電験三種 平成24年度(2012) 機械 問17(b) 過去問解説

問17(b) 《電熱(空調機の成績係数と冷房電力の減少)》
(選択問題:問17または問18のどちらか1問を解く) 間口 10[m],奥行き 40[m]のオフィスがある。夏季の節電のため,天井の照明を間引き点灯することにした。また,間引くことによる冷房電力の削減効果も併せて見積もりたい。節電電力(節電による消費電力の減少分)について,次の(a)及び(b)の問に答えよ。 (b) この照明の節電によって照明器具から発生する熱が減るためオフィスの空調機の熱負荷(冷房負荷)も減る。このため,冷房電力の減少が期待される。空調機の成績係数(COP)を3とすると,照明の節電によって減る空調機の消費電力は照明の節電電力の何倍か。最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
  1. (1) 0.3
  2. (2) 0.33
  3. (3) 0.63
  4. (4) 1.3
  5. (5) 1.33
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正解は(2)
使う公式
成績係数 $\mathrm{COP} = \dfrac{\text{冷房能力(取り去る熱)}}{\text{消費電力}}$
解説
【考え方】照明の電力は、すべて部屋の熱になります。COP(成績係数)は「取り去る熱 ÷ 消費電力」なので、減る熱を COP で割ります。 ■1 減る熱 照明の節電電力を P とします。 照明の消費電力が P 減ると、部屋に出る熱も P 減ります。 ■2 空調機の消費電力の減り方 COP = 3 なので、熱を P 取り去るのに必要な電力は $\dfrac{P}{3}$ です。 空調機の消費電力は $\dfrac{P}{3}$ 減ります。 ■3 何倍か $\dfrac{P/3}{P} = \dfrac{1}{3} \fallingdotseq 0.33$ 倍 答えは(2)ピヨ。
出典:平成24年度(2012) 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17(b)