建築物環境衛生管理技術者(ビル管理士) 過去問
第52回(令和4年度(2022年))
問68 (空気環境の調整 問68)
問題文
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問題
建築物環境衛生管理技術者(ビル管理士)試験 第52回(令和4年度(2022年)) 問68(空気環境の調整 問68) (訂正依頼・報告はこちら)
- コージェネレーション方式は、電力需要を主として運転することにより最も高いエネルギー利用効率が得られる。
- ガスエンジンヒートポンプ方式は、エンジン排熱を有効利用することができるため、寒冷地における暖房熱源に適している。
- 蓄熱システムは、電力負荷平準化や熱源装置容量削減に効果がある。
- 水熱源方式のヒートポンプは、地下水や下水熱等の未利用エネルギー利用に適している。
- 地域冷暖房システムは、地域での熱源集約化や集中管理化のメリットがある。
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この過去問の解説 (2件)
01
コージェネレーション方式は、電力需要を主として運転することにより最も高いエネルギー利用効率が得られる。
これは不適当です。コージェネは発電時に出る「熱」も余さず使うことで高効率になります。熱需要を主に考えて運転(熱主導)すると、排熱をムダにしにくく、結果として総合効率が高くなります。電力主導だと排熱が余りやすく、効率が落ちやすいです。
不適当です。 コージェネのカギは排熱の有効利用です。熱主導(熱需要に合わせる)で運転すると、排熱を暖房・給湯・再生吸収式冷凍機などにフル活用でき、総合効率が最大化します。電力主導では余熱が捨て熱になりやすく、効率低下につながります。
適当です。 GHPはガスエンジンの排熱を室内機の霜取り・加熱補助や給湯に使えます。外気温が低い状況でも暖房能力を確保しやすいのが特長です。
適当です。 夜間に冷熱・温熱をためて昼間に使うことで、ピーク電力を抑え、熱源機の容量を小さくできます。運用コストの平準化にも役立ちます。
適当です。 地下水・河川水・下水処理水などは年間を通じて温度が安定しており、水熱源HPの高効率運転に向いています。未利用エネルギーの活用例です。
適当です。 複数建物をまとめて大規模・高効率の熱源で供給し、集中監視・集中保守ができます。個別設置より省エネ・省スペース・環境負荷低減が期待できます。
コージェネは排熱の使い切りが勝負。熱主導運転で高効率になります。
GHPは排熱有効利用で寒冷地暖房に強い方式です。
蓄熱はピークカットと熱源容量の圧縮に有効です。
水熱源HPは未利用熱(地下水・下水熱など)の活用に適します。
地域冷暖房は熱源の集約・集中管理でトータルのメリットが出ます。
この整理から、電力主導が最も高効率とする記述だけが外れていると判断できます。
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02
正解は、「コージェネレーション方式は、電力需要を主として運転することにより、
最も高いエネルギー利用効率が得られる。」です。
この問題は、空気調和設備に用いられる各種熱源方式の「特徴」と「適した運用・用途」に関するものです。
コージェネレーション(熱電併給)は、発電と同時に排熱を有効利用することで、
高い総合エネルギー効率を実現するシステムです。
電力需要を主として運転すると、排熱が使い切れず廃棄される割合が増え、総合効率が低下しやすくなります。
一方、ガスエンジンヒートポンプは、エンジン排熱を暖房に利用できるため、
寒冷地での暖房性能に優れます。
蓄熱システムは、夜間電力などを利用して熱を貯め、
昼間に放出することで電力負荷平準化や熱源容量の削減に寄与します。
水熱源ヒートポンプは、地下水・河川水・下水熱などの未利用エネルギーを有効活用でき、
地域冷暖房は熱源の集約化・集中管理による効率化が期待できます。
不適当です。
コージェネレーション方式は、ガスエンジンやガスタービンなどで発電を行い、
その際に発生する排熱を給湯・暖房・吸収式冷凍機などに利用する熱電併給システムです。
総合エネルギー効率を高めるためのポイントは、
発電で生じた排熱をどれだけ無駄なく利用できるかにあります。
そのため、一般的には 熱需要を主とした運転が望ましく、熱需要に合わせて発電量を調整し、
不足分の電力は系統電力で補う、という考え方が基本になります。
電力需要を主として運転すると、電力は有効に使えても、熱需要が不足して排熱が余り、
結果として廃熱が増えて総合効率が低下しやすくなります。
正しいです。
ガスエンジンヒートポンプ(GHP)は、ガスエンジンで冷媒圧縮機を駆動するヒートポンプ方式です。
電動ヒートポンプ(EHP)と異なる大きな特徴は、エンジン自体が燃焼により多量の排熱を発生する点です。
この排熱を室内暖房や温水供給に有効利用できるため、
特に外気温が低く、空気熱源ヒートポンプの性能が低下しやすい寒冷地で有利です。
また、エンジン排熱を熱源として利用することで、霜取り運転の影響を受けにくく、
安定した暖房能力を確保しやすいという利点もあります。
正しいです。
蓄熱システムは、夜間など電力負荷の低い時間帯に冷熱または温熱を蓄え、
昼間のピーク時にその蓄えた熱を放出して空調負荷を賄う方式です。
代表的なものとして、氷蓄熱・水蓄熱・潜熱蓄熱などがあります。
この方式の大きなメリットは、まず 電力負荷平準化 にあります。夜間の余剰電力を有効活用し、
昼間のピーク電力を抑制することで、電力系統全体の安定化や契約電力の低減につながります。
また、ピーク時の熱負荷の一部を蓄熱で賄えるため、
熱源機器の容量を小さく設計できる可能性があり、設備投資の抑制にも寄与します。
正しいです。
水熱源方式のヒートポンプは、地下水、河川水、湖水、下水処理水など、
比較的温度が安定した水を熱源として利用するシステムです。
これらの水は、外気に比べて冬季には高温、夏季には低温であることが多く、
ヒートポンプの効率を高めるうえで有利な熱源となります。
特に下水熱や工場排水などは、これまでほとんど利用されてこなかった、
未利用エネルギーとして位置付けられており、
これを有効活用することで省エネルギーとCO₂削減の両立が期待できます。
正しいです。
地域冷暖房システム(DHC:District Heating and Cooling)は、
地域内にエネルギーセンターを設け、そこで冷水・温水・蒸気などを集中して製造し、
配管網を通じて複数の建物に供給する方式です。
このシステムのメリットは、まず 熱源の集約化です。
個々の建物ごとにボイラやチラーを設置するのではなく、
中央のプラントで大規模かつ高効率な設備を運用することで、
設備効率の向上や保守管理の合理化が図れます。
また、集中管理化 により、負荷の平準化や運転最適化がしやすくなり、
再生可能エネルギーや未利用エネルギーの導入もしやすくなります。
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