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61問
問題
空気調和方式と設備の構成との組合せとして、最も不適当なものは次のうちどれか。
(1) 定風量単一ダクト方式 ――― 混合ユニット
(2) 変風量単一ダクト方式 ――― VAVユニット
(3) ダクト併用ファンコイルユニット方式 ――― 還気ダクト
(4) 分散設置空気熱源ヒートポンプ方式 ――― 室外機
(5) 外調機併用ターミナルエアハンドリングユニット方式 ――― VAVユニット
ビル管過去問｜空気調和方式｜定風量・変風量・ファンコイル・ヒートポンプの設備構成を解説
この問題は、代表的な空気調和方式ごとに、どのような設備や機器が組み合わされるのかを問う問題です。空調方式の問題では、名称だけを暗記していると混乱しやすく、どの機器が風量を調整するのか、どの機器が熱を処理するのか、どの方式が個別分散型なのかを整理して理解しておくことが大切です。正解は(1)で、定風量単一ダクト方式に「混合ユニット」を対応させている点が不適当です。混合ユニットは二重ダクト方式などで温風と冷風を混合して各室の温度調整を行う装置として知られており、定風量単一ダクト方式の代表的な構成要素ではありません。一方、そのほかの選択肢は、それぞれの空調方式の設備構成として適切です。
(1) 定風量単一ダクト方式 ――― 混合ユニット
不適切です。定風量単一ダクト方式は、空調機で処理した空気を一本のダクト系統で各室へ送る方式です。「定風量」という名前のとおり、基本的には送る風量を一定にして、吹出し空気の温度などで室内環境を調整します。この方式の中心となるのは空調機、送風機、単一の給気ダクト、吹出口などであり、各室ごとに温風と冷風を混ぜるための混合ユニットを使う方式ではありません。混合ユニットは、主に二重ダクト方式のように、温風ダクトと冷風ダクトの二系統から送られてきた空気を末端で混合して温度調整する場合に用いられます。つまり、「単一ダクト方式」と「混合ユニット」は組合せとしてかみ合っていません。この問題では、空調方式の名称に引っ張られず、その方式で実際に何を制御しているのかを考えることが正答の鍵になります。
(2) 変風量単一ダクト方式 ――― VAVユニット
適切です。変風量単一ダクト方式は、英語でVariable Air Volume方式といい、各室や各ゾーンの負荷に応じて送風量を変化させて室温を調整する方式です。このとき末端側で風量を制御する機器がVAVユニットです。VAVユニットは、室内の温度条件に応じてダンパーを開閉し、供給する空気量を増減させます。単一ダクト方式でありながら、各ゾーンごとに必要な量の空気を送れるので、省エネルギー性に優れる点が特徴です。したがって、変風量単一ダクト方式とVAVユニットの組合せは正しいです。
(3) ダクト併用ファンコイルユニット方式 ――― 還気ダクト
適切です。ダクト併用ファンコイルユニット方式は、室内の顕熱処理を主にファンコイルユニットで行い、外気導入や必要換気をダクト系統で補う方式です。建物全体として外気処理や換気を計画的に行う必要があるため、給気ダクトだけでなく、還気ダクトが設けられることもあります。特に中央の空調機や外調機と組み合わせる場合には、還気を回収して再利用する構成が取られることがあります。ファンコイルユニット方式は「個別の室内ユニット」という印象が強いですが、ダクト併用型ではダクト系統も重要な構成要素です。そのため、還気ダクトを設備構成として挙げるのは適切です。
(4) 分散設置空気熱源ヒートポンプ方式 ――― 室外機
適切です。分散設置空気熱源ヒートポンプ方式は、各フロアや各室などに個別または分散的に設置した空調機器によって空調を行う方式です。空気熱源ヒートポンプ方式では、外気を熱源として冷暖房を行うため、熱交換を行う室外機が必要になります。家庭用のルームエアコンをイメージするとわかりやすいですが、室内機と室外機が一組になって運転するのが基本です。建物用のマルチエアコンでも考え方は同じで、空気を熱源とする以上、外部に熱を放出または吸収する室外機が設けられます。したがって、この組合せは正しいです。
(5) 外調機併用ターミナルエアハンドリングユニット方式 ――― VAVユニット
適切です。外調機併用ターミナルエアハンドリングユニット方式は、外気の処理を外調機でまとめて行い、各ゾーンや各室の空調をターミナルエアハンドリングユニットで行う方式です。実際の運用では、ゾーンごとの負荷変動に応じて風量を調整するためにVAVユニットを併用することがあります。とくに省エネルギーや快適性向上の観点から、必要な場所に必要な量の空気を送る構成はよく採用されます。ターミナル機器という言葉だけで固定風量を連想してしまうと迷いやすいですが、外調機併用方式にVAVユニットが組み合わされることは十分にあります。そのため、この組合せは適切です。
この問題で覚えるポイント
空気調和方式の問題では、まず「何を一定にして、何を変える方式なのか」を整理することが重要です。定風量方式は風量を一定に保ち、主として送風温度などで調整します。変風量方式は風量を変化させて負荷に対応し、その代表的な末端機器がVAVユニットです。ここは頻出なので、定風量と変風量の違いを必ず区別できるようにしてください。 単一ダクト方式は一本の給気ダクト系統で各室に空気を送る方式です。これに対し、温風と冷風の二系統を持ち、末端で混合するのが二重ダクト方式です。混合ユニットはこの二重ダクト方式と結びつけて覚えるのが基本です。「混合」という言葉があるから単一ダクトでも使いそうだと考えると誤ります。 ファンコイルユニット方式は、水を使って室内側で熱処理する方式で、個別制御しやすいのが特徴です。ただし外気処理が苦手なので、外調機やダクトと併用されることが多いです。したがって、ファンコイルユニット方式は単独の室内機方式としてだけでなく、ダクトや外調機と組み合わされる発展形も押さえておく必要があります。 ヒートポンプ方式は、熱源が何かを意識して覚えることが大切です。空気熱源ヒートポンプなら、外気と熱交換するため室外機が必要になります。水熱源や地中熱源などと区別して理解すると、設備構成を問う問題にも対応しやすくなります。 空調方式の学習では、機器名称だけを丸暗記するのではなく、中央方式なのか、各室分散方式なのか、空気方式なのか、水方式なのか、外気処理はどこで行うのかという視点で整理すると、類題にも強くなります。
ひっかけポイント
この問題のひっかけは、「もっともらしい機器名」を空調方式に機械的に当てはめてしまう受験者心理を狙っている点にあります。とくに混合ユニットは、空気を扱う設備なので単一ダクト方式にも付きそうに見えますが、実際には温風と冷風の二系統を混合する文脈で使われる機器です。名前の雰囲気だけで判断すると誤答しやすくなります。 また、ファンコイルユニット方式やターミナルエアハンドリングユニット方式は、単独で覚えていると「ダクトとはあまり関係なさそう」と感じてしまうことがあります。しかし実務上は、外気処理や換気、還気処理と組み合わせて使われるため、ダクトやVAVユニットが関わることがあります。自分が持っている単純なイメージだけで判断すると、一部だけ正しい知識に引っ張られて誤ります。 さらに、「単一ダクト」「VAV」「ファンコイル」「ヒートポンプ」といった用語を個別に覚えていても、設備構成まで結びついていないと対応できません。このタイプの問題では、方式名と機器名を一対一で暗記するのではなく、その方式がどう動くかを図で思い浮かべられるレベルまで理解しておくことが大切です。そうすると、知らない選択肢が出ても、構造的におかしい組合せを見抜けるようになります。
