冷凍２種過去問（学識）

平成２５年度冷凍２種（学識過去問題）と上級冷凍受験テキスト解説

こんにちは！まるです。

学識は公式を覚えれば簡単に解けますので、計算問題を載せていません。

平成２５年度冷凍２種学識過去問題と上級冷凍受験テキスト解説

学識試験問題３～１０問

問３　次のイ、ロ、ハ、二の記述のうち、圧縮機および容量制御について正しいものはどれか

イ　低温用冷凍装置で二段圧縮方式が採用される理由は、単段圧縮では吐出しガス温度が高くなりすぎたり、圧力比の増大により機械効率が低下したりするためであり、それらを避けるために低圧段と高圧段に分けて、その間に中間冷却器を設けて圧縮温度範囲を調整する

ロ　スクリュー圧縮機のコンパウンド圧縮機は、二段圧縮の冷凍サイクルを実現するために、低段側と高段側の２台の圧縮機を直列に結合し、１台の電動機によって駆動できるようにした圧縮機である。低段側と高段側の押しのけ量比はスクリューロータの組み合わせから、使用する用途によって選ぶことができる

ハ　往復圧縮機は、気筒数の多少にかかわらず、一般に容量制御機構を備えており、潤滑方式として油ポンプによる強制給油式を装備している

二　スクロール圧縮機は、吸込み弁と吐出し弁を必要としないこと、比較的液圧縮に強いこと、振動や騒音が小さく吸込みと吐出しの動作が滑らかであること、体積効率、断熱効率および機械効率が高いことなど、すぐれた特徴を持っている

１　イ、ロ　２　イ、ハ　３　ロ、ハ　４　ハ、二　５　イ、ロ、二









解説

イ　〇　低温用冷凍装置で二段圧縮方式が採用される理由は、単段圧縮では吐出しガス温度が高くなりすぎたり、圧力比の増大により機械効率が低下したりするためであり、それらを避けるために低圧段と高圧段に分けて、その間に中間冷却器を設けて圧縮温度範囲を調整する　

中間冷却器は低段圧縮機の吐出しガス温度を冷却したり、凝縮器から蒸発器へ送り込む冷媒液を冷却する熱交換器

ロ　〇　スクリュー圧縮機のコンパウンド圧縮機は、二段圧縮の冷凍サイクルを実現するために、低段側と高段側の２台の圧縮機を直列に結合し、１台の電動機によって駆動できるようにした圧縮機である。低段側と高段側の押しのけ量比はスクリューロータの組み合わせから、使用する用途によって選ぶことができる

スクリュー圧縮機のコンパウンド圧縮機は低段用の大型ロータと高段用の小型ロータが１体となっている

ハ　✕　往復圧縮機は、気筒数が４、６、８のものは容量制御機構を備えており、潤滑方式として油ポンプによる強制給油式を装備している

気筒数が１～２の小型のもの（はねかけ式）は容量制御機構を持たない

二　〇　スクロール圧縮機は、吸込み弁と吐出し弁を必要としないこと、比較的液圧縮に強いこと、振動や騒音が小さく吸込みと吐出しの動作が滑らかであること、体積効率、断熱効率および機械効率が高いことなど、すぐれた特徴を持っている　暗記しましょう

正解　５

まずハが✕で簡単なので消去法で１、５の２択に絞れます
その後は二が〇で簡単なので５



問４　次のイ、ロ、ハ、二の記述のうち、伝熱について正しいものはどれか

イ　熱流束Φ、物体の温度ｔ、熱の流れる方向をｘ方向とするとΦ＝入（ｄｔ／ｄｘ）の関係があり、比例定数の入を熱伝導率という

ロ　フィン付き伝熱面の伝熱について、平面壁の面積を基準にした熱通過率をｋ₁、フィン側の面積を基準とした熱通過率をｋ₀、有効内外伝熱面積比をｍとするとこれらの量の間にｋ₁＝ｍｋ₀の関係がある

ハ　熱交換器内の流体の温度が変化する場合、伝熱面全体にわたっての平均熱通過率Ｋは、平均温度差△ｔｍを用いて、Φ＝ＫＡ△ｔｍの比例定数として定義される。この平均温度差△ｔｍとして算術平均温度差を用いることによって、より正確に伝熱量Φを求められる

