建築物環境衛生管理技術者(ビル管理士) 過去問
第54回(令和6年度(2024年))
問66 (空気環境の調整 問21)

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問題

建築物環境衛生管理技術者(ビル管理士)試験 第54回(令和6年度(2024年)) 問66(空気環境の調整 問21) (訂正依頼・報告はこちら)

冷凍機に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。
  • 二重効用吸収冷凍機は、蒸発プロセスを増やすことにより単効用型吸収冷凍機の成績係数を高めたものである。
  • スクリュー圧縮機を用いた冷凍機は、スクロール圧縮機を用いたものより、冷凍容量が大きな範囲に使用される。
  • 遠心圧縮機は、容積式圧縮機と比較して、吸込み、圧縮できるガス量が大きくとれるという特徴がある。
  • 往復動圧縮機は、シリンダ内のピストンが往復運動することで、冷媒ガスを圧縮する。
  • 遠心圧縮機を用いた冷凍機は、羽根車の高速回転が可能であり、大容量になってもコンパクトにすることができる。

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この過去問の解説 (3件)

01

不適当なものは、「二重効用吸収冷凍機は、蒸発プロセスを増やすことにより単効用型吸収冷凍機の成績係数を高めたものである。」です

 

この問題は、二重効用吸収冷凍機に関する重要なもの、冷凍機の種類と特徴を正確に把握することが重要です。

二重効用吸収冷凍機は、蒸発プロセスを増やすのではなく、発生器(ジェネレーター)を2段にすることで、

より高温の熱源を有効に使い、成績係数(COP)を向上させています。

しっかり理解しましょう。

選択肢1. 二重効用吸収冷凍機は、蒸発プロセスを増やすことにより単効用型吸収冷凍機の成績係数を高めたものである。

誤りです。二重効用吸収冷凍機は、蒸発プロセスではなく再生プロセスを増やし、単効用型より成績係数を向上させるためのものです。蒸発プロセスを増やすのも誤りです。

選択肢3. 遠心圧縮機は、容積式圧縮機と比較して、吸込み、圧縮できるガス量が大きくとれるという特徴がある。

正しいです。スリュー圧縮機 vs スクロール圧縮機ではありますが、スクリューは中~大容量向きで、スクロールは小容量向きです。

選択肢4. 往復動圧縮機は、シリンダ内のピストンが往復運動することで、冷媒ガスを圧縮する。

正しいです。ピストンの往復運動による圧縮です。往復動圧縮機の構造往復動圧縮機は、

シリンダ内のピストンの往復運動により冷媒を圧縮する仕組みです。

選択肢5. 遠心圧縮機を用いた冷凍機は、羽根車の高速回転が可能であり、大容量になってもコンパクトにすることができる。

正しいです。。遠心圧縮機は羽根車が高速回転可能で、大容量でもコンパクト化しやすい特徴があります。

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02

冷凍庫に関する問題です。

 

選択肢1. 二重効用吸収冷凍機は、蒸発プロセスを増やすことにより単効用型吸収冷凍機の成績係数を高めたものである。

正:単効用が二重効用になった場合、熱回収率が上げられます。

成績係数は冷暖房時の能力とその時の電力との商なので直接的には関係ありません。

選択肢2. スクリュー圧縮機を用いた冷凍機は、スクロール圧縮機を用いたものより、冷凍容量が大きな範囲に使用される。

誤:スクリュー圧縮機を用いた冷凍機は、スクロール圧縮機を用いたものより容量が大きい範囲で使用されます。

選択肢3. 遠心圧縮機は、容積式圧縮機と比較して、吸込み、圧縮できるガス量が大きくとれるという特徴がある。

誤:遠心圧縮機は容積圧縮機よりも吸込み、圧縮できるガス量が大きく取れます。

選択肢4. 往復動圧縮機は、シリンダ内のピストンが往復運動することで、冷媒ガスを圧縮する。

誤:往復圧縮機は、ピストン運動によって冷媒ガスを圧縮します。

選択肢5. 遠心圧縮機を用いた冷凍機は、羽根車の高速回転が可能であり、大容量になってもコンパクトにすることができる。

誤:遠心圧縮機を用いた冷凍機は、羽根車を高速回転させて、大容量になっても冷凍機はコンパクトにできます。

まとめ

様々な機能を用いた冷凍機の特徴を捉えた問題でした。

それぞれの違いを理解しましょう。

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03

冷凍機には、吸収式冷凍機のほか、往復動式、スクリュー式、スクロール式、遠心式などの圧縮式冷凍機があります。それぞれ冷媒を循環させる仕組みや適した冷凍容量が異なります。この問題では、各方式の構造や特徴に加え、吸収冷凍機における単効用型と二重効用型の違いを正しく理解しているかが問われています。

選択肢1. 二重効用吸収冷凍機は、蒸発プロセスを増やすことにより単効用型吸収冷凍機の成績係数を高めたものである。

不適切です。二重効用吸収冷凍機は、蒸発プロセスを増やして成績係数を高めたものではありません。高温再生器と低温再生器を設け、投入した熱エネルギーを段階的に有効利用することで、単効用型より高い成績係数を実現します。高温再生器で発生した冷媒蒸気の熱を低温再生器の加熱にも利用するため、同じ熱源からより多くの冷凍効果を得られる仕組みです。

選択肢2. スクリュー圧縮機を用いた冷凍機は、スクロール圧縮機を用いたものより、冷凍容量が大きな範囲に使用される。

適切です。スクリュー圧縮機は、互いにかみ合うらせん状のロータを回転させ、その間に取り込んだ冷媒ガスの容積を徐々に小さくして圧縮する方式です。比較的大きな冷凍能力を確保しやすく、中・大容量の冷凍機に広く利用されます。一方、スクロール圧縮機は渦巻き状の部品を組み合わせて圧縮する方式で、一般に小容量から中容量の空調機や冷凍機に多く使用されます。

選択肢3. 遠心圧縮機は、容積式圧縮機と比較して、吸込み、圧縮できるガス量が大きくとれるという特徴がある。

適切です。遠心圧縮機は、高速回転する羽根車によって冷媒ガスに速度エネルギーを与え、それを圧力エネルギーに変換して圧縮するターボ形の圧縮機です。ピストンやロータなどで一定量のガスを閉じ込めて圧縮する容積式とは仕組みが異なり、連続的に大量の冷媒ガスを処理できます。このため、大きな冷凍能力が必要となる大型建築物などの冷凍機に適しています。

選択肢4. 往復動圧縮機は、シリンダ内のピストンが往復運動することで、冷媒ガスを圧縮する。

適切です。往復動圧縮機は、エンジンに似た構造をもち、シリンダ内部のピストンを往復運動させることで冷媒ガスを吸入・圧縮します。ピストンが移動してシリンダ内の容積が大きくなると冷媒ガスを吸い込み、反対方向へ動いて容積が小さくなると冷媒ガスが圧縮されます。一定量のガスを閉じ込め、その容積を小さくして圧力を高めるため、容積式圧縮機に分類されます。

選択肢5. 遠心圧縮機を用いた冷凍機は、羽根車の高速回転が可能であり、大容量になってもコンパクトにすることができる。

適切です。遠心圧縮機は、羽根車を高速で回転させて冷媒ガスを連続的に圧縮するため、単位時間当たりに大量のガスを処理できます。往復動式のように多数のシリンダやピストンを必要とせず、大容量化しても装置を比較的コンパクトにまとめられる点が特徴です。この方式を用いたターボ冷凍機は、大規模なオフィスビルや商業施設など、非常に大きな冷房能力を必要とする設備で広く利用されています。

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