空調機器の一問一答

解説
ファンコイルユニットは冷凍機や冷却塔を内蔵しておらず、機械室の熱源から配管で送られてくる冷水や温水を使って冷暖房します。冷凍機を内蔵して単独で冷暖房できるのは、パッケージ形空調機などの個別方式の機器です。

他の選択肢が正しい理由
・小型の送風機、冷温水コイル、エアフィルタを1つのケーシングに収め、室内の空気を循環させながら冷暖房します。
・中央熱源から冷温水の供給を受け、室ごとや窓際ごとに運転や温度の調整ができるため、ペリメータの負荷処理などに使われます。
・冷房時はコイルの表面で結露するため、ドレンパンとドレン配管が必要です。配管の勾配不良は水漏れの原因になります。

覚え方のポイント
「FCU＝送風機＋コイル＋フィルタ、熱源は外から」。ドレン配管の勾配不良による水漏れは、施工上の代表的なトラブルです。

解説
HEPAフィルタは、定格風量で粒径0.3μmの粒子に対して99.97％以上の捕集率を持つ高性能のエアフィルタです。
クリーンルームや病院の手術室など、高い清浄度が求められる場所で使われます。
圧力損失が大きく、目詰まりすると交換費用もかかるため、前段にプレフィルタや中性能フィルタを設けて、大きな粒子を先に取り除き、HEPAフィルタの寿命を延ばします。

他の選択肢が誤りである理由
・HEPAフィルタは、非常に小さな微粒子まで高い効率で捕集するフィルタです。
・HEPAフィルタは粒子を捕集するもので、ガス状の汚染物質の除去には活性炭フィルタなどを使います。
・圧力損失は大きく、寿命を延ばすために前段のフィルタを設けるのが一般的です。

覚え方のポイント
「HEPA＝0.3μmで99.97％以上」「前段にプレフィルタ・中性能フィルタ」「ガスは活性炭」。

解説
蒸気式加湿器は、水を加熱して蒸気にしてから空気に加える方式で、水中のカルシウムなどの不純物は蒸発せずに残るため、室内に放出されにくく衛生的です。応答が速く、加湿量の制御もしやすいのが特徴です。
一方、水噴霧式や気化式は、水が蒸発するときに空気から熱を奪うため、空気の温度が下がります。水噴霧式では、水中の不純物が白い粉として飛散することがあります。

他の選択肢が誤りである理由
・水噴霧式は、水の蒸発で空気の熱が奪われるため、空気の温度が下がります。
・気化式は、濡らしたエレメントに空気を通して自然に蒸発させる方式で、応答が遅く、細かな制御には向きません。
・蒸気式は、加湿しても空気の乾球温度はほとんど変わりません。

覚え方のポイント
「蒸気式＝温度変化なし・衛生的・応答が速い」「水噴霧・気化式＝温度が下がる」。空気線図での動き方とセットで覚えます。

解説
冷却コイルの通過風速（面風速）が大きすぎると、除湿で生じた水滴が空気に運ばれて下流へ飛散し、ダクトや機器を濡らす原因になります。そのため、冷却コイルの通過風速は適切な値に抑えます。大きくするほど飛散を防げるのではありません。

他の選択肢が正しい理由
・水と空気を逆向きに流す対向流にすると、コイル全体にわたって温度差を大きく保てるため、効率よく熱交換できます。
・列数を増やすと伝熱面積が増えるため、空気の温度をより大きく変化させられます。
・冷却コイルでは除湿によって水が生じるため、下部にドレンパンを設けて受け、排水します。

覚え方のポイント
「コイルは対向流」「冷却コイルは面風速を抑えて水滴の飛散を防ぐ」。空調機の配管接続の向きを確かめる施工上の注意点にもなります。

解説
ふく流吹出口（アネモ型）は、何枚もの円すい形の羽根から空気を放射状に吹き出すもので、周囲の室内空気を多く巻き込む誘引作用が大きく、吹出し空気と室内空気がよく混ざるため拡散性に優れています。事務所などの天井に広く使われます。
ノズル形吹出口は、空気を絞って勢いよく吹き出すため到達距離が長く、劇場やホールなどの大空間に向いています。

他の選択肢が誤りである理由
・ノズル形は到達距離が長いことが特徴で、大空間に用いられます。
・ふく流吹出口は拡散性が高い反面、到達距離は短く、大空間の遠方への送風には向きません。
・ライン形吹出口は細長い形で、ペリメータの窓際に沿って設けて窓面の負荷を処理するのに適しています。

