出典：建築物衛生管理技術者試験 令和6年度（2024年）｜空気環境の調整 第65問
問題
下の図は、蒸気熱源吸収冷凍機の冷凍サイクルを示したものである。
図中のA、B、Cに対応する蒸気、冷水、冷却水の組合せとして、最も適当なものは次のうちどれか。
(1) 蒸気：A 冷水：C 冷却水：B
(2) 蒸気：B 冷水：A 冷却水：C
(3) 蒸気：B 冷水：C 冷却水：A
(4) 蒸気：C 冷水：A 冷却水：B
(5) 蒸気：C 冷水：B 冷却水：A
ビル管過去問｜吸収冷凍機（蒸気熱源吸収冷凍機の冷凍サイクル）を解説
この問題は、蒸気熱源吸収冷凍機の中で、蒸気、冷水、冷却水がそれぞれどの部分に関わるかを正しく整理できているかを問う問題です。吸収冷凍機は、圧縮機を使う一般的な冷凍機と違い、蒸気などの熱で冷媒を再生しながら冷却を行います。正誤判断のポイントは、蒸気は発生器、冷水は蒸発器、冷却水は凝縮器吸収器に対応するという基本を押さえることです。したがって、正しい選択肢は「蒸気：B、冷水：C、冷却水：A」の(3)です。
(1) 蒸気：A 冷水：C 冷却水：B
不適切です。その理由は、蒸気は発生器に供給され、吸収液から冷媒を追い出すための熱源として使われるからです。吸収冷凍機では、蒸気が入る位置は発生器に対応しますが、この選択肢では蒸気をAにしています。正答との対応関係からみると、Aは冷却水が流れる側であり、蒸気の位置ではありません。冷水をCとしている点は合っていますが、蒸気と冷却水の位置を取り違えているため、組合せ全体として誤りです。
(2) 蒸気：B 冷水：A 冷却水：C
不適切です。その理由は、冷水は蒸発器で冷媒が蒸発するときに熱を奪われ、利用側へ送られる水だからです。つまり、冷水が対応するのは蒸発器側です。この問題ではその位置がCに当たります。Aは凝縮器や吸収器で熱を外へ捨てるための冷却水側なので、冷水をAとするのは誤りです。また、冷却水をCとしている点も逆になっています。蒸気がBである点は正しいのですが、冷水と冷却水を入れ替えてしまっているため不適切です。
(3) 蒸気：B 冷水：C 冷却水：A
適切です。その理由は、蒸気熱源吸収冷凍機の基本構成に正しく一致しているからです。まず、蒸気は発生器に供給され、吸収液を加熱して冷媒蒸気を発生させます。したがって、発生器に対応するBが蒸気です。次に、冷水は蒸発器で冷媒の蒸発潜熱によって冷やされる水であり、利用側へ供給されます。そのため蒸発器に対応するCが冷水です。さらに、冷却水は凝縮器や吸収器で冷媒や吸収液から熱を受け取り、冷却塔などへ熱を運び去ります。この位置がAに当たるため、冷却水はAとなります。吸収冷凍機の各機器の役割を正しく理解していれば、この組合せが最も適当だと判断できます。
(4) 蒸気：C 冷水：A 冷却水：B
不適切です。その理由は、蒸気、冷水、冷却水の対応先を全体的に取り違えているからです。蒸気は発生器へ入り、冷水は蒸発器を通り、冷却水は凝縮器や吸収器を通ります。しかしこの選択肢では、蒸気をC、冷水をA、冷却水をBとしており、各流体の役割と機器の対応が合っていません。特に蒸気をCにしてしまうと、蒸発器側に蒸気が入ることになり、吸収冷凍機の仕組みと整合しません。冷水をAとする点も、熱を捨てる側と冷やされる側を混同した典型的な誤りです。
(5) 蒸気：C 冷水：B 冷却水：A
不適切です。その理由は、冷却水をAとしている点は正しいものの、蒸気と冷水の対応が逆だからです。蒸気は発生器に入って吸収液を加熱する役目を持つため、Bに対応します。一方、冷水は蒸発器で冷やされる水であり、Cに対応します。この選択肢では蒸気をC、冷水をBとしているため、発生器と蒸発器の役割を入れ替えてしまっています。吸収冷凍機では、どの流体がどこで熱を与え、どこで熱を受け取り、どこで熱を捨てるかを順序立てて考えることが大切です。
この問題で覚えるポイント
吸収冷凍機は、圧縮機の代わりに吸収液と熱エネルギーを利用して冷凍サイクルを成り立たせる冷凍機です。 蒸気熱源吸収冷凍機では、蒸気は発生器に供給され、吸収液を加熱して冷媒蒸気を発生させます。 冷水は蒸発器を通る水で、冷媒の蒸発によって熱を奪われて冷やされます。空調機やファンコイルユニットへ送られるのはこの冷水です。 冷却水は凝縮器と吸収器を通る水で、機内で発生した熱を受け取り、冷却塔へ運びます。冷水と違って、利用側を冷やすための水ではなく、熱を外へ逃がすための水です。 役割の整理としては、「蒸気は熱を与える側」「冷水は利用側を冷やす側」「冷却水は熱を捨てる側」と覚えると判断しやすくなります。 発生器、凝縮器、蒸発器、吸収器のうち、蒸気が関係するのは発生器、冷水が関係するのは蒸発器、冷却水が関係するのは主に凝縮器と吸収器です。 圧縮式冷凍機との違いとして、吸収冷凍機は機械的な圧縮仕事よりも熱エネルギーの利用が中心であることも重要です。
ひっかけポイント
もっとも多い誤りは、冷水と冷却水の混同です。どちらも「水」が付くため似ていますが、冷水は室内を冷やすために使われ、冷却水は機械内部の熱を外へ捨てるために使われます。名前が似ていても役割はまったく異なります。 次に引っかかりやすいのは、蒸気の位置を感覚で選んでしまうことです。蒸気は「熱源」であり、必ず発生器に入ります。この原則を押さえずに図の位置関係だけで判断すると誤答しやすくなります。 また、図問題では「冷える場所」と「熱を捨てる場所」を混同しやすいです。蒸発器は冷媒が蒸発して冷却作用を生む場所であり、凝縮器や吸収器は熱を放出する場所です。この違いを曖昧にすると、冷水と冷却水を逆に選んでしまいます。 試験では、一部だけ正しい組合せを混ぜた選択肢がよく出ます。今回も、蒸気だけ合っているものや、冷却水だけ合っているものがあります。部分的に正しいだけで飛びつかず、三つすべての対応がそろっているかを確認することが大切です。
