【第3種 冷凍機械責任者】 試験合格には、役に立たないメモ

冷凍機械責任者
aitoff / Pixabay
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資格試験を受けるときには、ネット上に備忘録を作ります

いままで受験した資格試験では、自分用としてだけでなく、受験する方の役に立てるように、系統立てて作っていました

しかし、冷凍機械責任者については、かなり程度のいいものが、ネット上には多々あります

 

ゆえに、「3冷」に関しては、自分onlyのメモを、作っていこうと思っています

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冷凍サイクルを構成する機器の英語名

 

蒸発器:エバポレータ

圧縮機:コンプレッサ

凝縮器:コンデンサ

膨張弁:エキスパンションバルブ

 

p-h線図

横軸に圧力、縦軸に比エンタルピーh

絶対圧力で記入、冷凍機はゲージ圧で表示・・・絶対圧力=ゲージ圧+0.1MPa

絶対圧力の後ろには、absをつける

0度の飽和液のエンタルピーは、200[kj/kg]

 

SI単位

 

何よりも、ややこしいのは圧力で、下記のページに圧力とSI単位をまとめて、備忘録として使っています。

 

 

ゲージ圧+大気圧(0.1Mpa)=絶対圧力

 

冷凍機についている圧力計は、ゲージ圧です。

ゲージ圧の場合には、単位記号の後に「g」または「Gauge」と付けられることもあります。

 

 

そして、絶対圧力の圧力計には、単位記号の後に「a」又は「abs」を付けられることもあります。

 

真空状態では両方が使われる、らしいが・・・(見たことはない)

 

重要なのは、蒸発器や抽気室のような真空に近い状態では、「ゲージ圧」も「絶対圧力」も両方使われるということです。

単位記号の後のアルファベットに注意です。

 

4.186[kj]=1[kcal]

 

1カロリーは、1Lの水の温度を1℃上げるのに、必要な熱量です。

1ジュールは、102gの物体を1m持ち上げるのに、必要な熱量です。

そして、1カロリー=4.186ジュール です。

 

ジュールよりカロリーの方が解りやすい。

 

冷凍能力

冷凍トン

冷凍能力はSI単位では、[kj/h],[KW],[冷凍トン]を用いる

kj/hは1時間辺りの仕事量

1[kj/s]=1[KW]=3600[kj/h]=860[kcal/h]

1[冷凍トン]=13900[kj/h]=3.861[KW]

 

日本冷凍トン

0度の水1000[kg]を、24時間で0度の水にするために、除去しなければならない熱量の事。

 

1[日本冷凍トン]=1000[kg]×333.6[kj/kg]/24[h] = 13900[kj/h] = 3.861[kW]

 

伝熱     3つ

熱伝導:壁を通しての熱伝導

熱伝達:(対流)

熱放射:(熱ふく射)・・3冷では影響小のため無視

 

成績係数 COP

 

cop=冷凍能力/圧縮能力

 

cop = コンフィデント オブ パフォーマンス

 

ブライン  凍結点が0度以下の液体

 

顕熱を利用して物体を冷却

空気中の水分の影響を受けるので、濃度調整が必要

 

圧縮機:コンプレッサー

 

圧縮機は、「容積式」と「遠心式」に大別される。

容積式     4つある

  1. 往復式
  2. ロータリー式
  3. スクロール式
  4. スクリュー式

 

遠心式圧縮機:ターボ冷凍機

  • アンモニア冷媒には、開放型圧縮機が使用される

 

凝縮器:コンデンサ

 

圧縮機で圧縮された高温・高圧の冷媒ガスを、空気や水で冷却して凝縮させて、高温・高圧の冷媒液にする熱交換器の事。

 

凝縮器の電熱作用

  1. 過熱蒸気
  2. 乾き蒸気
  3. 湿り蒸気
  4. 飽和液
  5. 過冷却液

平均温度差を使用して計算

 

空冷凝縮器

空気の顕熱を利用

乾球温度(一般の温度計で測った空気の温度)に影響される

 

水冷凝縮器   4種類

  1. 横型シェルアンドチューブ凝縮器
  2. 二十管凝縮器
  3. 立型凝縮器:大型アンモニア冷却装置
  4. ブレージングプレート凝縮器

 

 

蒸発器:エバポレータ

膨張弁で低温・低圧にされた冷媒液を蒸発させて周囲から熱を奪い、物体を冷却する熱交換器が蒸発器。

3つの蒸発方式

乾式蒸発器   重要

プレートフィン:空調用空気冷却、冷蔵、冷凍

シェルアンドチューブ:空調用冷却、ブライン冷却 「断面図:とことんp102」

 

満液式  乾式より伝熱効果が高い

シェルアンドチューブ:空調用冷却、ブライン冷却

プレートフィん:空気冷却

 

強制循環式  伝熱作用もっとも高い

プレートフィン:空気冷却

 

ディストビュータ(分配器)

  • 乾式プレートフィン蒸発器の冷媒入口には、ディストビュータを設けて冷媒が均等になるようにする
  • ディストビュータの内部では、冷媒が渦巻状に流れ、冷却菅に均等に冷媒を流す

 

プレートフィン蒸発器の着霜と除霜(デフレスト)

