2026年版・5-2

凝縮器:性能と不具合の一問一答

第三種冷凍機械責任者試験「凝縮器・蒸発器」から、凝縮器:性能と不具合に関する4択問題を10問。「答えと解説を見る」を開くと、正解とその理由がその場で読めます。会員登録は不要です。

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問題

上から順に解いてみてください。答えは各問の下で確認できます。本試験は正誤の組合せを選ぶ択一式が中心ですが、ここでは4択で出題しています。

問15-2

次のイ、ロ、ハ、ニの記述のうち、凝縮器の不具合について正しいものはどれか。
イ.凝縮器に不凝縮ガスが混入すると、凝縮圧力が上昇する。
ロ.水冷凝縮器の冷却管に水あかが付着すると、熱通過率が大きくなり、凝縮温度は低下する。
ハ.不凝縮ガスの混入は、装置を停止して冷媒温度を一定にしたとき、凝縮器内の圧力がその温度の飽和圧力より高いかどうかで判断できる。
ニ.空冷凝縮器のフィンが汚れたり風量が不足したりすると、凝縮圧力が上昇する。

  • ①イ、ハ
  • ②ロ、ニ
  • ③イ、ハ、ニ
  • ④イ、ロ、ニ
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正解 ③イ、ハ、ニ
解説
凝縮圧力が上昇する代表的な原因を確認する問題です。

各記述の正誤
・イ(正しい):不凝縮ガスの分圧が加わり、伝熱も妨げられるためです。
・ロ(誤り):水あかは熱通過率を下げ、凝縮温度を上昇させます。
・ハ(正しい):冷媒だけなら圧力は飽和圧力に等しくなるので、それより高い分が不凝縮ガスの圧力です。
・ニ(正しい):冷媒から空気への伝熱が悪くなるためです。

覚え方のポイント
凝縮圧力を上げる原因は「不凝縮ガス・水あか・冷却水量の不足・水温の上昇・フィンの汚れ・冷媒の過充塡」。
問25-2

停止中の冷凍装置で、不凝縮ガスが混入していることを判断する方法として、正しいものはどれか。

  • ①凝縮器内の圧力が、冷媒温度に対する飽和圧力より低いかを確かめる
  • ②凝縮器内の圧力が、冷媒温度に対する飽和圧力より高いかを確かめる
  • ③サイトグラスの色が緑色から黄色に変わっているかを確かめる
  • ④運転中に冷却水の出口温度が入口温度より高いかを確かめる
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正解 ②凝縮器内の圧力が、冷媒温度に対する飽和圧力より高いかを確かめる
解説
装置を停止して冷却水だけを流し、冷媒の温度が冷却水の温度と等しくなった状態で、凝縮器内の圧力を測ります。その圧力が、その温度での冷媒の飽和圧力より高ければ、その差の分だけ不凝縮ガスが混入していると判断できます。

他の選択肢が不適切な理由
・飽和圧力より低い:不凝縮ガスがあると、飽和圧力より高くなります。
・サイトグラスの色:モイスチャーインジケータの色の変化は、水分の有無を示すものです。
・冷却水の出口温度が高い:運転中は通常の状態で、不凝縮ガスの判断方法ではありません。

覚え方のポイント
「冷媒だけなら、圧力は温度で決まる(飽和圧力)」。それより高い分は、冷媒以外のガスの圧力です。
問35-2

次のイ、ロ、ハ、ニの記述のうち、凝縮器の運転について正しいものはどれか。
イ.凝縮温度が上昇すると、冷凍装置の成績係数は大きくなる。
ロ.水冷凝縮器の冷却水量が減少すると、冷却水の出入口温度差が大きくなり、凝縮圧力が上昇する。
ハ.受液器のない冷凍装置で冷媒を過充塡すると、凝縮器内に冷媒液がたまって有効な伝熱面積が減り、凝縮圧力が上昇する。
ニ.冬期に空冷凝縮器の凝縮圧力が低くなりすぎると、膨張弁の前後の圧力差が不足し、冷媒の供給量が不足することがある。

  • ①ロ、ハ
  • ②イ、ロ、ニ
  • ③イ、ロ、ハ、ニ
  • ④ロ、ハ、ニ
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正解 ④ロ、ハ、ニ
解説
凝縮器の運転状態と冷凍装置の性能の関係を確認する問題です。

各記述の正誤
・イ(誤り):凝縮温度が上昇すると、圧縮比が大きくなり成績係数は小さくなります。
・ロ(正しい):冷却水の量が減ると冷却が不足します。
・ハ(正しい):過充塡の典型的な影響です。
・ニ(正しい):そのため凝縮圧力調整弁などで凝縮圧力を保ちます。