覚え方のポイント
「アネモ＝拡散型（誘引大・到達短）」「ノズル＝到達型（大空間）」「ライン＝窓際」。

解説
吹出口から出た空気は勢いを保ったまま遠くまで届きますが、吸込口では周囲のあらゆる方向から空気が集まってくるため、吸込口から少し離れるだけで気流の速度は急激に小さくなります。
そのため、室内の気流分布は主に吹出口の形式や位置で決まり、吸込口の位置の影響は比較的小さくなります。
ただし、居住域に近い吸込口では、面風速が大きいと不快な気流や騒音の原因になるため、面風速を抑えます。

他の選択肢が誤りである理由
・吸込口の気流は吸込口の近くだけで速く、遠くまでは届きません。
・室内の気流分布は、吸込口より吹出口の影響を強く受けます。
・居住域の近くで吸込口の面風速が大きいと、ドラフトや騒音の原因になります。

覚え方のポイント
「吹出しは遠くまで届く、吸込みはすぐ近くだけ」。空調の気流計画では、吹出口の選定と配置を優先して考えます。

解説
変風量ユニット（VAVユニット）は、室内の温度センサからの信号を受けて、内部のダンパの開度を変え、その室やゾーンへ送る風量を自動で調整する装置です。
ダクト内の圧力が変わっても設定した風量を保てる圧力独立型が多く使われます。
各ユニットが絞った風量の合計に合わせて送風機の回転数を下げることで、搬送動力を節減できます。

他の選択肢が誤りである理由
・常に一定の風量を送るのは、定風量ユニット（CAVユニット）の役割です。
・VAVユニットは、給気の温度ではなく風量を変えて室温を調整します。
・VAVユニットの目的は風量の調整で、消音は消音器などの役割です。

覚え方のポイント
「VAVユニット＝室ごとに風量を自動調整」「送風機はインバータで回転数制御」。最小風量の設定で換気量を確保することも忘れずに。

解説
空気熱源ヒートポンプの暖房運転では、屋外の熱交換器が蒸発器として働き、外気から熱を奪います。
外気温度が低く湿度が高いと、熱交換器の表面温度が0℃を下回って霜が付き、熱交換の能力が落ちるため、一時的に冷房と同じ向きに冷媒を流すなどして霜を融かす除霜（デフロスト）運転が必要になります。
除霜運転の間は、室内への暖房能力が一時的に低下します。

他の選択肢が誤りである理由
・外気温度が低くなるほど、外気から熱をくみ上げにくくなり、暖房能力も成績係数も小さくなります。
・暖房時の屋外の熱交換器は蒸発器として働き、外気から熱を奪います。熱を放出する凝縮器になるのは室内側です。
・除霜運転は、屋外の熱交換器に付いた霜を融かす運転です。暖房時に表面温度が下がるのは屋外側です。

覚え方のポイント
「暖房時の室外機＝蒸発器→霜が付く→デフロスト」「外気温が低いほど能力・COPは低下」。寒冷地では機器選定に注意が必要です。

解説
静止形全熱交換器は、特殊な加工をした紙などの仕切り板を積み重ねた交換素子を持ち、仕切り板の両側を排気と外気が交互に流れることで、仕切り板を通して熱（顕熱）と湿気（潜熱）を交換します。回転する部分がありません。
これに対し、回転形は吸湿性のあるローターが回転し、排気側で熱と湿気を受け取って外気側で放出する方式です。

他の選択肢が誤りである理由
・ローターが回転する方式は回転形全熱交換器です。
・全熱交換器は、静止形も回転形も、顕熱と潜熱の両方を交換します。
・排気と外気は仕切り板で隔てられており、直接混ざらないように作られています。

覚え方のポイント
「静止形＝仕切り板（回転なし）」「回転形＝ローター（回転あり）」。どちらも顕熱と潜熱を交換します。

解説
エアフィルタは、空気中の粉じんを捕集するにつれて目が詰まり、空気が通りにくくなるため、圧力損失はしだいに大きくなります。小さくなっていくことはありません。
圧力損失が大きくなると送風量が減ったり送風機の動力が増えたりするため、定期的な管理が必要です。

他の選択肢が正しい理由
・エアフィルタは、粗じん用（プレフィルタ）、中性能、高性能の順に、より細かな粒子まで捕集できます。そのため、前段にプレフィルタを置いて大きな粒子を先に取り、後段のフィルタの寿命を延ばします。
・捕集率は、対象とする粒子の大きさによって大きく変わるため、どの大きさの粒子を対象にした値かとあわせて確認します。
・差圧計などで圧力損失を監視し、所定の値に達したら清掃や交換を行うのが一般的な管理方法です。

覚え方のポイント
「フィルタは使うほど圧力損失が増える」「差圧で交換時期を判断」「捕集率は粒径で変わる」「粗じん→中性能→高性能の順に細かい粒子まで捕る」。