空調設備の全体像と基本用語の一問一答

解説
空気調和は、室内の空気の「温度」「湿度」「気流（空気の流れの速さや分布）」「清浄度（じんあいやガスの少なさ）」の4つを、その室の目的に合った状態に保つことをいいます。これを空気調和の4要素と呼びます。

他の選択肢が誤りである理由
・照度は照明設備、騒音は建築や設備の防音で扱う要素で、空気調和の4要素には含まれません。
・水圧は給水設備などで扱う量で、室内空気の状態を表すものではありません。
・湿度・気流は含まれますが、最も基本となる温度が抜けており、照度・騒音は空調の対象外です。

覚え方のポイント
空調の4要素は「温・湿・気流・清浄」。この4つをどう整えるかが、空調方式や機器を選ぶときの出発点になります。

解説
冷却塔（クーリングタワー）は、水冷式の冷凍機が冷水をつくるときに発生する熱（凝縮器で捨てる熱）を、冷却水を通じて大気へ放出する装置です。冷却塔で冷やされた冷却水は冷凍機へ戻り、室内へ直接送られることはありません。

他の選択肢が正しい理由
・冷凍機は冷水（例：7℃程度）をつくり、ポンプで空気調和機やファンコイルユニットへ送ります。
・ボイラは燃料を燃やして温水や蒸気をつくり、暖房や給湯の熱源として使います。
・空気調和機は、コイル・フィルタ・送風機などを収めた装置で、空気の温度・湿度を整えて室内へ送ります。

覚え方のポイント
冷凍機の周りには2つの水の回路があります。空調機へ行く「冷水」と、冷却塔へ行く「冷却水」を区別しましょう。

解説
排気は、室内の汚れた空気などを屋外へ排出する空気です。空調設備では、空気の流れを次の4つの呼び方で区別します。
外気（OA）：屋外から取り入れる空気／給気（SA）：空調機から室内へ送る空気／還気（RA）：室内から空調機へ戻す空気／排気（EA）：屋外へ捨てる空気。

他の選択肢が誤りである理由
・屋外から新たに取り入れる空気は外気です。還気は室内から空調機へ戻る空気です。
・室内から空調機へ戻る空気は還気で、外気ではありません。
・給気は空調機から室内へ送り込む空気です。屋外へ捨てる空気は排気です。

覚え方のポイント
略号とセットで「OA外気・SA給気・RA還気・EA排気」。図面のダクトにはこれらの略号が書かれています。

解説
相対湿度は、空気中の水蒸気の量が、その温度で含むことのできる最大量（飽和状態）に対してどれくらいの割合かを％で表したものです。天気予報でいう湿度はこの相対湿度です。

他の選択肢が誤りである理由
・絶対湿度は、乾き空気1kgに含まれる水蒸気の質量（kg/kg(DA)）で表します。乾き空気の質量そのものではありません。
・露点温度は、空気を冷やしていったときに水蒸気が凝縮し始める（結露する）温度です。加熱しても湿度が0になることはありません。
・湿らせた布で包んだ温度計で測るのは湿球温度です。乾球温度は普通の温度計で測る温度です。

覚え方のポイント
「相対湿度＝飽和に対する割合（％）」「絶対湿度＝乾き空気1kgあたりの水蒸気量」「露点温度＝冷やして結露が始まる温度」。

解説
エアフィルタは、空気中の粉じん（ほこり）などを捕集して空気を清浄にする装置です。水蒸気を取り除く（除湿する）働きはありません。空調機で除湿を行うのは、主に冷却コイルです。

他の選択肢が正しい理由
・冷却コイルで空気を露点温度以下まで冷やすと、水蒸気が凝縮して取り除かれます（冷却除湿）。
・加熱コイルには温水や蒸気を通し、冬期などに空気を温めます。
・冬の外気は絶対湿度が低いため、加湿器で水分を加えて室内の湿度を保ちます。

