据付面積が小さく、運転中に冷却管の掃除ができる。
この問題の解説ページを開く →第163問熱通過率の値について、水冷凝縮器と空冷凝縮器を比較した記述として正しいものはどれか。
- A水冷凝縮器のほうが空冷凝縮器よりも小さい。
- B水冷凝縮器と空冷凝縮器の熱通過率は常に等しい。
- C水冷凝縮器のほうが空冷凝縮器よりも大きい。
- D熱通過率は風速にのみ依存するため、一概に比較できない。
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第164問ローフィンチューブとはどのような形状の冷却管か。
- A管の内側に高さの高いフィンを付けた管
- B管の外側を波形にプレス加工した薄板
- C管の内面を平滑にした鋼製の管
- D管の外側に高さの低いフィンを付けた管
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第165問フルオロカーボン冷媒の場合に、銅製のローフィンチューブを水冷凝縮器によく使う理由として正しいものはどれか。
- A管の外表面での冷媒側の熱伝達率が、管の内表面での水側の熱伝達率よりもかなり小さいため。
- B管の外表面での冷媒側の熱伝達率が、管の内表面での水側の熱伝達率よりもかなり大きいため。
- Cフルオロカーボン冷媒が銅に対して強い腐食性をもっているため。
- D銅は熱伝導率が小さく、冷媒の急激な温度変化を防ぐことができるため。
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正解：A．管の外表面での冷媒側の熱伝達率が、管の内表面での水側の熱伝達率よりもかなり小さいため。
フルオロカーボン冷媒の管外表面での熱伝達率は、管内表面での水の熱伝達率よりかなり小さいため、外側にフィンを設けて表面積を増やす。
この問題の解説ページを開く →第166問開放形冷却塔における冷却水の補給に関する記述として正しいものはどれか。
- A冷却水は密閉された管内を循環するため、補給は一切不要である。
- B冷却水の一部が常に蒸発しているため、水量に対して2%前後の補給水が必要である。
- C冷却水が空気中の水分を吸収するため、定期的に水を排出する必要がある。
- D冷却水の一部が常に蒸発しているが、降雨で自然に補給されるため人工的な補給は不要である。
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正解：B．冷却水の一部が常に蒸発しているため、水量に対して2%前後の補給水が必要である。
開放形冷却塔では冷却水の一部が常に蒸発しているため、水量に対して2%前後の補給水が必要となる。
この問題の解説ページを開く →第167問蒸発器の中で冷媒液が最も少ない方式はどれか。
- A冷媒液強制循環式蒸発器
- B満液式蒸発器
- C乾式蒸発器
- D自然循環式満液式蒸発器
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第168問乾式シェルアンドチューブ蒸発器の冷媒の流れについて、正しいものはどれか。
- A冷媒液が下部の入口から冷却管内に入り、乾き飽和蒸気となりさらに過熱されて上部の出口から出る。
- B冷媒液が上部の入口から入り、湿り飽和蒸気として下部の出口から出る。
- C冷媒液が円筒胴の内側に入り、冷却管内を流れるブラインを浸す。
- D冷媒液が下部の入口から円筒胴の内側に入り、上部の出口から湿り飽和蒸気として出る。
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正解：A．冷媒液が下部の入口から冷却管内に入り、乾き飽和蒸気となりさらに過熱されて上部の出口から出る。
乾式シェルアンドチューブ蒸発器では、冷媒液は下部の入口から冷却管内に入り、乾き飽和蒸気となりさらにいくらか過熱されて上部の出口から出る。
この問題の解説ページを開く →第169問満液式シェルアンドチューブ蒸発器において、冷媒液と圧縮機の吸い込みに関する記述として最も適切なものはどれか。
- A冷媒液は冷却管の内部を流れ、潤滑油がたまりにくい。
- B冷媒は円筒胴内で液体状態を保ち、圧縮機は常に冷媒液を吸い込むように作られている。
- C冷媒液が冷却管の外側を浸すが、冷媒液強制循環式より必要冷媒量はさらに多くなる。
- D冷媒液が冷却管の外側を浸し、乾き飽和蒸気が圧縮機に送られるが、潤滑油がたまりやすい。
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正解：D．冷媒液が冷却管の外側を浸し、乾き飽和蒸気が圧縮機に送られるが、潤滑油がたまりやすい。
満液式シェルアンドチューブ蒸発器では冷媒液が冷却管外を浸し、蒸気は乾き飽和蒸気となって圧縮機へ送られるが、潤滑油がたまりやすい。
この問題の解説ページを開く →第170問ディストリビュータに関する記述として、最も不適切なものはどれか。
- A多数の冷却管に冷媒を均等に分配するために用いる。
- B蒸発器の出口に取り付け、圧縮機へ送る冷媒ガスを一つにまとめる役割をもつ。
- C取り付けることで伝熱性能が向上する。
- D大容量の乾式プレートフィンチューブ蒸発器の入口に取り付ける。
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第171問不凍液散布方式による除霜の特徴として、正しいものはどれか。
- A冷却を中止することなく除霜でき、不凍液の濃度が濃くなるため希釈処理が必要となる。
- B冷却を中止する必要があり、元の濃度に戻すための再生処理は不要である。
- C冷却を中止することなく除霜できるが、元の濃度に戻すための再生処理が必要となる。
- D冷却を中止する必要があり、不凍液の成分が気化するため常に新しい液を補充する。
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正解：C．冷却を中止することなく除霜できるが、元の濃度に戻すための再生処理が必要となる。
不凍液散布方式は冷却を中止することなく除霜できるが、庫内の水分を吸収して濃度が薄くなるため再生処理が必要である。
この問題の解説ページを開く →第172問冷媒液強制循環式冷凍装置で用いられる、冷媒液をためておく容器の名称はどれか。
- A高圧受液器
- B油分離器
- C液分離器
- D低圧受液器