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熱:p-h線図上の比エンタルピーからの冷凍能力・圧縮動力・成績係数の算定

1級管工事施工管理技士(第一次検定)/機械工学等(原論)/第12問(全20問)問題データ更新 2026-09-13

012数値計算p-h線図上の比エンタルピーからの冷凍能力・圧縮動力・成績係数の算定●●●

蒸気圧縮冷凍サイクルにおいて、圧縮機吸込み蒸気の比エンタルピーが400kJ/kg、圧縮機吐出しガスの比エンタルピーが440kJ/kg、凝縮器出口(膨張弁入口)液の比エンタルピーが250kJ/kgであり、冷媒循環量が0.20kg/sである。このときの冷凍能力及び冷凍サイクルの成績係数(COP)の組合せとして適当なものは、次のうちどれか。ただし、膨張弁における比エンタルピーの変化はないものとし、圧縮は断熱圧縮とする。

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解答正解 3

膨張弁は等エンタルピー変化であるから蒸発器入口の比エンタルピーは250kJ/kgとなり、冷凍効果は400-250=150kJ/kg、冷凍能力は150×0.20=30kW。圧縮仕事は440-400=40kJ/kgで理論圧縮動力は8kW、成績係数は150/40=3.75となる。凝縮器の放熱量(440-250=190kJ/kg)を冷凍効果と取り違えると38kW、ヒートポンプとしてのCOP(190/40=4.75)を冷凍サイクルのCOPと混同すると4.75となる。両者は常に1だけ差がある関係にある。

選択肢ごとの判定

1誤り。凝縮器の放熱量190kJ/kgを冷凍効果と取り違えており、成績係数もヒートポンプのものになっている。
2誤り。冷凍能力は正しいが、成績係数を凝縮器放熱量基準(ヒートポンプCOP)で算出している。
3正しい。冷凍効果150kJ/kg×0.20kg/s=30kW、COP=150/40=3.75。
4誤り。成績係数の分子と分母を逆にしたもの(40/150=0.27)。
根拠区分 工学基礎出典 冷凍工学(p-h線図と蒸気圧縮冷凍サイクルの成績係数)更新 2026-09-13

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