ビル管理士総合情報.com(令和2年度空気環境の調整「過去問題解説5」)

令和2年度空気環境の調整「過去問題解説5」

問題66

蓄熱槽を用いた蓄熱システムに関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

負荷の大きな変動に対応できる。
熱源機器の容量が大きくなる。
開放式の水槽の場合、より大きなポンプ能力が必要となる。
熱源を定格で運転できる。
氷蓄熱では冷凍機の効率が低下する。

答え【2】

蓄熱システムとは、熱源設備により製造された冷熱・温熱を蓄熱し、必要な時に必要な量だけ取り出して利用するシステムです。
(2)はピ―クカットにより、熱源装置容量を小さくできる。(これにより、設備費、受変電設備容量、及び機械室面積を小さくできる)

その他蓄熱槽の特徴を示します。

蓄熱槽(蓄熱方式)

蓄熱の目的は、熱を計画的に効率よく蓄積し、必要な時に必要なだけ取り出して利用することがある。このため、間欠運転対応、熱源容量削減、熱回収、排熱利用、太陽熱利用、深夜電力利用等の目的で使用される。

蓄熱槽の種類

密閉式
- 槽が密閉構造で配管や機器の摩擦損失分だけの動力ポンプ容量でよい。
開放式
- 槽が大気に開放されている。密閉型に比べ、ポンプの実揚程の分だけ余分な動力が必要で、電気量が高くなる。開放されているので水質汚染に注意が必要。

蓄熱方式のメリット

安価な深夜電力の使用が可能
熱源機器が故障したときや停電時に短期間であるが、水槽の熱で対処できる
夜間運転では凝縮圧力が低くなりCOPが向上する。
ピ―クカットにより、熱源装置容量を小さくできる。(これにより、設備費、受変電設備容量、及び機械室面積を小さくできる)
部分負荷運転の対処が容易にできる(テナントが延長するときなどに)
蓄熱槽の水を火災時に消火用水として利用できる。

蓄熱方式のデメリット

開放式水槽の場合は実揚程がかかるためポンプの動力が増加する
氷蓄熱では蒸発器出口の冷媒温度が低くなりCOPが低下する
水槽の構築費が高価
夜間運転移行により管理人件費の増大
槽内の水混合の、熱損失または熱取得時によって、一般的に蓄熱した熱量を全部有効にくみあげることができない。蓄熱槽の蓄熱効果は一般に60～85%である

問題67

の図は蒸気熱源吸収冷凍機の冷凍サイクルを示したものである。図中のA,B,Cに対応する蒸気、冷水、冷却水の組合せとして、最も適当なものは次のうちどれか。

令和2年問題67

A―――B―――C
B―――A―――C
B―――C―――A
C―――A―――B
C―――B―――A

答え【5】

下の図のように(5)が正解です。

令和2年問題67

Aは吸収熱を除去するための冷却水
Bは蒸発器によって冷却される冷水
Cは薄くなった吸収液を加熱した冷媒水を追い出すための蒸気

平成28年問題68

問題68

ボイラに関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

鋳鉄製ボイラは、スケ―ル防止のため装置系を密閉系で設計・使用する。
貫流ボイラの取扱いには、容量によらずボイラ技士に関する資格が必要である。
炉筒煙管ボイラは、直径の大きな横型ドラムを本体とし、燃焼室と煙管群で構成されている。
真空式温水発生機では、缶体内を真空に保持して水を沸騰させ、熱交換器に伝熱する。
真空式温水発生機では、容量によらずボイラに関する取扱資格は不要である。

答え【2】

(2)の貫流ボイラはボイラ本体は、水管壁に囲まれた燃焼室及び水管群からなる対流伝熱面で構成され、大きなドラムがなく、ボイラ水が循環しないことが特徴である。他のボイラに比べて法的な取り扱い資格などが緩和されており、ボイラ技士の資格を有しない。

各ボイラの特徴を以下に示します。

ボイラ

鋳鉄製ボイラ
- 分割搬入が可能で寿命が長い。低圧蒸気、低温水を給湯・暖房用に供給する。
- 鋳鉄製ボイラは、鋳鉄という材料の節約から、高温・高圧・大容量のものは製作不可能。
  ボイラ構造規格により、温度は高温120℃、圧力は蒸気ボイラの場合0.1MPa、温水ボイラの場合水頭圧50mまでに制限され、容量は換算蒸発量4t/h程度が限度である。また、構造上、セクションの内部清掃が難しいため、スケ―ル防止のため、装置系を密閉系で設計・使用するのが原則である。
炉筒煙管ボイラ
- 胴内に炉筒と煙管群との両方を設けた内だき式のボイラで、一般に直径の大きな波形炉筒1本と直管の煙管群からなっている。
  中規模建築物などの暖房用、吸収式冷凍機の熱源として使われる。炉筒煙管式ボイラは、保有水量が大きく負荷変動に対して安定性があるためホテルなどでも多く使われる。
貫流ボイラ
- ボイラ本体は、水管壁に囲まれた燃焼室及び水管群からなる対流伝熱面で構成され、大きなドラムがなく、ボイラ水が循環しないことが特徴である。他のボイラに比べて法的な取り扱い資格などが緩和されており、ボイラ技士の資格を有しない。
立てボイラ
- 立て型の缶内に燃焼室と比較的少数の水管又は煙管を設けた簡単な構造で、設置面積が少なく済む小規模な建築物に使用される。
水管ボイラ
- 伝熱面が水管で構成され、ボイラ水循環方法により、強制循環式、自然循環式、還流式がある。
- 水管ボイラは、大きなドラムと水管壁に囲まれた燃焼室を有する構造のボイラで、熱媒として蒸気を発生するために用いられています。
真空式温水発生機
- 真空式温水発生機は、缶体内を大気圧より低く保持しながら水を沸騰させ、真空中で水蒸気を発生させ熱交換器に伝熱する80℃以下の低温水を発生。
  真空式温水発生機は内部圧力が大気圧より低いため、ボイラとしての法的な適用を受けません。

平成29年問題68
平成28年問題69
平成27年問題71

問題69

冷却塔に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

開放型冷却塔の水質管理として、強制的な循環水ブロ―及び補給、薬品による水処理等が必要である。
密閉型冷却塔は、電算室やクリ―ンル―ム系統用に採用されることが多い。
開放型冷却塔は通風抵抗が大きいため、密閉型冷却塔よりも大きな送風機動力が必要である。
開放型冷却塔と外気取入口との距離は、10m以上とする。
開放型冷却塔では白煙防止対策として、冷却塔の壁面に熱交換器を設置して外気を加熱する方法がある。

答え【3】

(3)の密閉型冷却塔は、通風抵抗の増加に伴い送風機動力が増加する上、散布水ポンプにかかわる機構が付加されるため、開放型冷却塔に比べて装置が大型となり、コストも高くなる。

(1)は冷却水と大気が直接接触することから、大気中の汚染物質により水質が悪化し、機器・配管等に腐食を招くことがあるため、水質管理が重要となります。
(2)については密閉型冷却塔は大気中に開放される開放型冷却塔に比べて、汚染物質による水質悪化の心配が少なく冷凍機及び冷却水配管の腐食を招く恐れが少ないので、信頼性を要求される電算室やクリ―ンル―ムで採用されることが多いです。