電験三種(第三種電気主任技術者) 機械 一問一答・五肢択一(全4問)|ヒートポンプ

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電験三種(第三種電気主任技術者)「機械」のうち、ヒートポンプの問題です(大分類:電熱・重要度C)。一問一答2問 → 五肢択一2問の順に解き、解答・解説は各問題の下を開いて確認してください。

一問一答(○×)

重要度:C 難易度:★☆☆

問1:ヒートポンプは、低温側から熱をくみ上げて高温側へ移すので、消費した電力量より大きな熱量を加熱に利用できる。

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正解:○

加熱量=くみ上げた熱量+消費電力量となるので、成績係数(COP)は1より大きくなります。


重要度:C 難易度:★☆☆

問2:ヒートポンプの成績係数は、低温側と高温側の温度差が大きいほど高くなる。

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正解:×

温度差が小さいほど成績係数は高くなります(理想的な場合、加熱用COP=T高/(T高−T低))。

五肢択一

重要度:C 難易度:★★☆

問3:消費電力2kWで運転している加熱用ヒートポンプの成績係数(COP)が4.0である。このヒートポンプが低温側からくみ上げている熱量〔kW〕の値として、正しいものはどれか。ただし、損失は無視する。

  1. 0.5
  2. 2.0
  3. 6.0
  4. 8.0
  5. 10.0
【第3問:正解と解説】

正解:3

正解は3です。

加熱量=COP×消費電力=4.0×2=8.0kW

くみ上げる熱量=加熱量−消費電力=8.0−2=6.0kW(冷却用COPに相当する値は3.0で、加熱用COPより1小さい)

1:誤り。消費電力をCOPで割った値です。

2:誤り。消費電力です。

3:正しい。

4:誤り。加熱量(高温側へ移す熱量)です。

5:誤り。加熱量に消費電力を加えた値です(引きます)。


重要度:C 難易度:★★☆

問4:成績係数(COP)4.0のヒートポンプ給湯器で、15℃の水300kgを加熱する。消費電力量が3kW·hのとき、加熱後の湯の温度〔℃〕の値として、最も近いものはどれか。ただし、水の比熱は4.18kJ/(kg·K)とし、熱損失は無視する。

  1. 159.0
  2. 49.4
  3. 34.4
  4. 23.6
  5. 17.2
【第4問:正解と解説】

正解:2

正解は2です。

加熱量=4.0×3×3,600=43,200kJ

温度上昇=43,200/(300×4.18)≒34.4K、湯温≒15+34.4=49.4℃

1:誤り。比熱で割っていない値です。

2:正しい。

3:誤り。温度上昇分の値です(初めの水温を足していません)。

4:誤り。COPを掛けていない値です。

5:誤り。COPで割った値です。

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