出典：建築物衛生管理技術者試験令和5年度(2023年)｜空気環境の調整第76問
問題
パッケージ型空調機方式で使用する外気処理ユニットに関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。
(1) ビル用マルチパッケージと同一の冷媒ラインに接続可能である。
(2) 導入した外気に加熱・冷却を行うことが可能である。
(3) 導入した外気は加湿された後に直膨コイルを通過する。
(4) 全熱交換器を組み込んだユニットである。
(5) 給排気の風量バランスについて注意が必要である。
ビル管過去問｜外気処理ユニット｜パッケージ空調機との接続・全熱交換・給排気バランスを解説
この問題は、パッケージ型空調機方式で用いられる外気処理ユニットの基本構成と役割を正しく理解しているかを問う問題です。外気処理ユニットは、室内機だけでは十分に処理しにくい外気を取り込み、温度や湿度をある程度整えて室内へ供給するための機器です。ビル用マルチパッケージと連携できること、全熱交換器を組み込むことが多いこと、給排気バランスへの配慮が必要であることは重要な知識です。正答は(3)で、不適切です。外気処理ユニットでは一般に、まず外気の熱負荷を全熱交換器などで低減し、その後、必要に応じて冷却や加熱、場合によっては加湿を行いますが、「加湿された後に直膨コイルを通過する」と断定する流れは一般的ではありません。むしろ冷却除湿や再熱などの組合せが基本となるため、この記述が不適当です。
(1) ビル用マルチパッケージと同一の冷媒ラインに接続可能である。
適切です。外気処理ユニットの中には、ビル用マルチパッケージ空調機と同一の冷媒系統に接続して使用できるタイプがあります。これは、外気処理ユニット内の熱交換器に冷媒を直接流し、外気を冷却または加熱する仕組みです。ビル用マルチは複数の室内機を一つの室外機系統で運転する方式ですが、その系統に外気処理ユニットを接続することで、居室内の温度調整だけでなく、必要外気の処理まで一体的に行いやすくなります。特に近年の建物では、換気量の確保と省エネルギーを両立するため、こうした連携が重要です。したがって、この記述は正しいです。
(2) 導入した外気に加熱・冷却を行うことが可能である。
適切です。外気処理ユニットの大きな役割は、屋外から取り入れた空気をそのまま室内へ入れるのではなく、室内環境に適した状態へ近づけることです。夏期の外気は高温多湿であることが多く、そのまま入れると室内の冷房負荷が大きくなります。そのため、外気処理ユニットで冷却し、必要に応じて除湿も行います。反対に冬期は低温乾燥の外気を取り込むため、加熱して室内へ送ることがあります。このように、外気処理ユニットは冷却だけでなく加熱にも対応する機器であり、この記述は正しいです。
(3) 導入した外気は加湿された後に直膨コイルを通過する。
不適切です。外気処理ユニットの空気処理の流れとして、この表現は一般的ではありません。通常、外気処理ではまず外気負荷を低減するために全熱交換器を通したり、直膨コイルや冷水コイルで冷却したりして、温度や湿度を調整します。特に夏期は冷却によって除湿することが重要であり、直膨コイルはそのために用いられることが多いです。一方、加湿は主として冬期の乾燥対策として行われる処理であり、冷却コイルの前段で常に行うようなものではありません。むしろ先に加湿してから冷却コイルを通せば、せっかく加えた水分を再び除去することにもなり、合理的ではありません。もちろん機器構成によって例外的な処理順序が存在する場合はありますが、一般的な外気処理ユニットの説明としては不適切です。そのため、この選択肢が最も不適当です。
(4) 全熱交換器を組み込んだユニットである。