二　円筒壁の熱伝導による伝熱量Φは、熱の流れる方向を半径ｒが大きくなる方向とすると、（ｔ１－ｔ２）/（１ｎｒ２－１ｎｒ１）に比例する。ただし、内壁面を１、外壁面を２とする。

１　イ、ロ　２　イ、ハ　３　ロ、ハ　４　ロ、二　５　ハ、二









解説

イ　✕　熱流束Φ、物体の温度ｔ、熱の流れる方向をｘ方向とするとΦ＝ー入（ｄｔ／ｄｘ）の関係があり、比例定数の入を熱伝導率という

負の符号は熱が流れる方向ｘに温度勾配（ｄｔ／ｄｘ）が常に負となる（温度が下がる）からｘ方向の熱流束Φを正にするために付ける

ロ　〇　フィン付き伝熱面の伝熱について、平面壁の面積を基準にした熱通過率をｋ₁、フィン側の面積を基準とした熱通過率をｋ₀、有効内外伝熱面積比をｍとするとこれらの量の間にｋ₁＝ｍｋ₀の関係がある

有効内外伝熱面積比１／ｍ＝フィン側の面積を基準とした熱通過率ｋ₀÷平面壁の面積を基準にした熱通過率ｋ₁、なので式を変形するとｋ₁＝ｍｋ₀になる

ハ　✕　熱交換器内の流体の温度が変化する場合、伝熱面全体にわたっての平均熱通過率Ｋは、平均温度差△ｔｍを用いて、Φ＝ＫＡ△ｔｍの比例定数として定義される。この平均温度差△ｔｍとして対数平均温度差を用いることによって、より正確に伝熱量Φを求められる

二　〇　円筒壁の熱伝導による伝熱量Φは、熱の流れる方向を半径ｒが大きくなる方向とすると、（ｔ１－ｔ２）/（１ｎｒ２－１ｎｒ１）に比例する。ただし、内壁面を１、外壁面を２とする。　暗記しましょう

正解　４

イ、ハが✕で簡単なので消去法で４



問５　次のイ、ロ、ハ、二の記述のうち、凝縮器について正しいものはどれか

イ　凝縮負荷は凝縮器において冷媒から放出される熱量であり、冷凍負荷と圧縮機の入力に相当する熱量との和となる。圧縮室に油噴射を行うスクリュー圧縮機の場合には、この値から油冷却器における放熱量を引いたものが凝縮負荷となる

ロ　蒸発式凝縮器は冷却水の蒸発潜熱を利用して冷媒蒸気を凝縮しており、冷却塔を用いた場合よりも多量の冷却水を消費するが、空冷式に比べて凝縮温度を低くすることができる

ハ　横形シェルアンドチューブ凝縮器では、菅板の外側に取り付けた水室に冷却水通路の仕切りを設け、冷却水が冷却管内を数回往復するものが多く、冷却水が一往復する場合を２パスと呼ぶ

二　凝縮温度が上昇する要因として、凝縮熱量の増加、熱通過率の減少、伝熱面積の減少、冷却媒体の温度が上昇などが挙げられる

１　イ、ロ　２　イ、ハ　３　ロ、二　４　イ、ハ、二　５　ロ、ハ、二









解説

イ　〇　凝縮負荷は凝縮器において冷媒から放出される熱量であり、冷凍負荷と圧縮機の入力に相当する熱量との和となる。圧縮室に油噴射を行うスクリュー圧縮機の場合には、この値から油冷却器における放熱量を引いたものが凝縮負荷となる　

凝縮負荷＝冷凍負荷＋圧縮機の入力に相当する熱量

スクリュー圧縮機の凝縮負荷＝冷凍負荷＋圧縮機の入力に相当する熱量ー油冷却器における放熱量

ロ　✕　蒸発式凝縮器は冷却水の蒸発潜熱を利用して冷媒蒸気を凝縮しており、冷却塔を用いた場合と同じで消費量は僅かである。空冷式に比べて凝縮温度を低くすることができる

