建築士試験 解説ノート

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令和3年度 一級建築士 環境・設備 No.11を解説、空気調和設備に関する誤りを見抜くポイント

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令和3年度 一級建築士試験 学科Ⅱ(環境・設備)No.11は、空気調和設備に関する問題です。4つの記述のうち、最も不適当なものを選びます。

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この問題のポイント

水蓄熱槽、冷却塔、遠心冷凍機、吸収冷温水機と、空調の熱源まわりの省エネ手法が問われます。とくに蓄熱槽で利用温度差を確保する制御が判断の決め手です。

引っかけの核心は、水蓄熱槽の流量制御です。利用温度差を確保するには、負荷に応じて水量を変える変流量制御が有効です。水量を一定にすると温度差が確保しにくく、効率が落ちます。

※ 問題文そのものは建築技術教育普及センターの公式PDFで確認できます。

正解:選択肢1(これが最も不適当な記述)

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各選択肢の正誤

選択肢 正誤 解説
1 ×(誤り) 利用温度差を確保するために蓄熱槽からの水量を一定に制御とした点が誤り。利用温度差の確保には負荷に応じた変流量制御が有効です。
2 ○(正しい) 密閉式冷却塔の省エネルギーのため、ファンの発停制御や回転数制御を行うのは適切です。
3 ○(正しい) 遠心冷凍機の成績係数を改善するため、中間期に夏期より低い冷却水入口温度で運転するのは適切です。
4 ○(正しい) ガスエンジンから発生する排熱を利用するため、排熱投入型の吸収冷温水機を設置するのは適切です。

選択肢1は、利用温度差の確保に水量を一定に制御とした点が誤りで、負荷に応じた変流量制御が有効です。

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選択肢1のポイント

水蓄熱槽は、往きと還りの水の温度差(利用温度差)を大きく取るほど、少ない水量で多くの熱を運べ、槽を有効に使えます。利用温度差を大きく保つことが、蓄熱を効率よく使うかぎです。

そのためには、負荷に応じて水量を変える変流量制御が有効です。負荷が小さいときも水量を一定にすると、還り温度が往き温度に近づいて温度差が小さくなり、蓄熱を有効に使えず効率が落ちます。蓄熱システムは、変流量制御を基本とするのが理想です。

選択肢1は「水量を一定に制御した」としており、利用温度差を確保するねらいと逆向きです。利用温度差の確保には変流量制御、と押さえると見抜けます。

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覚え方

  • 水蓄熱槽の利用温度差を確保=変流量制御(負荷に応じて水量を変える)。定流量は効率低下
  • 冷却塔の省エネ=ファン発停・回転数制御
  • 中間期は冷却水入口温度を下げてCOP改善/ガスエンジン排熱=排熱投入型吸収冷温水機

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理解度チェック

Q.

水蓄熱槽の利用温度差を確保するには、熱交換器を通過する水量を一定に制御するのがよい。〇か×か。

×。利用温度差の確保には負荷に応じた変流量制御が有効です。水量を一定にすると温度差が小さくなり効率が落ちます。

Q.

遠心冷凍機は、中間期に夏期より低い冷却水入口温度で運転すると、成績係数(COP)を改善できる。〇か×か。

。冷却水温度が低いほど凝縮圧力が下がり、COPが改善します。

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出典

  • 建築技術教育普及センター「令和3年度 一級建築士試験 学科の試験 学科Ⅱ(環境・設備)問題」
  • 水蓄熱槽の利用温度差は変流量制御で確保(定流量は効率低下)・冷却塔のファン制御・遠心冷凍機のCOPと冷却水温度・排熱投入型吸収冷温水機:空気調和設備の省エネ
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編集・解説

建築士試験 解説ノート編集部

建築業界の実務経験をもとに、一級・二級建築士試験の「環境・設備」を過去問から整理しています。運営者情報

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