  1. 散水方式
  2. ホットガス方式
  3. オフサイクル方式
  4. 電気ヒーター方式
  5. その他の方式:不凍液を使うので、不凍液の再生処理が必要

 

付属機器

油分離器:オイルセパレーター

 

高圧受液器

 

低圧受液器

 

ドライヤ

 

リキッド、フィルタ、サクション(蒸気)ストレーナ

 

液ガス熱交換器

 

液分離器(アキュムレータ)

 

自動制御装置

自動膨張弁  :冷媒流量の制御

 

温度自動膨張弁乾式蒸発器で蒸発器出口の加熱度を一定にします

※外部均圧形温度自動膨張弁:圧力降下が大きい場合(ディストリビューターを用いた場合等)に使用。外部均圧管を設ける

定圧自動膨張弁蒸発圧力を一定にします(過熱度の制御はできない)
キャピラリチューブ家庭用のエアコンや冷蔵庫で、膨張弁の代わりに使用されます。(固定絞りで、過熱度の制御はできない)

 

四方切換弁  :凝縮器と蒸発器の役割を逆に

四方切換弁は、ヒートポンプエアコンやホットガスデフロスト装置に使用される。

 

圧力調整弁  :蒸発圧力や凝縮圧力の制御

 

 

圧力スイッチ  :圧力変化を検知

 

高圧圧力スイッチ:手動復帰式

定圧圧力スイッチ:自動復帰式

油圧保護圧力スイッチ:手動復帰式

 

断水リレー  :断水や循環水量の低下を検知

圧力式断水リレー:圧力でスイッチを作動

フロースイッチ :水の流れを直接検知

 

冷媒配管

配管材料

  • フルオロカーボン:「2%以上のマグネシウムを含有したアルミニウム合金」は使用できない
  • アンモニア:「銅および銅合金」は使用できない
  • 配管用炭素鋼鋼管(SPG)は、毒性を持つ冷媒(アンモニア)、設計圧力が1Mpaを超える耐圧部分、温度が100℃を超える耐圧部分(圧縮機の吐出し配管)には、使用できない

 

1、吐出し管(蒸気管)

高温・高圧蒸気(ガス)

 

2、液配管(液流下管)

 

3、液配管

 

4、吸い込み管(蒸気管)

低温・低圧蒸気

 

圧力容器

設計圧力

耐圧試験圧力や気密試験圧力の基準

 

許容圧力

耐圧試験圧力や気密試験圧力の基準であり、かつ「安全装置の作動圧力の基準」

 

応力

応力とは?

応力=加えられる力の大きさ / 力が加えられている材料の断面積

N/m㎡=Mpa

 

ひずみ

=伸びた長さ / 元の長さ

 

応力とひずみの関係

  1. 比例限度:正比例
  2. 弾性限度:引張りの力を取り除くと、ひずみが元に戻る限界
  3. 上下降伏点:弾性限度からさらに引張りの力を増すと、材料の伸びが大きくなり、力を取り除いてもひずみが残って(永久変形)、元の材料の長さに戻らない。この現象が降伏。降伏中の最大の応力が上降伏点、最低の応力が下降伏点。
  4. 引張り強さ:降伏点を過ぎると、ひずみに対する応力が増し、引張り強さで最大の応力となります。
  5. 破断強さ:引張り強さ付近から材料にくびれを生じて細くなり、ひずみが増大し、材料は破壊します。この点が破断強さまたは破断応力

 

材料記号

  • FC:ねずみ鋳鉄
  • SS:一般構造用圧延鋼材
  • SM:溶接構造用圧延鋼材
  • SGP:配管用炭素鋼鋼材
  • STPG:圧力配管用炭素鋼鋼材

 

安全装置

高圧遮断装置

原則:手動復帰式

例外:10冷凍トン未満のフルオロカーボンを利用したユニット型冷凍装置では、自動復帰式を使用できる

 

安全弁(圧縮機内蔵型を含む)

冷凍保安規則関係例示基準

20冷凍トン以上の圧縮機と、内容量が500リットル以上の圧力容器には、安全弁の取り付けが義務化。

 

安全弁の放出管

  • 安全弁の放出管は安全弁の口径以上とし、放出したガスが直接第3者に危害を与えないこと
  • アンモニア用安全弁の放出管が外部放出型のとき、除害設備を設けること
  • フルオロカーボンでは、酸欠の恐れが生じないようにすること

 

 

溶栓

溶栓は、75℃以下で融解する金属でできている

溶栓は、内容積500リットル未満のフルオロカーボン冷媒の凝縮器や受液器などに使用できる

 

破裂板

  • 溶栓同様に、可燃ガス、毒性ガスには使用できない
  • 破裂板の口径は、安全弁と同一

 

 

圧力逃し装置

  • 圧力逃し装置は、液封のおそれのある配管部分に取り付けて、異常な圧力を逃す装置
  • 液封の恐れのある部分には、溶栓以外の安全弁、破裂板、圧力逃がし装置を取り付ける。なお銅管と外径26mm未満の鋼管は省略できる

 

 

圧力試験

 

 

 

 

このページにはまとめはない

 

 

もし、ここまで読んでくれた人がいたのなら・・・

「読了、ありがとうございました」と言うしかない

また、どこかで・・・