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第三種電気主任技術者の過去問 平成28年度(2016年) 機械 問62

問題

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図はヒートポンプ式電気給湯器の概要図である。ヒートポンプユニットの消費電力は1.34kW、COP(成績係数)は4.0である。また、貯湯タンクには17℃の水460Lが入っている。この水全体を88℃まで加熱したい。
次の問に答えよ。

この設問は、(前問)の続きの設問となります。

この加熱に必要な時間tの値[h]として、最も近いものを次の( 1 )~( 5 )のうちから一つ選べ。
ただし、ヒートポンプユニットの消費電力及びCOPはいずれも加熱の開始から終了まで一定とする。
問題文の画像
   1 .
1.9
   2 .
7.1
   3 .
8.8
   4 .
10.5
   5 .
15.4
( 第三種 電気主任技術者試験 平成28年度(2016年) 機械 問62 )
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この過去問の解説 (2件)

1

成績係数COP(Coefficient of Performance)は、以下の式で表されます。

COP=(加熱能力)[kW]/(消費電力)[kW]

ヒートポンプユニットの消費電力が1.34[kW]で、COPが4.0ですから、加熱能力は、

(加熱能力)=(消費電力)×COP

= 1/34 [kW]×4.0

= 5.36 [kW]

となります。

「前問」より、水を88℃まで加熱するのに必要な熱エネルギーは、137[MJ]で、ヒートポンプユニットの加熱能力が5.36[kW]ですので、加熱に必要な時間を求めると、W = J/sec.ですので、

(加熱に必要な時間)[sec.]

= 137[MJ]/5.36[kW]

= 137×103 [kW・sec.]/5.36[kW]

≒ 25560[sec.]

25560[sec.]/3600[sec./h] ≒ 7.1[h]

以上より、正解は2となります。

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0

前問の続き問題です。

ヒートポンプの成績係数とは、消費電力1 kWあたりの加熱能力を表した値です。

加熱能力(kW) / 消費電力(KW) で求められます。

消費電力1.34(KW)に対して成績係数が4.0なので、

消費電力1 kWあたりの加熱能力は1.34(KW)×4 = 5.36kWになります。

第38668問より、136,518.8[kj]を一時間当たりの加熱能力で除した値が、必要な加熱時間になります。

一時間当たりの加熱能力は、5.36×3600[kW・h] = 19,296[kj]

よって136,518.8[kj] / 19,296[kj] = 7.07497927...

選択肢は2になります。

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