出典：建築物衛生管理技術者試験令和5年度(2023年)｜給水および排水の管理第117問
問題
給湯設備の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) 部分負荷を考慮し、エネルギー利用効率の高い熱源機器を採用する。
(2) エネルギーと水の節約を図るため、湯と水を別々の水栓から出さずに混合水栓を使用する。
(3) 配管経路を短縮する。
(4) 中央式給湯方式の循環ポンプは、連続運転とせず、給湯管（往き管）の温度が低下した場合に作動させる。
(5) 排水からの熱回収をする場合、熱交換器の腐食などによる湯の汚染を防止するために間接熱交換方式とする。
ビル管過去問｜給湯設備の省エネを解説
この問題は、給湯設備の省エネルギー対策について、熱源機器の選定、水栓方式、配管計画、循環制御、排熱回収といった基本事項を正しく理解しているかを問うものです。給湯設備では、熱をつくる段階だけでなく、運ぶ段階、使う段階、回収する段階まで含めて省エネを考えることが大切です。正しい選択肢は、部分負荷に配慮した高効率熱源機器の採用、混合水栓の使用、配管経路の短縮、排水熱回収時の間接熱交換方式です。不適当なのは、循環ポンプの制御対象を給湯管の往き管温度としている記述です。循環制御では、一般に戻り管の温度低下を検知して必要時のみ運転する考え方が重要です。
(1) 部分負荷を考慮し、エネルギー利用効率の高い熱源機器を採用する。
適切です。給湯設備の熱源機器は、常に最大負荷で運転されるわけではなく、実際には多くの時間帯で部分負荷運転となります。そのため、定格時の効率だけでなく、部分負荷時にも効率が大きく落ちにくい機器を選ぶことが省エネルギー上重要です。たとえば、給湯需要の少ない時間帯でも無駄に大きな熱源を動かすと、燃料や電力を余分に消費してしまいます。実際の使用状況に合った容量選定と、負荷変動に追従しやすい高効率機器の採用は、省エネの基本です。
(2) エネルギーと水の節約を図るため、湯と水を別々の水栓から出さずに混合水栓を使用する。
適切です。混合水栓は、湯と水を使用者が適温になるように調整しやすく、必要以上に湯を流しっぱなしにする無駄を減らしやすい方式です。湯用と水用が別々の水栓だと、適温にするまでの調整がしにくく、その間に余分な水や湯を流してしまうことがあります。混合水栓は使い勝手の向上だけでなく、結果として給湯エネルギーと給水量の削減にもつながります。とくに日常的に頻繁に使用する洗面や流しでは、小さな節約でも積み重なると大きな効果になります。
(3) 配管経路を短縮する。
適切です。給湯配管が長いと、配管表面からの放熱損失が増え、使う前に冷めてしまう熱量が大きくなります。また、使用者が湯が出るまで待つ時間も長くなり、その間に水を捨てることになるため、水の無駄も増えます。配管経路をできるだけ短くすると、熱損失を抑えられるだけでなく、立ち上がり時間も短くなり、快適性と省エネの両面で有利です。給湯設備の省エネは、熱源だけではなく、配管計画の良し悪しにも大きく左右されます。
(4) 中央式給湯方式の循環ポンプは、連続運転とせず、給湯管（往き管）の温度が低下した場合に作動させる。
不適切です。中央式給湯方式では、循環ポンプを24時間連続で運転すると、ポンプ動力の消費だけでなく、配管からの放熱損失も増えるため、省エネルギーの観点からは必要時に限定した運転が望まれます。この考え方自体は正しいのですが、制御の基準として見るべきなのは、通常は給湯管の往き管ではなく、循環して戻ってくる還り管の温度です。往き管は熱源から出た直後で温度が高く保たれやすいため、それだけを見ても末端側の温度低下を適切に把握できません。還り管温度が下がったときに循環ポンプを作動させることで、必要なときだけ循環させ、無駄な運転を減らせます。この選択肢は、省エネ制御の方向性はもっともらしく見えますが、温度検知の位置が不適切です。
(5) 排水からの熱回収をする場合、熱交換器の腐食などによる湯の汚染を防止するために間接熱交換方式とする。
適切です。排水には汚れや腐食性成分が含まれることがあり、衛生面と安全面に十分な配慮が必要です。そのため、排水の熱を回収して給湯に利用する場合には、排水と給湯用の水が直接接触しない間接熱交換方式が原則となります。これにより、熱交換器の損傷や腐食が起きても、飲用や洗浄に使う湯が汚染される危険を低減できます。省エネ設備では、単に熱を回収できればよいのではなく、衛生性と安全性を確保した方式であることが重要です。
この問題で覚えるポイント
給湯設備の省エネルギーは、熱源、配管、使用方法、制御、排熱回収の各段階で考える必要があります。熱源機器は定格効率だけでなく、実使用で多い部分負荷時の効率まで含めて評価することが大切です。水栓は混合水栓のように温度調整がしやすい方式の方が、無駄な給湯と給水を減らしやすくなります。配管は短いほど放熱損失が減り、湯待ち時間も短くなるため、省エネに有利です。中央式給湯の循環ポンプは連続運転よりも必要時運転が望ましく、制御の基準は末端の温度低下を反映しやすい還り管温度で考えるのが基本です。さらに、排水熱回収では、省エネ性だけでなく衛生性が重要であり、給湯水を汚染しない間接熱交換方式が原則です。このテーマでは、効率だけを見るのではなく、熱損失、ポンプ動力、衛生性まで含めて設備全体で判断することが得点につながります。
ひっかけポイント
この問題のひっかけは、もっともらしい省エネ表現の中に、制御対象の位置だけをずらしている点にあります。循環ポンプを連続運転しないという部分だけを見ると正しそうに見えますが、往き管温度を基準にするという細部が誤りです。試験では、このように全体の方向性は正しいのに、一語だけ不適切という形で出題されることがよくあります。また、混合水栓は快適性向上の設備という日常感覚が先に立ち、省エネとの結びつきを見落としやすい点も注意が必要です。さらに、排水熱回収では「熱を回収できればよい」と考えてしまうと誤りやすく、実際には衛生性確保のための間接熱交換が重要です。省エネ設備の問題では、効率改善の話と衛生・安全の話が同時に出ることが多いため、設備の目的だけでなく、成立条件まで押さえておくことが大切です。