ハ　〇　横形シェルアンドチューブ凝縮器では、菅板の外側に取り付けた水室に冷却水通路の仕切りを設け、冷却水が冷却管内を数回往復するものが多く、冷却水が一往復する場合を２パスと呼ぶ（パス数を増すと冷却管内の水速が大きくなる）

二　〇　凝縮温度が上昇する要因として、凝縮熱量の増加、熱通過率の減少、伝熱面積の減少、冷却媒体の温度が上昇などが挙げられる　暗記しましょう

正解　４

まずロが✕で簡単なので消去法で２、４の２択に絞れます
その後は二が〇で簡単なので４



問６　次のイ、ロ、ハ、二の記述のうち、蒸発器について正しいものはどれか

イ　冷凍負荷および冷媒循環量が一定の場合に、冷凍負荷よりも小さな容量の圧縮機を使用すると、圧縮機吸込み蒸気の比体積が大きくなり、蒸発圧力が上昇し、蒸発温度の上昇による冷却不足を引き起こす

ロ　満液式蒸発器は、蒸発器出口でほぼ乾き飽和蒸気であり、フロートなどでの液面レベルの検知により膨張弁開度を調整し、液面位置が一定となるように冷媒流量の制御を行う

ハ　冷媒液強制循環式蒸発器は、蒸発する冷媒液量の３～５倍の冷媒液を液ポンプで強制的に冷却管内に送り込むため、冷凍負荷の変動があっても、低圧受液器が蒸発器内の冷媒の状態変動の緩衝器の役割をし、冷凍装置全体への運転状態の影響は少ない

二　ブライン散布方式による除霜は空気中の水分を冷却器表面で不凍液に吸収し、水分は不凍液とともに回収されるが不凍液の濃度が低下しているので、回収した不凍液の水分を除去して不凍液の濃度を維持しなければならない

１　イ、ロ　２　イ、ハ　３　ロ、二　４　イ、ハ、二　５　ロ、ハ、二










解説

イ　✕　冷凍負荷および冷媒循環量が一定の場合に、冷凍負荷よりも小さな容量の圧縮機を使用すると、圧縮機吸込み蒸気の比体積が小さくなり、蒸発圧力が上昇し、蒸発温度の上昇による冷却不足を引き起こす

冷凍負荷よりも大きな容量の圧縮機を使用すると、圧縮機吸込み蒸気の比体積が大きくなり、蒸発圧力が低くなり、圧力比の増大により軸動力が増加する

ロ　〇　満液式蒸発器は、蒸発器出口でほぼ乾き飽和蒸気であり、フロートなどでの液面レベルの検知により膨張弁開度を調整し、液面位置が一定となるように冷媒流量の制御を行う　暗記しましょう

ハ　〇　冷媒液強制循環式蒸発器は、蒸発する冷媒液量の３～５倍の冷媒液を液ポンプで強制的に冷却管内に送り込むため、冷凍負荷の変動があっても、低圧受液器が蒸発器内の冷媒の状態変動の緩衝器の役割をし、冷凍装置全体への運転状態の影響は少ない

冷凍機油が冷却管内に留まることがないので、油が熱伝達を阻害することがない

二　〇　ブライン散布方式による除霜は空気中の水分を冷却器表面で不凍液に吸収し、水分は不凍液とともに回収されるが不凍液の濃度が低下しているので、回収した不凍液の水分を除去して不凍液の濃度を維持しなければならない

冷却器表面に運転中常にエチレングリコールやプロピレングリコールなどの不凍液を散布して着霜そのものを防止する

正解　５

まずイが✕で簡単なので消去法で３、５の２択に絞れます
その後はハが〇で簡単なので５



問７　次のイ、ロ、ハ、二の記述のうち、熱交換器について正しいものはどれか


イ　フィンコイル蒸発器は、冷却にあまり寄与しない過熱部の伝熱管長を短くするために、蒸発器の冷媒出口側に冷却しようとする空気を吹き込むようにし、冷媒と空気とを並流方式にするのが望ましい

