建築物環境衛生管理技術者(ビル管理士) 過去問
第51回(令和3年度(2021年))
問67 (空気環境の調整 問67)
問題文
圧縮機の出口直後に相当する図中の状態点として、最も適当なものは次のうちどれか。
このページは閲覧用ページです。
履歴を残すには、 「新しく出題する(ここをクリック)」 をご利用ください。
問題
建築物環境衛生管理技術者(ビル管理士)試験 第51回(令和3年度(2021年)) 問67(空気環境の調整 問67) (訂正依頼・報告はこちら)
圧縮機の出口直後に相当する図中の状態点として、最も適当なものは次のうちどれか。
- ア
- イ
- ウ
- エ
- オ
正解!素晴らしいです
残念...
この過去問の解説 (2件)
01
選ぶべき状態点はアです。
圧縮機を通ると冷媒は高圧・高温の過熱蒸気になり、モリエル線図では比エンタルピーhも圧力pも最も高い位置に移動します。図中でその位置にあるのがアです。
圧縮機出口直後に相当します。圧縮で圧力と比エンタルピーが増加し、過熱蒸気域に入ります。モリエル線図では斜め上方(ほぼ等エントロピー線に沿って)へ移動する点です。
凝縮器の途中に相当します。高圧のまま脱過熱→凝縮が進み、比エンタルピーは低下していきます。圧縮機出口ではありません。
凝縮器出口(高圧の飽和液)の位置です。圧力は高いままですが、比エンタルピーはさらに低い点になります。圧縮機出口ではありません。
膨張弁出口に相当します。ここは減圧による断熱膨張(hほぼ一定)で低圧の湿り域に落ちる点です。圧縮機出口とは逆の位置関係です。
蒸発器出口(圧縮機入口)に相当します。低圧の蒸気で、ここから圧縮されてアに移動します。圧縮機出口ではありません。
蒸気圧縮冷凍サイクルは、圧縮機→凝縮器→膨張弁→蒸発器の順に回ります。モリエル線図では、
圧縮:h↑・p↑で過熱蒸気へ(ア)
凝縮:pは高圧のままでh↓(イ→ウ)
膨張:p↓、hはほぼ一定で湿り域へ(ウ→エ)
蒸発:低圧でh↑し、蒸気になってオへ戻る
という流れになります。これを押さえると、圧縮機出口=最も高h・高pの点(ア)と判断できます。
参考になった数3
この解説の修正を提案する
02
正解は、「ア」です。
この問題は、蒸気圧縮冷凍サイクルの4つの基本プロセスを、
モリエル線図(P–h線図)上で正しく読み取れるかどうかに関するものです。
蒸気圧縮冷凍サイクルでは、
冷媒は「蒸発 → 圧縮 → 凝縮 → 膨張」という閉じたループを繰り返します。
モリエル線図では、圧力(縦軸)と比エンタルピー(横軸)を用いて、
冷媒の状態変化を視覚的に把握できます。
圧縮機出口の冷媒は、サイクル中で最も高圧・高温・高エンタルピーとなる、
過熱蒸気領域に位置します。
図中のアは、高圧側の過熱領域にあり、圧縮機出口の位置です。
他の点は、蒸発器出口(乾き飽和蒸気)、膨張弁出口(湿り蒸気)、
凝縮器出口(飽和液)など、別のプロセスに対応します。
正しいです。アは、モリエル線図の高圧側かつ飽和蒸気線より右側に位置し、
過熱蒸気領域です。
蒸気圧縮冷凍サイクルにおける圧縮機出口の冷媒は、
低圧の乾き飽和蒸気を断熱圧縮することで、
圧力・温度・比エンタルピーが大きく上昇します。
その結果、冷媒は過熱蒸気となり、図中では右上方向に移動した点として表されます。
誤りです。イは高圧側にありますが、
飽和液線の近くに位置しており、過熱蒸気領域ではありません。
これは圧縮機出口ではなく、凝縮器で冷却され、
蒸気が凝縮して液体に戻った後の状態に相当します。
凝縮器出口の冷媒は、冷却により比エンタルピーが大きく低下し、
飽和液または過冷却液となります。
誤りです。ウは飽和曲線の内部に位置し、
低圧側で湿り蒸気状態となっています。
これは膨張弁を通過した直後の冷媒の典型的な状態です。
膨張弁では冷媒が急激に減圧され、
温度が低下し、液と蒸気の混合状態(湿り蒸気)になります。
誤りです。エは低圧側の飽和蒸気線付近に位置し、
乾き飽和蒸気の状態です。
これは蒸発器出口、すなわち圧縮機入口の典型的な状態点です。
蒸発器では冷媒が熱を奪って蒸発し、
乾き飽和蒸気となって圧縮機に吸い込まれます。
誤りです。蒸発器では、膨張弁から送られた低圧の湿り冷媒が、
周囲から熱を吸収しながら徐々に蒸発していきます。
湿り域の左側では液分が多く、右側に進むにつれて蒸気分が増え、
最終的に飽和蒸気、さらには過熱蒸気へと至ります。
参考になった数1
この解説の修正を提案する
前の問題(問66)へ
第51回(令和3年度(2021年)) 問題一覧
次の問題(問68)へ