建築物環境衛生管理技術者(ビル管理士) 過去問
第53回(令和5年度(2023年))
問63 (空気環境の調整 問63)

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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53回(令和5年度(2023年)) 問63(空気環境の調整 問63) (訂正依頼・報告はこちら)

空気調和における湿り空気線図上での操作に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。
  • 温水コイル通過後の空気は単純加熱となり、通過前後で絶対湿度は変化しない。
  • 冷房時の室内熱負荷における顕熱比(SHF)が0.8の場合、空調機からの吹出し空気の絶対湿度は室内空気より低くなる。
  • 暖房時に水噴霧加湿を用いる場合、給気温度は加湿前の温水コイルの出口温度と等しくなる。
  • 還気と外気の混合状態は、湿り空気線図上において還気と外気の状態点を結んだ直線上に求められる。
  • 冷水コイルによる冷却除湿では、バイパス空気によりコイル出口における空気の相対湿度は100%とならない。

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この過去問の解説 (2件)

01

湿り空気線図上の操作原理を正しく理解することが重要です。

特に、加熱・加湿・混合・冷却除湿の挙動を正確に把握することで、不適当な記述を特定できます。

選択肢1. 温水コイル通過後の空気は単純加熱となり、通過前後で絶対湿度は変化しない。

単純加熱では絶対湿度に変化はありません。

選択肢2. 冷房時の室内熱負荷における顕熱比(SHF)が0.8の場合、空調機からの吹出し空気の絶対湿度は室内空気より低くなる。

SHFが高い場合、吹出し空気は低湿度になります。

選択肢3. 暖房時に水噴霧加湿を用いる場合、給気温度は加湿前の温水コイルの出口温度と等しくなる。

加湿により潜熱が加わるため、給気温度は変化します。

選択肢4. 還気と外気の混合状態は、湿り空気線図上において還気と外気の状態点を結んだ直線上に求められる。

混合状態は比例混合線上に表されます。

選択肢5. 冷水コイルによる冷却除湿では、バイパス空気によりコイル出口における空気の相対湿度は100%とならない。

バイパス空気がある場合、相対湿度は100%未満です。

まとめ

湿り空気線図を用いた操作では、加湿や混合の挙動に注意が必要です。

水噴霧加湿による給気温度の変化」を特に正確に理解することがポイントです。

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02

湿り空気線図は、空気の温度や湿度、熱量の変化を視覚的に把握するための重要な図表です。空気調和設備では、加熱・冷却・加湿・除湿・混合などの各操作が湿り空気線図上でどのような変化として表れるかを理解することが求められます。それぞれの操作では乾球温度や絶対湿度、相対湿度、比エンタルピーなどの変化の特徴が異なるため、線図上での状態変化を正しく読み取ることが試験でも重要なポイントです。

選択肢1. 温水コイル通過後の空気は単純加熱となり、通過前後で絶対湿度は変化しない。

適切です。温水コイルは空気を加熱する設備であり、水蒸気を加えたり除去したりする働きはありません。そのため、空気の乾球温度は上昇しますが、含まれる水蒸気量である絶対湿度は変化しません。湿り空気線図では、絶対湿度が一定のまま乾球温度だけが上昇するため、状態点は水平方向へ右に移動します。相対湿度は温度上昇に伴い低下しますが、水蒸気の質量自体は変わりません。

選択肢2. 冷房時の室内熱負荷における顕熱比(SHF)が0.8の場合、空調機からの吹出し空気の絶対湿度は室内空気より低くなる。

適切です。顕熱比が0.8であることは、室内で顕熱だけでなく潜熱も処理していることを意味します。潜熱負荷を除去するには空気中の水蒸気を凝縮させて除湿する必要があるため、吹出し空気の絶対湿度は室内空気より小さくなります。もし絶対湿度が変化しなければ潜熱処理ができず、顕熱比が1.0となる単純冷却となってしまいます。

選択肢3. 暖房時に水噴霧加湿を用いる場合、給気温度は加湿前の温水コイルの出口温度と等しくなる。

不適切です。水噴霧加湿では、水が蒸発する際に蒸発潜熱を空気から奪うため、空気の温度は低下します。この現象は断熱加湿と呼ばれ、比エンタルピーがおおむね一定のまま絶対湿度が増加し、乾球温度は下がります。そのため、加湿後の給気温度は温水コイル出口温度と同じではなく、通常はそれより低くなります。暖房時には、この温度低下を見越してあらかじめ高めに加熱することがあります。

選択肢4. 還気と外気の混合状態は、湿り空気線図上において還気と外気の状態点を結んだ直線上に求められる。

適切です。異なる状態の二つの空気を混合すると、混合後の状態点は湿り空気線図上で両者の状態点を結んだ直線上に位置します。さらに、その位置は還気量と外気量の割合によって決まり、流量比に応じて直線上を移動します。この性質を利用することで、外気導入量や混合空気の状態を湿り空気線図から容易に求めることができます。

選択肢5. 冷水コイルによる冷却除湿では、バイパス空気によりコイル出口における空気の相対湿度は100%とならない。

適切です。実際の冷水コイルでは、すべての空気がコイル表面と十分に接触するわけではなく、一部の空気はほとんど冷却されずに通過します。これをバイパス空気といいます。コイル表面に接した空気は飽和状態となりますが、バイパス空気と混合されることで出口空気の相対湿度は通常100%未満になります。この現象はコイルのバイパスファクターによって表されます。

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