出典：建築物衛生管理技術者試験令和4年度(2022年)｜給水および排水の管理第121問
問題
給湯設備における省エネルギーに関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。
(1) 中央式給湯設備の循環ポンプは、省エネルギーのため、返湯管の温度が低下した場合に運転する。
(2) 器具ごとに定流量弁を設置する。
(3) 適切な給湯設備の制御方式を採用する。
(4) 混合水栓の使用を避け、湯と水は別々の水栓とする。
(5) 配管経路の短縮、配管の断熱等を行うことで、放熱損失を低減した配管とする。
ビル管過去問｜給湯設備 省エネルギー対策 循環方式・配管断熱・水栓の選択を解説
この問題は、給湯設備における省エネルギー対策の基本事項を問う問題です。給湯設備では、加熱に使うエネルギーだけでなく、配管からの放熱、循環ポンプの運転、給湯量の過大化など、さまざまな場面で無駄が生じます。そのため、省エネルギーを考えるときは、必要なときに必要な量だけ効率よく給湯するという視点が大切です。正しい選択肢は、返湯温度に応じた循環ポンプの制御、定流量弁の設置、適切な制御方式の採用、配管経路の短縮と断熱です。一方で、混合水栓を避けて湯と水を別々にするという考え方は不適切です。混合水栓は適温での使用をしやすくし、無駄な湯の使用を抑えるうえでも有効だからです。
(1) 中央式給湯設備の循環ポンプは、省エネルギーのため、返湯管の温度が低下した場合に運転する。
適切です。中央式給湯設備では、配管内の湯が冷えると、使用開始時に蛇口から適温の湯が出るまで時間がかかり、その間に水や熱が無駄になります。そこで、返湯管の温度が一定値より低下したときだけ循環ポンプを運転する方式を採用すると、必要以上の連続循環を避けることができ、ポンプ動力と放熱損失の両方を抑えられます。常時運転は利便性の面では有利ですが、熱を配管から逃がし続けるため、エネルギー消費が大きくなりやすいです。温度に応じた制御は、快適性と省エネルギーを両立する代表的な方法です。
(2) 器具ごとに定流量弁を設置する。
適切です。定流量弁は、圧力変動があっても流量が一定以上になりにくいようにする器具です。給湯設備では、必要以上に多くの湯が流れると、その分だけ加熱エネルギーも多く必要になります。器具ごとに定流量弁を設けることで、使い過ぎを防ぎながら、必要な使用感を確保しやすくなります。特に利用者が多い建物では、圧力条件の違いにより一部の器具だけ流量が過大になることがありますが、定流量弁はそのばらつきを抑えるのにも有効です。結果として、給湯量の適正化につながり、省エネルギーに役立ちます。
(3) 適切な給湯設備の制御方式を採用する。
適切です。給湯設備の省エネルギーでは、機器そのものの効率だけでなく、どのように制御するかが非常に重要です。たとえば、使用時間帯に応じた運転、温度に応じた循環制御、必要量に応じた燃焼や加熱の調整などを行えば、無駄な加熱や循環を減らすことができます。逆に、制御が不適切だと、誰も使っていない時間帯にも過剰に運転したり、必要以上に高温で保持したりしてしまい、エネルギーのロスが増えます。したがって、建物用途や使用状況に合った制御方式を選ぶことは、省エネルギーの基本です。
(4) 混合水栓の使用を避け、湯と水は別々の水栓とする。
不適切です。混合水栓は、湯と水を適切に混ぜて使いやすい温度に調整できるため、給湯の省エネルギーにも役立つ場合があります。湯と水が別々の水栓だと、利用者が適温にするまで何度も調整する必要があり、その過程で余分な湯や水を流してしまいやすくなります。特にサーモスタット式混合水栓のように温度調整がしやすいものは、快適性を高めるだけでなく、過剰な給湯使用を抑える効果も期待できます。省エネルギーの観点では、混合水栓を避けるのではなく、むしろ適切な混合水栓を採用することが有効です。そのため、この記述が最も不適当です。
(5) 配管経路の短縮、配管の断熱等を行うことで、放熱損失を低減した配管とする。
適切です。給湯設備では、ボイラーや給湯器でつくった熱が、配管を通っている間に失われることがあります。これが放熱損失です。配管経路が長いほど、また断熱が不十分なほど、周囲に逃げる熱が増えてしまいます。そこで、配管をできるだけ短く計画し、適切に断熱することは、給湯設備の省エネルギー対策として非常に重要です。これは、使用者の手元に届くまでの熱損失を減らすだけでなく、給湯開始までの待ち時間短縮にもつながります。設備設計の段階から意識すべき基本的な対策です。
この問題で覚えるポイント
給湯設備の省エネルギー対策は、給湯機の高効率化だけでなく、運転制御、給湯量の適正化、配管の熱損失低減を総合的に考えることが重要です。中央式給湯では、循環ポンプを常時運転すると、ポンプ動力と配管放熱の両面で無駄が増えるため、返湯温度や時間帯に応じた制御が有効です。配管は経路を短くし、断熱を十分に行うことで、放熱損失を抑えられます。給湯量の面では、定流量弁などで必要以上の流量を防ぐことが省エネルギーにつながります。また、水栓は単に構造で判断するのではなく、適温調整のしやすさまで含めて考えることが大切です。混合水栓、とくに温度調整しやすい形式は、無駄な湯や水の流出を抑えるのに有利です。試験では、省エネルギーとは何を減らすことなのかを意識すると整理しやすくなります。つまり、加熱量、循環量、流量、放熱損失のどこを抑える対策かを考えることが正誤判断につながります。
ひっかけポイント
この問題では、混合水栓を使わず湯と水を分けた方が無駄が少なそうだという日常感覚を利用したひっかけが仕込まれています。たしかに一見すると、混ぜるという行為自体が非効率に思えますが、実際には適温調整に時間がかかるほど湯も水も余分に流してしまいます。そのため、設備の省エネルギーでは、単純な構造のほうが省エネとは限りません。また、循環ポンプは回したほうが便利だからよい、と快適性だけで判断してしまうのも危険です。試験では、利便性、衛生性、省エネルギー性を切り分けて考える必要があります。さらに、省エネルギー対策として示された内容の中に、一部だけもっともらしいが実際には逆効果のものを混ぜるのが典型的な出題パターンです。見慣れた設備名称に引っ張られず、その設備が実際に何を減らすのか、何を増やすのかまで考えることが大切です。
