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71問
問題
空気調和設備に用いられる加湿装置と除湿装置に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。
(1) 冷却除湿機は、空気を冷却して露点温度以下にし、水蒸気を凝縮分離する方式である。
(2) 吸収式除湿機は、塩化リチウムなどの吸収剤を利用した湿式の除湿装置である。
(3) 蒸気式加湿器では、水中に含まれる微生物の放出により空気質が悪化することがある。
(4) 吸着式除湿機は、シリカゲルなどの固体吸着剤に水蒸気を吸着させて除湿する装置である。
(5) 気化式加湿器では、温度降下が生じる。
ビル管過去問｜加湿・除湿装置｜蒸気式・気化式・吸着式・吸収式・冷却除湿の特徴を解説
この問題は、空調設備で使われる代表的な加湿方式と除湿方式の原理を正しく区別できるかを問う問題です。ポイントは、どの方式が「水を蒸発させるか」「水蒸気を凝縮させるか」「薬剤に吸収させるか」「固体に吸着させるか」を整理して理解しているかどうかです。正解は(3)です。蒸気式加湿は、水をいったん蒸気にして空気へ供給する方式なので、気化式加湿器などに比べて微生物を空気中に放出しにくい方式です。逆に、気化式では加湿エレメントや水まわりの管理が不十分だと微生物汚染が問題になりやすいことが知られています。冷却除湿、吸収式除湿、吸着式除湿、気化式加湿は、それぞれ原理を押さえれば正誤判断しやすい選択肢です。
(1) 冷却除湿機は、空気を冷却して露点温度以下にし、水蒸気を凝縮分離する方式である。
適切です。冷却除湿は、湿った空気を冷却コイルなどで冷やし、空気中の水蒸気を露点温度以下で結露させて取り除く方式です。つまり、空気に含まれていた水分を液体の水として分離する除湿方法です。一般的なエアコンの冷房運転でも、この原理によって室内の除湿が行われています。試験では「冷やして結露させる」のが冷却除湿であると押さえておくと、加湿方式や乾燥剤方式との区別がしやすくなります。
(2) 吸収式除湿機は、塩化リチウムなどの吸収剤を利用した湿式の除湿装置である。
適切です。吸収式除湿は、液体の吸収剤に空気中の水蒸気を取り込ませる方式です。代表例として塩化リチウム水溶液などが用いられます。吸収剤が水分を取り込むので「湿式」の除湿方式といえます。これに対して、シリカゲルなどの固体に水分を保持させるのは吸着式であり、ここを混同しないことが大切です。「吸収」は液体側に取り込むイメージ、「吸着」は固体表面に付着させるイメージで整理すると覚えやすいです。
(3) 蒸気式加湿器では、水中に含まれる微生物の放出により空気質が悪化することがある。
不適切です。これが最も不適当な記述で、正解です。蒸気式加湿器は、水を加熱して蒸気として供給する方式です。蒸気は水が気体になったものであり、水槽内の微生物や不純物がそのまま空気中に飛び出すわけではありません。そのため、一般に蒸気式は衛生性が高い方式とされます。実際、空調システム内の微生物汚染の比較では、気化式加湿器のほうが蒸気式加湿器より付着微生物量が多いことが報告されています。医療施設での比較研究でも、蒸気式と気化式で微生物状況の比較が行われており、蒸気式は衛生面で有利な方式として扱われます。したがって、「蒸気式で微生物の放出により空気質が悪化する」とする本選択肢は、方式の特徴を逆に述べている点が誤りです。
(4) 吸着式除湿機は、シリカゲルなどの固体吸着剤に水蒸気を吸着させて除湿する装置である。
適切です。吸着式除湿は、シリカゲルやゼオライトなどの固体乾燥剤に空気中の水蒸気を吸着させて除湿する方式です。吸収式との違いは、液体の吸収剤を使うか、固体の吸着剤を使うかにあります。試験では「シリカゲル」が出てきたら吸着式を連想できるようにしておくと有利です。固体表面に水分を保持させるため、低温低湿域で有利になる場面もあり、冷却除湿では対応しにくい条件で使われることがあります。
(5) 気化式加湿器では、温度降下が生じる。
適切です。気化式加湿は、水を蒸発させることで空気に水分を与える方式です。水が蒸発するときには蒸発潜熱が必要で、その熱を周囲の空気から奪います。そのため、空気の温度が少し下がる傾向があります。これは断熱加湿のイメージで理解するとわかりやすいです。蒸気式加湿では蒸気そのものを加えるため温度低下は起こりにくいですが、気化式では空気の熱を使って水を蒸発させるため、温度降下が生じます。
この問題で覚えるポイント
加湿と除湿の問題では、まず原理で分類できるようにすることが重要です。冷却除湿は、空気を露点温度以下まで冷却して水蒸気を凝縮させる方式です。除湿の中でも最も基本的で、冷房とセットで問われやすい方式です。吸収式除湿は、塩化リチウムなどの液体吸収剤に水蒸気を取り込ませる湿式の除湿です。吸着式除湿は、シリカゲルなどの固体吸着剤に水蒸気を付着させる乾式の除湿です。この「吸収は液体、吸着は固体」という整理は頻出です。加湿では、蒸気式は水をいったん蒸気にして供給するため衛生性が高く、微生物を放出しにくいことが重要です。気化式は水の蒸発を利用するため、蒸発潜熱の分だけ温度が下がりやすく、加湿エレメントや給水部の衛生管理も重要になります。試験対策としては、方式名だけでなく、「どうやって湿気を増やすか、減らすか」「衛生性はどうか」「温度変化はどうか」まで一緒に覚えると、応用問題にも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、蒸気式と気化式の衛生性を入れ替えている点にあります。受験者は「水を使う加湿器はどれも微生物が出そうだ」という日常感覚で考えてしまいがちですが、試験では方式ごとの原理の違いが最優先です。蒸気式は水を加熱して蒸気として供給するため、気化式とは衛生面の特徴が異なります。また、「吸収式」と「吸着式」は言葉が似ているため、液体を使うのか固体を使うのかを曖昧に覚えていると誤りやすいです。さらに、気化式加湿の温度低下も、普段の生活では意識しにくいため見落としやすいポイントです。今後も、似た名称の方式が並んだときは、名前の雰囲気ではなく、熱と水分がどう移動するかという原理に立ち返って判断することが大切です。
