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59問
問題
個別方式の空気調和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) ビル用マルチパッケージには、同一室外機系統でも室内機ごとに冷暖房が選択できる冷暖房同時型というタイプがある。
(2) 圧縮機の駆動力は、電力を用いるものとガスエンジンによるものがある。
(3) 特殊なものを除き、通常は外気処理機能をもたない。
(4) 分散設置空気熱源ヒートポンプ方式では、圧縮機のON−OFF制御が主流である。
(5) 分散設置水熱源ヒートポンプ方式は、冷房と暖房が混在する場合には熱回収運転が可能である。
ビル管過去問｜個別方式空調｜ビル用マルチ・ヒートポンプ・外気処理機能を解説
この問題は、個別方式空調の代表的な方式と、その制御方式や機能の違いを問う問題です。
ビル用マルチパッケージ、空気熱源ヒートポンプ、水熱源ヒートポンプの特徴を整理しておくことが大切です。
特に重要なのは、近年の個別空調では圧縮機の制御が単純なON-OFFではなく、インバータによる容量制御が主流であるという点です。
したがって、不適当なのは、分散設置空気熱源ヒートポンプ方式でON-OFF制御が主流であるとした記述です。
(1) ビル用マルチパッケージには、同一室外機系統でも室内機ごとに冷暖房が選択できる冷暖房同時型というタイプがある。
適切です。ビル用マルチパッケージ空調機には、同じ室外機につながる複数の室内機を個別に運転できるものがあります。
その中には、ある部屋では冷房、別の部屋では暖房というように、同時に異なる運転モードを選べる冷暖房同時型があります。
これは建物内で日当たりや用途の違いによって熱負荷が異なる場合に有効です。
たとえば、南側の部屋は冷房が必要でも、北側の部屋は暖房が必要になることがあります。
そのような場面で柔軟に対応できるため、オフィスビルなどで広く採用されています。
(2) 圧縮機の駆動力は、電力を用いるものとガスエンジンによるものがある。
適切です。個別方式空調の圧縮機は、一般的には電動機で駆動されますが、ガスエンジンで駆動する方式もあります。
前者は電気式ヒートポンプ、後者はガスヒートポンプと呼ばれます。
ガスヒートポンプは、電力需要の平準化に役立つほか、ガスエンジンの排熱を有効利用できる場合もあります。
このため、個別方式空調における圧縮機の駆動源として、電力とガスエンジンの両方が存在するという理解は正しいです。
(3) 特殊なものを除き、通常は外気処理機能をもたない。
適切です。個別方式空調機は、基本的に各室や各ゾーンの温度調整を主目的とした設備であり、通常は室内空気を循環させて処理します。
そのため、一般的なパッケージエアコンやビル用マルチでは、十分な外気処理機能を標準では備えていないことが多いです。
ただし、全熱交換器や外気処理ユニットを組み合わせることで、換気や外気負荷処理に対応することはあります。
この選択肢では「特殊なものを除き」と条件が付いているため、通常は外気処理機能をもたないという説明で適切です。
個別方式空調と換気設備は、別に考えることが多いという点を押さえておくと理解しやすいです。
(4) 分散設置空気熱源ヒートポンプ方式では、圧縮機のON−OFF制御が主流である。
不適切です。現在の分散設置空気熱源ヒートポンプ方式では、圧縮機の制御はインバータによる容量制御が主流です。
インバータ制御では、必要な冷暖房負荷に応じて圧縮機の回転数を細かく調整できます。
そのため、室温の変動を小さくでき、省エネルギー性も高まります。
これに対して、ON-OFF制御は、設定温度に達したら停止し、外れたら再起動する単純な制御で、負荷変動への追従性や快適性の面で劣ります。
昔の小規模機器では見られましたが、現在の主流とまではいえません。
このため、この記述が最も不適当です。
(5) 分散設置水熱源ヒートポンプ方式は、冷房と暖房が混在する場合には熱回収運転が可能である。
適切です。水熱源ヒートポンプ方式では、建物内の共通水配管を介して熱のやり取りを行います。
そのため、ある場所で冷房によって取り除いた熱を、別の場所の暖房に利用できる場合があります。
これが熱回収運転です。
中間期のように、建物の方位や用途によって冷房が必要な室と暖房が必要な室が同時に存在する場面では、エネルギーを有効に使えるため大きな利点となります。
水を介して熱を移動しやすいことが、この方式の大きな特徴です。
この問題で覚えるポイント
個別方式空調とは、各室または各ゾーンごとに空調機を分散配置して、個別に温度調整を行う方式です。
代表例として、パッケージエアコン、ビル用マルチ、分散設置空気熱源ヒートポンプ方式、分散設置水熱源ヒートポンプ方式があります。
ビル用マルチパッケージでは、1台の室外機に複数の室内機を接続し、各室で個別制御できます。
機種によっては冷暖房同時型があり、同一系統内でも部屋ごとに冷房と暖房を選べます。
この点は、一般的な単一運転モードの機器との違いとして重要です。
空気熱源ヒートポンプ方式は、屋外空気を熱源とする方式です。
構造が比較的シンプルで導入しやすい一方、外気温の影響を受けやすい特徴があります。
現在はインバータ制御が主流で、圧縮機の回転数を調整しながら能力制御を行います。
したがって、ON-OFF制御が主流という理解は古い知識です。
水熱源ヒートポンプ方式は、水を介して熱をやり取りする方式です。
冷暖房が混在する条件では、ある場所の排熱を別の場所で利用する熱回収運転が可能です。
このため、建物全体で熱を融通でき、省エネルギー性に優れます。
空気熱源との違いとして、外気条件の影響を受けにくいことや、熱回収に向くことを整理しておくと得点につながります。
個別方式空調は、通常は外気処理機能を主目的としていません。
換気や外気負荷処理は、別途、外気処理機や全熱交換器などを組み合わせて対応するのが一般的です。
空調と換気を同じものとして考えないことが大切です。
ひっかけポイント
この問題のひっかけは、昔の機器のイメージをそのまま現在の主流だと思い込ませる点にあります。
圧縮機の制御と聞くと、停止と運転を繰り返す単純なON-OFF制御を思い浮かべやすいですが、実際には省エネルギー性や快適性の向上のため、現在はインバータ制御が主流です。
古い知識のまま判断すると誤答しやすくなります。
また、個別方式空調と換気設備の役割を混同させるのも典型的な罠です。
空調機があるのだから外気も処理しているはずだ、と日常感覚で考えると誤りやすいです。
実務上は、温度調整と換気は別設備で担うことが多いため、空調機の役割を正確に区別する必要があります。
さらに、空気熱源と水熱源を同じように見てしまうのも危険です。
どちらもヒートポンプ方式ですが、水熱源のほうが熱回収運転に向いています。
同じヒートポンプという言葉だけで一括りにせず、熱源が空気か水かによる違いまで意識して整理しておくことが、今後の類題対策として非常に有効です。