ロ　冷凍装置の成績係数は、蒸発部の蒸発温度と被冷却媒体温度との温度差、あるいは凝縮器の凝縮温度冷却媒体の水や空気との温度差が小さいほど、大きくなる

ハ　ローフィンチューブを用いた水冷凝縮器では、水あかなどの付着による汚れ係数の増大とともに熱通過率は減少し、冷媒と冷却水との温度差も減少する

二　アンモニアと鉱油とは溶解しにくい。そこで鉱油が熱交換器の伝熱面に付着滞留して伝熱作用を妨げないように、アンモニア冷凍装置では、圧縮機の吐出し管路に油分離器を設けている

１　イ、ロ　２　イ、ハ　３　ロ、ハ　４　ロ、二　５　ハ、二









解説

イ　✕　フィンコイル蒸発器は、冷却にあまり寄与しない過熱部の伝熱管長を短くするために、蒸発器の冷媒出口側に冷却しようとする空気を吹き込むようにし、冷媒と空気とを向流方式にするのが望ましい

フィンコイル蒸発器では蒸発部に比べて過熱部の伝熱が悪いので、いかにして過熱部の管長を短くするかが重要で、空気を蒸発器の冷媒出口側から吹き込む向流方式にすると効果的に短くできる

ロ　〇　冷凍装置の成績係数は、蒸発部の蒸発温度と被冷却媒体温度との温度差、あるいは凝縮器の凝縮温度冷却媒体の水や空気との温度差が小さいほど、大きくなる

蒸発温度と被冷却媒体温度との温度差、凝縮器の凝縮温度冷却媒体の水や空気との温度差が小さいほど、大きくなると覚えましょう

ハ　✕　ローフィンチューブを用いた水冷凝縮器では、水あかなどの付着による汚れ係数の増大とともに熱通過率は減少し、冷媒と冷却水との温度差が増加する

汚れ係数が増大すると熱通過率は減少し、冷媒と冷却水との温度差が大きくなると覚えましょう

二　〇　アンモニアと鉱油とは溶解しにくい。そこで鉱油が熱交換器の伝熱面に付着滞留して伝熱作用を妨げないように、アンモニア冷凍装置では、圧縮機の吐出し管路に油分離器を設けている