覚え方のポイント
空調機の中の役割分担は「フィルタ＝清浄」「冷却コイル＝冷却と除湿」「加熱コイル＝加熱」「加湿器＝加湿」「送風機＝送る」。

解説
ファンコイルユニット（FCU）は、小型の送風機（ファン）と冷温水コイル、フィルタなどを1つにまとめた機器で、室内の窓際や天井などに設置します。中央の熱源から送られてくる冷水や温水をコイルに通し、室内の空気を循環させながら冷暖房を行います。

他の選択肢が誤りである理由
・冷媒を圧縮する屋外の機器は、ヒートポンプの室外機や冷凍機です。
・燃料を燃やして蒸気や温水をつくるのはボイラです。
・冷却水の熱を外気へ放出するのは冷却塔です。

覚え方のポイント
FCU＝「ファン＋コイル」。室ごとに設置してON・OFFや風量を調整できるので、個別制御がしやすいのが特徴です。

解説
ヒートポンプは、冷媒を圧縮・膨張させることで、温度の低い所から熱をくみ上げて温度の高い所へ運ぶ仕組みです。暖房運転では、室外機で外気から熱を吸収し、室内機で放出して部屋を暖めます。電熱線の発熱だけで暖める方式（電気ヒーター）とは異なります。

他の選択肢が正しい理由
・ヒートポンプは、水を低い所からくみ上げるポンプのように、熱を低温側から高温側へ移します。
・四方弁で冷媒の流れを逆にすると、冷房と暖房を切り換えられます。
・冬の外気は冷たくても熱を持っているため、それをくみ上げて利用できます。

覚え方のポイント
ヒートポンプは「熱を運ぶ機械」。使った電力より多くの熱を運べるので、電気ヒーターより効率がよいのが特徴です。

解説
顕熱比（SHF）は、空気の状態を変えるのに必要な全熱量（顕熱＋潜熱）のうち、顕熱が占める割合です。
SHF＝顕熱量÷（顕熱量＋潜熱量） で求め、0〜1の値になります。人が多く湿気の多い室ではSHFが小さく、事務所のように顕熱が主体の室ではSHFが大きくなります。

他の選択肢が誤りである理由
・分母は全熱量（顕熱＋潜熱）です。潜熱量で割るのではありません。
・分子は顕熱量です。潜熱量の割合ではありません。
・顕熱量で割って潜熱量を求める式は、顕熱比の定義とは逆の関係です。

覚え方のポイント
「SHF＝顕熱÷全熱」。空気線図では、この比で空気の状態が変化する向き（状態線の傾き）が決まります。

解説
外壁に面した部分（ペリメータゾーン）は、日射や外気温の影響を強く受けるため、冷暖房の負荷が大きく変動します。一方、建物の中央部（インテリアゾーン）は外気の影響が小さく、照明や人による発熱で年間を通じて冷房が必要なこともあります。そのため、この2つは別の系統にするのが一般的です。

他の選択肢が正しい理由
・東側は午前、西側は午後に日射が強くなるなど、方位で負荷の時間帯が異なります。
・使用時間が違う室を分けると、必要な室だけを運転できて無駄がありません。
・負荷の性質が似た室をまとめると、同じ系統で適切に制御できます。

覚え方のポイント
ゾーニングは「負荷の性質・使用時間・方位」で分ける。ペリメータとインテリアの区別は頻出です。

解説
冷却水は、水冷式の冷凍機と冷却塔の間を循環し、冷凍機で発生した熱を冷却塔まで運んで大気へ捨てるための水です。室内へ吹き出して冷房に使うものではありません。室内へ吹き出すのは、空調機で温度や湿度を整えた空気（給気）です。

他の選択肢が正しい理由
・冷水は冷凍機でつくり、冷水ポンプで空調機やファンコイルユニットへ送ります。
・温水はボイラや温水発生機でつくり、温水ポンプで空調機や放熱器へ送ります。
・パッケージ形空調機などのヒートポンプでは、冷媒が配管で室外機と室内機の間を循環して熱を運びます。

覚え方のポイント
熱を運ぶものは「空気・水・冷媒」の3種類。冷却水は「捨てる熱を運ぶ水」と覚えましょう。