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120問
問題
給湯設備に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。
(1) 配管中の湯に含まれている溶存空気を抜くためには、圧力の低いところに自動空気抜き弁を設置する。
(2) 加熱装置に逃し管を設置する場合は、水を供給する高置水槽の水面よりも高く立ち上げる。
(3) 密閉式膨張水槽を設ける場合は、逃し弁の設定圧力を膨張水槽にかかる給水圧力よりも低くする。
(4) 逃し管には、弁を設けてはならない。
(5) 循環ポンプの揚程は、循環回路系で最も長くなる配管系統の摩擦損失から決定する。
ビル管過去問｜給湯設備の配管と安全装置 逃し管・膨張水槽・空気抜き弁・循環ポンプを解説
この問題は、給湯設備における配管、安全装置、循環ポンプの基本的な考え方を問う問題です。給湯設備では、空気だまりを防ぐための空気抜き、加熱による水の膨張に対応するための逃し管や膨張水槽、さらに安定した循環を行うためのポンプ選定が重要です。正解は(3)で、密閉式膨張水槽を設ける場合でも、逃し弁の設定圧力を膨張水槽にかかる給水圧力より低くしてしまうと、通常の給水圧でも逃し弁が作動してしまうおそれがあり不適切です。他の選択肢は、給湯設備の安全性や機能維持の観点から適切な内容です。
(1) 配管中の湯に含まれている溶存空気を抜くためには、圧力の低いところに自動空気抜き弁を設置する。
適切です。給湯配管内では、水を加熱すると溶け込んでいた空気が気泡となって分離しやすくなります。こうした空気は、圧力が低い場所や配管の高い位置に集まりやすいため、そこで自動空気抜き弁を設けると効率よく排出できます。空気がたまると、流れが悪くなったり、循環不良や異音の原因になったりするため、空気抜きは給湯設備の安定運転に欠かせません。
(2) 加熱装置に逃し管を設置する場合は、水を供給する高置水槽の水面よりも高く立ち上げる。
適切です。逃し管は、加熱による水の膨張や異常な圧力上昇を逃がすための安全上重要な配管です。高置水槽から給水される場合、逃し管の立ち上がり高さが水槽水面より低いと、水圧の影響を受けて正常に機能しないおそれがあります。そのため、水を供給する高置水槽の水面より高く立ち上げることで、逆流や不適切な流出を防ぎ、膨張分や蒸気を安全に逃がせるようにします。逃し管は単なる配管ではなく、安全装置の一部として考えることが大切です。
(3) 密閉式膨張水槽を設ける場合は、逃し弁の設定圧力を膨張水槽にかかる給水圧力よりも低くする。
不適切です。密閉式膨張水槽は、加熱によって増えた水の体積を受け止め、配管内圧力の急上昇を防ぐために設けられます。このとき逃し弁は、通常運転時には作動せず、異常に圧力が上昇した場合にのみ開くよう設定しなければなりません。したがって、逃し弁の設定圧力を膨張水槽にかかる給水圧力より低くすると、通常の給水圧の段階で弁が開くおそれがあり、設備として正常に機能しません。逃し弁の設定圧力は、通常圧力より十分高く、かつ設備の耐圧を超えない範囲で設定するのが基本です。
(4) 逃し管には、弁を設けてはならない。
適切です。逃し管は、加熱装置や給湯設備内の圧力上昇を安全に逃がすための経路です。この配管の途中に弁を設けると、誤って閉止された場合に圧力の逃げ場がなくなり、機器の破損や重大事故につながる危険があります。そのため、逃し管には流れを妨げる弁を設けてはいけません。これは安全装置としての確実性を守るための重要な原則であり、試験でもよく問われる基本事項です。
(5) 循環ポンプの揚程は、循環回路系で最も長くなる配管系統の摩擦損失から決定する。
適切です。給湯循環配管では、ポンプが建物内の湯を循環させるため、配管の長さや曲がり、弁類などによる摩擦損失を考慮して必要な揚程を決めます。特に、最も不利となる長い配管系統で十分な流量を確保できるようにする必要があるため、その系統の摩擦損失を基準に選定します。循環ポンプの揚程を小さく見積もると末端で湯温が下がりやすくなり、逆に過大だとエネルギーの無駄や流速過大による不具合につながるため、適切な算定が重要です。
この問題で覚えるポイント
給湯設備では、加熱による水の体積膨張と配管内の空気混入への対策が重要です。空気抜き弁は、空気が集まりやすい配管の高い位置や圧力の低い場所に設けるのが原則です。逃し管は圧力上昇を安全に逃がすための配管であり、途中に弁を設けて閉塞の危険をつくってはいけません。また、高置水槽から給水する場合の逃し管は、水槽水面との位置関係に注意し、正常に機能する高さまで立ち上げる必要があります。 密閉式膨張水槽は、加熱による膨張水を吸収して圧力変動を抑える装置です。一方、逃し弁は異常圧力時に作動する安全装置であり、通常時の給水圧で開いてはなりません。このため、膨張水槽と逃し弁は役割が異なることを明確に区別することが大切です。試験では、膨張を吸収する装置と、危険時に圧力を逃がす装置の違いを理解しているかがよく問われます。 循環ポンプの選定では、揚程は高低差そのものではなく、循環回路における摩擦損失を基準に考えることが重要です。特に最も条件の厳しい配管系統で必要流量を確保できるように設計します。給湯循環は末端でも速やかに温水を供給するための仕組みであり、ポンプの能力不足は湯待ち時間の増加や温度低下につながります。安全装置、配管、ポンプの役割をそれぞれ整理して覚えると、同テーマの問題に対応しやすくなります。
ひっかけポイント
この問題のひっかけは、もっともらしい安全装置の説明の中に、圧力設定の前後関係を逆にした記述を紛れ込ませている点です。逃し弁は安全のため低く設定したほうがよい、と日常感覚では考えやすいですが、給湯設備では通常運転時に作動しないことが前提です。そのため、給水圧より低く設定するという記述は一見安全そうでも、実際には設備が成り立たなくなります。 また、膨張水槽と逃し弁の役割を混同すると誤答しやすくなります。膨張水槽は通常運転時の圧力変動を吸収する装置であり、逃し弁は異常時の最後の安全確保を担う装置です。この違いを曖昧に覚えていると、両者の設定条件を逆に理解してしまいます。 さらに、空気抜き弁や循環ポンプについても、感覚ではなく配管内で何が起こるかを具体的にイメージできるかが問われています。空気は高いところや圧力の低いところに集まり、ポンプは最も不利な系統を基準に選ぶという原則を押さえておくと、似た問題でも迷いにくくなります。