適切です。外気処理ユニットには、全熱交換器を組み込んだものが多くあります。全熱交換器は、排気する室内空気から熱だけでなく水分も回収し、取り入れる外気へ移すことができる装置です。これにより、夏は高温多湿な外気をある程度冷たく乾いた状態に近づけ、冬は低温乾燥の外気を暖かく湿った状態に近づけることができます。結果として、後段の冷却・加熱負荷を減らし、省エネルギーにつながります。外気処理ユニットの代表的な特徴として理解しておくべき内容なので、この記述は正しいです。
(5) 給排気の風量バランスについて注意が必要である。
適切です。外気処理ユニットでは、給気と排気の風量バランスが建物内の圧力状態に大きく影響するため、注意が必要です。たとえば、給気量より排気量が過大になると室内が負圧になり、ドアの開閉が重くなったり、隙間から不要な外気や臭気が流入したりします。逆に給気量が過大だと室内が正圧になり、空気が外へ漏れやすくなります。用途によっては正圧や負圧を意図的に作ることもありますが、一般の空調では計画的なバランス管理が必要です。特に全熱交換器を伴う外気処理ユニットでは、給排気が対になって運転されることが多いため、風量の不均衡は性能低下にもつながります。このため、この記述は正しいです。
この問題で覚えるポイント
外気処理ユニットは、屋外から取り入れる新鮮空気を室内に適した状態へ近づけて供給するための機器です。パッケージ型空調機方式では、室内機が主に室内循環空気を処理し、外気処理ユニットが換気用の外気を担当するという役割分担がよく見られます。 ビル用マルチパッケージと接続できる外気処理ユニットでは、同一の冷媒系統を利用して外気を冷却・加熱できます。これは冷媒配管でつながるため、設備構成をすっきりさせやすいという利点があります。 全熱交換器は、排気から顕熱と潜熱を回収して外気へ移す装置です。顕熱は温度に関する熱、潜熱は水分に関する熱です。外気負荷を減らして省エネルギー化できるため、外気処理ユニットの重要な構成要素として頻出です。顕熱交換器との違いもよく問われ、顕熱交換器は温度だけ、全熱交換器は温度と湿気の両方を交換すると整理すると判断しやすくなります。 空気処理の流れでは、夏期は冷却と除湿、冬期は加熱と必要に応じた加湿が基本です。特に直膨コイルは冷却・除湿に用いられることが多く、加湿をした後に直膨コイルを通すという流れは一般的ではありません。処理順序は、何のための処理なのかを考えると判断しやすくなります。冷やせば除湿しやすくなり、暖めれば相対湿度は下がりやすくなります。この関係を押さえることが大切です。 給排気バランスは建物内の圧力制御に直結します。給気過多なら正圧、排気過多なら負圧になり、臭気流出入や隙間風、扉の開閉性などに影響します。病院、クリーンルーム、厨房などでは特に重要で、用途ごとに求められる圧力条件が異なります。このような隣接テーマとのつながりまで理解しておくと応用が利きます。
ひっかけポイント
この問題のひっかけは、外気処理ユニットに関する個々の機能を何となく知っている受験者に対して、空気処理の順序をあいまいにしたまま解かせようとしている点にあります。加熱、冷却、加湿、全熱交換といった言葉はどれも外気処理ユニットに関係するため、単語だけ見て「ありそうだ」と感じると誤りやすいです。 特に注意すべきなのは、「一部だけ正しい」文章です。加湿も直膨コイルも外気処理ユニットに関係する語ですが、それを並べたからといって処理順序まで正しいとは限りません。試験では、このように正しい用語同士を不自然な順番でつなげた選択肢がよく出ます。用語を知っているだけでなく、実際の処理目的と流れを頭の中で再現できるかが問われています。 また、「全熱交換器を組み込んだユニットである」という表現に対して、「必ず全機種に搭載されるのか」と細かく考えすぎて迷う人もいます。しかしこの種の問題では、代表的な特徴として妥当かどうかを見ることが大切です。例外を探し始めると、本来の出題意図から外れてしまいます。 さらに、給排気バランスは換気設備全般の知識ですが、外気処理ユニットにも当然関係します。空調の話と換気の話を別物として切り離して覚えていると見落としやすいので、「外気を扱う機器なら圧力バランスも重要」という発想で整理しておくと引っかかりにくくなります。