覚え方のポイント
「凝縮圧力は高すぎても低すぎてもダメ」。高すぎれば効率が落ち、低すぎれば冷媒の供給が不足します。
問45-2

水冷凝縮器の冷却水量が減少したときの影響として、正しいものはどれか。

  • ①冷却が不足して、凝縮圧力が上昇する
  • ②冷却が強まって、凝縮圧力が低下する
  • ③凝縮圧力は変わらず、蒸発圧力だけが上がる
  • ④冷却水の出入口温度差が小さくなり、能力が増す
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正解 ①冷却が不足して、凝縮圧力が上昇する
解説
冷却水量が減ると、同じ凝縮負荷を少ない水で運ぶことになるため、冷却水の出入口温度差が大きくなり、冷却が不足して凝縮温度(凝縮圧力)が上昇します。冷却水ポンプの故障やストレーナの目詰まり、冷却塔の不具合などが原因になります。断水時に圧縮機を止めるため、断水リレーを設けます。

他の選択肢が不適切な理由
・冷却が強まる:水量が減ると冷却は弱まります。
・蒸発圧力だけが上がる:主に影響を受けるのは凝縮圧力です。
・出入口温度差が小さくなる:水量が減ると、出入口温度差は大きくなります。

覚え方のポイント
凝縮圧力が上がる原因は「冷却水量の減少・水温の上昇・水あか・不凝縮ガス・冷媒の過充塡」。まとめて覚えておくと、運転の問題に強くなります。
問55-2

受液器を持たない冷凍装置で、冷媒を過充塡したときの影響として、正しいものはどれか。

  • ①凝縮器内の冷媒液が減って伝熱面積が増え、凝縮圧力が下がっていく
  • ②冷媒が多いほど、冷凍能力と成績係数がともに大きくなる
  • ③過冷却度が小さくなり、膨張弁の手前でフラッシュしやすくなる
  • ④凝縮器に液がたまって有効な伝熱面積が減り、凝縮圧力が上がる
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正解 ④凝縮器に液がたまって有効な伝熱面積が減り、凝縮圧力が上がる
解説
冷媒を入れすぎると、余分な冷媒液が凝縮器の中にたまり、凝縮に使える伝熱面積が減ります。すると凝縮温度(凝縮圧力)が上がり、圧縮機の動力が増えて成績係数が下がります。また、過冷却度は大きくなります。

他の選択肢が不適切な理由
・冷媒液が減って凝縮圧力が下がる:逆です。
・多いほど能力が上がる:適正量を超えると、かえって性能が下がります。
・過冷却度が小さくなる:過充塡では凝縮器にたまった液が冷やされ、過冷却度はむしろ大きくなります。

覚え方のポイント
冷媒は「不足しても、入れすぎても」不具合の原因になります。受液器があれば、ある程度の充塡量の変化は受液器で吸収できます。
問65-2

次のイ、ロ、ハ、ニの記述のうち、水冷凝縮器の運転状態について正しいものはどれか。
イ.冷却水の出口温度と凝縮温度の差が大きく開いてきたときは、水あかの付着や不凝縮ガスの混入を疑う。
ロ.冷却水の入口温度が上昇すると、凝縮圧力は低下する。
ハ.冷却水量を増やすと、凝縮温度は上昇する。
ニ.冷却水量が2kg/s、出入口温度差が5K、水の比熱が4.19kJ/(kg・K)のとき、冷却水が運び去る熱量は約41.9kWである。

  • ①イ
  • ②ロ
  • ③イ、ニ
  • ④イ、ロ
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正解 ③イ、ニ
解説
水冷凝縮器の運転状態を、温度の変化と熱量の計算で判断する問題です。

各記述の正誤
・イ(正しい):伝熱が妨げられると、同じ熱量を捨てるのに大きな温度差が必要になり、凝縮温度と冷却水出口温度の差が開きます。
・ロ(誤り):冷却水の温度が上がると冷やす力が弱まるので、凝縮温度・凝縮圧力は上昇します。
・ハ(誤り):冷却水量を増やすと冷却が強まり、凝縮温度は下がります。
・ニ(正しい):2×4.19×5=41.9kWです。

覚え方のポイント
凝縮圧力は「冷やす力が弱まると上がる」(冷却水の温度上昇・水量の減少・水あか・不凝縮ガス)。目安は「出入口温度差4〜6K、凝縮温度は出口水温+3〜5K」です。
問75-2

冬期に外気温度が低くなり、空冷凝縮器の凝縮圧力が低くなりすぎたときの影響と対策として、正しいものはどれか。

  • ①膨張弁前後の圧力差が不足するので、凝縮圧力調整弁などで圧力を保つ
  • ②凝縮圧力が低いほど効率よく運転できるので、特に何の対策も必要ない
  • ③吐出しガス温度が異常に上がるので、直ちに圧縮機を停止させる
  • ④冷媒が不足するので、そのつど冷媒を追加で充塡して対応する
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正解 ①膨張弁前後の圧力差が不足するので、凝縮圧力調整弁などで圧力を保つ
解説
凝縮圧力が低くなりすぎると、膨張弁の入口と出口の圧力差が小さくなり、膨張弁を通る冷媒の量が不足して、蒸発器に冷媒が十分に供給されなくなります。そのため冬期には、凝縮圧力調整弁やファンの回転数・台数の制御などで、凝縮圧力を一定以上に保ちます。

