電験三種 平成23年度(2011) 機械 問12 過去問解説
次の文章は,ヒートポンプに関する記述である。
ヒートポンプはエアコンや冷蔵庫,給湯器などに広く使われている。図はエアコン(冷房時)の動作概念図である。(ア)温の冷媒は圧縮機に吸引され,室内機にある熱交換器において,室内の熱を吸収しながら(イ)する。次に,冷媒は圧縮機で圧縮されて(ウ)温になり,室外機にある熱交換器において,外気へ熱を放出しながら(エ)する。その後,膨張弁を通って(ア)温となり,再び室内機に送られる。
暖房時には,室外機の四方弁が切り替わって,冷媒の流れる方向が逆になり,室外機で吸収された外気の熱が室内機から室内に放出される。ヒートポンプの効率(成績係数)は,熱交換器で吸収した熱量を $Q$[J],ヒートポンプの消費電力量を $W$[J]とし,熱損失などを無視すると,冷房時は $\dfrac{Q}{W}$,暖房時は $1 + \dfrac{Q}{W}$ で与えられる。これらの値は外気温度によって変化(オ)。
上記の記述中の空白箇所(ア),(イ),(ウ),(エ)及び(オ)に当てはまる組合せとして,正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

- (1) (ア)低,(イ)気化,(ウ)高,(エ)液化,(オ)しない
- (2) (ア)高,(イ)液化,(ウ)低,(エ)気化,(オ)しない
- (3) (ア)低,(イ)液化,(ウ)高,(エ)気化,(オ)する
- (4) (ア)高,(イ)気化,(ウ)低,(エ)液化,(オ)する
- (5) (ア)低,(イ)気化,(ウ)高,(エ)液化,(オ)する
答えと解説を見る
正解は(5)
解説
【考え方】冷媒(熱を運ぶ液体・気体)は、気化するとき熱を吸い、液化するとき熱を出します。
■1 (ア)(イ) 室内機
膨張弁を通った冷媒は、低温になって室内機へ送られます。→ (ア) 低
室内機で熱を吸いながら気化(液体から気体)します。→ (イ) 気化
■2 (ウ)(エ) 圧縮機と室外機
圧縮機で圧縮されると、高温になります。→ (ウ) 高
室外機で熱を外に出しながら液化(気体から液体)します。→ (エ) 液化
■3 (オ) 成績係数
成績係数(消費電力に対して何倍の熱を運べるか)は、外の気温で変化します。外が寒いほど、暖房の効率は下がります。→ (オ) する
答えは(5)ピヨ。
出典:平成23年度(2011) 第三種電気主任技術者試験(電気技術者試験センター)機械 問12