正解　４

イ、ハが✕で簡単なので消去法で４



問８　次のイ、ロ、ハ、二の記述のうち、自動制御機器について正しいものはどれか

イ　温度自動膨張弁と蒸発圧力調整弁とを組み合わせて用いる場合には、膨張弁の感温筒は蒸発圧力調整弁の下流側に取り付けなければならない

ロ　蒸発圧力調整弁は蒸発圧力を一定値以下にならないように制御し、主に水またはブライン冷却器の凍結を防止する

ハ　凝縮圧力調整弁は空冷凝縮器の冬季運転における凝縮圧力の異常な低下を防止し、冷凍装置を正常な運転にする

二　四方切換弁は冷暖房兼用ヒートポンプに用いられるが、切換え時に高圧側と低圧側に圧力差があると切替ができず、中間期などの長期運転停止後に切換えを行う

１　イ、ロ　２　イ、二　３　ロ、ハ　４　イ、ハ、二　５　ロ、ハ、二










解説

イ　✕　温度自動膨張弁と蒸発圧力調整弁とを組み合わせて用いる場合には、膨張弁の感温筒は蒸発圧力調整弁の上流側に取り付けなければならない

上から感温筒、均圧管、配管、蒸発圧力調整弁の順に取り付ける

ロ　〇　蒸発圧力調整弁は蒸発圧力を一定値以下にならないように制御し、主に水またはブライン冷却器の凍結を防止する

他には被冷却物の温度を一定に保持したり、１台の圧縮機で蒸発温度の異なる複数の蒸発器を運転することができる

ハ　〇　凝縮圧力調整弁は空冷凝縮器の冬季運転における凝縮圧力の異常な低下を防止し、冷凍装置を正常な運転にする　暗記しましょう

二　✕　四方切換弁は冷暖房兼用ヒートポンプに用いられるが、切換え時に高圧側から低圧側への漏れが、短時間起きるので高低圧間に圧力差が必要

他にはホットガスデフロスト装置にも使われる

正解　３

イ、二が✕で簡単なので消去法で３



問９　次のイ、ロ、ハ、二の記述のうち、冷媒、冷凍機油、およびブラインについて正しいものはどれか

イ　臨界温度以上では、液体と気体の区別がなくなり相変化が生じない。したがって臨界温度以上の超臨界域では潜熱のみとなり、顕熱は利用できない

ロ　二酸化炭素は、ヒートポンプ式給湯機などに利用されている。これは地球温暖化係数（ＧＷＰ）がゼロであり、かつ毒性がないためである

ハ　アンモニア液は冷凍機油（鉱油）よりも軽いので、冷凍装置からの冷凍機油抜きは受液器などの容器の底部から行う

二　塩化カルシウムブラインは、製氷、冷凍、工業用として古くから利用されており、入手性やブラインとしての性能に優れるが、金属に対して腐食性が強いので、腐食抑制剤を添加して使用する

１　イ、ロ　２　イ、二　３　ロ、ハ　４　ロ、二　５　ハ、二









解説

イ　✕　臨界温度以上では、液体と気体の区別がなくなり相変化が生じない。したがって臨界温度以上の超臨界域では顕熱のみとなり、潜熱は利用できない

液体から気体などの状態変化をするのが潜熱なので、それがなくなるので顕熱のみとなります

ロ　✕　二酸化炭素は、ヒートポンプ式給湯機などに利用されている。これは地球温暖化係数（ＧＷＰ）が１と低く、かつ毒性が少ないためである

二酸化炭素は理論成績係数は低い、アンモニアは理論成績係数が高いと覚えましょう

ハ　〇　アンモニア液は冷凍機油（鉱油）よりも軽いので、冷凍装置からの冷凍機油抜きは受液器などの容器の底部から行う

鉱油のが重いので下に溜まるので、受液器などの容器の底部から行う

二　〇　塩化カルシウムブラインは、製氷、冷凍、工業用として古くから利用されており、入手性やブラインとしての性能に優れるが、金属に対して腐食性が強いので、腐食抑制剤を添加して使用する　暗記しましょう

正解　５

イ、ロが✕で簡単なので消去法で５




問１０　次のイ、ロ、ハ、二の記述のうち、圧力容器の設計および材料について正しいものはどれか

イ　設計圧力は、圧力容器などの設計において、その各部について必要厚さの計算または耐圧強度を決定するときに用いる圧力で、許容圧力はその容器に取り付ける安全装置の作動圧力の基準である

ロ　圧力容器の強度計算に使用する設計圧力および許容圧力は、ともに冷媒の絶対圧力である

ハ　溶接構造用圧延鋼材ＳＭ４００Ｂの数字の４００は、許容引張応力が４００Ｎ／ｍｍ²であることを表している。また最後のアルファベットの記号Ｂは炭素含有量を示している

二　圧力容器に使用されることの多い材料ＳＭ４００Ｂは、設計圧力が３ＭＰaを超える圧力容器には使用できない

１　イ、ロ　２　イ、二　３　ロ、ハ　４　ロ、二　５　ハ、二









解説

イ　〇　設計圧力は、圧力容器などの設計において、その各部について必要厚さの計算または耐圧強度を決定するときに用いる圧力で、許容圧力はその容器に取り付ける安全装置の作動圧力の基準である　暗記しましょう

ロ　✕　圧力容器の強度計算に使用する設計圧力および許容圧力は、ともに冷媒のゲージ圧力である

絶対圧力はＰ－h線図上で表されるものと覚えましょう

ハ　✕　溶接構造用圧延鋼材ＳＭ４００Ｂの数字の４００は、最小引張強さが４００Ｎ／ｍｍ²であることを表している。また最後のアルファベットの記号Ｂは炭素含有量を示している

許容引張応力＝最小引張強さ４００Ｎ／ｍｍ²×１／４で１００Ｎ／ｍｍ²

二　〇　圧力容器に使用されることの多い材料ＳＭ４００Ｂは、設計圧力が３ＭＰaを超える圧力容器には使用できない　暗記しましょう


正解　２

ロ、ハが✕で簡単なので消去法で２

続きはこちらです２６年度学識試験問題３～１０問

まとめ

平成２５年度の問題は保安・学識とも上級冷凍受験テキストを見なくても解ける問題が多いので簡単な年です。

こういう問題が出ると合格率も上がるでしょう。

最後まで読んで頂いてありがとうございました。