他の選択肢が不適切な理由
・対策は必要ない:下がりすぎると冷媒の供給不足になります。
・吐出しガス温度が異常に上がる:凝縮圧力が下がると、吐出しガス温度は一般に下がります。
・冷媒を追加で充塡:冷媒量の問題ではなく、圧力の問題です。季節ごとに充塡量を変えると過充塡の原因になります。

覚え方のポイント
「凝縮圧力は高すぎても低すぎてもダメ」。空冷凝縮器の冬期運転の対策として、凝縮圧力調整弁を覚えておきましょう。
問85-2

次のイ、ロ、ハ、ニの記述のうち、凝縮器の性能について正しいものはどれか。
イ.凝縮器に不凝縮ガスが混入すると、凝縮圧力は上昇する。
ロ.冷却管に水あかが付着すると、熱通過率は大きくなる。
ハ.凝縮圧力が上昇すると、圧縮機の軸動力は増加する。
ニ.冷却水の温度が下がると、凝縮圧力は上昇する。

  • ①イ、ロ
  • ②イ、ハ
  • ③ロ、ニ
  • ④ハ、ニ
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正解 ②イ、ハ
解説
凝縮圧力に影響する要因を整理する問題です。

各記述の正誤
・イ(正しい):不凝縮ガスの分圧が加わり、伝熱も妨げられるため、凝縮圧力は上昇します。
・ロ(誤り):水あかは熱抵抗になるので、熱通過率は小さくなります。
・ハ(正しい):凝縮圧力が上がると圧縮比が大きくなり、軸動力が増加します。
・ニ(誤り):冷却水の温度が下がると冷却が強まり、凝縮圧力は低下します。

覚え方のポイント
凝縮圧力は「冷やす力が弱まると上がる」。冷却水の減少・水温上昇・水あか・フィンの汚れ・不凝縮ガスは、すべて凝縮圧力を上げる方向です。
問95-2

水冷凝縮器の冷却水量が2kg/s、冷却水の出入口温度差が5Kのとき、凝縮負荷として最も近いものはどれか。ただし、水の比熱は4.19kJ/(kg・K)とし、熱損失はないものとする。

  • ①約41.9kW
  • ②約10.0kW
  • ③約8.4kW
  • ④約20.9kW
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正解 ①約41.9kW
解説
凝縮器で冷媒が放出した熱は、すべて冷却水に移ります。冷却水が受け取った熱量は、冷却水量×比熱×温度差で求められます。

計算の手順
凝縮負荷=2kg/s×4.19kJ/(kg・K)×5K
=41.9kJ/s=41.9kW

他の選択肢が不適切な理由
・約10.0kW:比熱を掛け忘れた値(2×5)です。
・約8.4kW:温度差を掛け忘れた値(2×4.19)です。
・約20.9kW:冷却水量を1kg/sとした値です。

覚え方のポイント
冷却水側から凝縮負荷を求める式は「水量×比熱×温度差」。冷凍能力+動力で求めた値と比べると、装置の状態を確かめる手がかりになります。
問105-2

次のイ、ロ、ハ、ニの記述のうち、凝縮器の運転と不具合について正しいものはどれか。
イ.水冷凝縮器の冷却水の汚れは、凝縮温度に影響を与えない。
ロ.受液器のない冷凍装置で冷媒を過充塡すると、凝縮圧力が上昇する。
ハ.空冷凝縮器では、冬期に凝縮圧力が低くなりすぎることがある。
ニ.凝縮温度が上昇すると、冷凍装置の成績係数は大きくなる。

  • ①イ、ロ
  • ②ハ、ニ
  • ③イ、ニ
  • ④ロ、ハ
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正解 ④ロ、ハ
解説
凝縮器の運転で起こる代表的な不具合を確認する問題です。

各記述の正誤
・イ(誤り):冷却水が汚れていると水あかが付きやすく、凝縮温度が上がる原因になります。
・ロ(正しい):凝縮器にたまった冷媒液で有効な伝熱面積が減り、凝縮圧力が上がります。
・ハ(正しい):外気温度が低い冬期は、凝縮圧力が下がりすぎて冷媒の供給不足を起こすことがあります。
・ニ(誤り):凝縮温度が上昇すると圧縮比が大きくなり、成績係数は小さくなります。

覚え方のポイント
凝縮器の不具合は、ほとんどが「凝縮圧力の上昇」として現れます。圧力計の値の変化から原因を推理できるようにしましょう。

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※本ページの問題・解説は、生成AI(人工知能)を活用して作成しています。

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