パッケージ形空調と自動制御の一問一答

解説
ビル用マルチパッケージ形空気調和機は、1台（または1組）の室外機に複数台の室内機を冷媒配管で接続し、室ごとに運転・停止や温度設定ができる方式です。中小規模の事務所ビルなどで広く使われています。

他の選択肢が誤りである理由
・冷媒配管の長さや室外機と室内機の高低差には、機種ごとにメーカーが定めた制限があります。
・室内機ごとに運転や停止、温度の設定ができるのが大きな特長です。
・室外機と室内機の間は冷媒配管で接続し、冷媒で熱を運びます。冷温水の配管で接続するのは、ファンコイルユニット方式などの中央式の方式です。

覚え方のポイント
ビル用マルチは「1台の室外機＋複数の室内機」「個別運転ができる」「配管長・高低差に制限がある」の3点を押さえましょう。

解説
室外機は、周囲の空気と熱をやりとりするため、十分な通風が必要です。壁で四方を囲んだ狭い場所に密集させると、吹き出した空気を再び吸い込む（ショートサーキット）ことになり、冷房時は凝縮圧力が上がって能力が落ちたり、保護装置が働いて停止したりします。

他の選択肢が正しい理由
・吹出し空気の再吸込みを防ぐように、室外機の向きや間隔を決めます。
・点検や修理ができるよう、メーカーが定める保守空間を確保します。
・室外機の騒音や振動が近隣や室内に影響しないよう、設置場所や防振を検討します。

覚え方のポイント
室外機の設置は「通風の確保（ショートサーキットの防止）」「保守空間」「騒音・振動への配慮」の3点が基本です。

解説
空調に使われる多くの冷媒は空気より重く、漏れると床付近にたまります。冷媒自体の毒性が低くても、狭い室で大量に漏れると濃度が高くなり、酸素欠乏の危険があります。漏れたときの濃度は「漏れた冷媒の量÷室の容積」で決まるため、冷媒の充填量が多い系統に小さな室がつながる場合は、漏れたときの濃度が限界の濃度を超えないかを確認し、必要に応じて換気や漏えい検知などの対策をとります。

他の選択肢が誤りである理由
・多くの冷媒は空気より重いため、漏れると天井付近ではなく床付近にたまりやすくなります。
・同じ量の冷媒が漏れた場合、室の容積が小さいほど濃度は高くなります。容積が大きいほど高くなるのではありません。
・濃度が最も高くなるのは容積の最も小さい室なので、確認は系統につながる最も小さな室について行います。

覚え方のポイント
「冷媒は重くて床にたまる」「濃度＝漏れた量÷室の容積」「確認するのは一番小さな室」。酸素欠乏の危険とあわせて覚えましょう。

解説
三方弁は、コイルへ流す水と、コイルを通さずにバイパスさせる水の割合を変えて、コイルの能力を調整します。コイルを通る流量は変わっても、配管系全体を流れる水量はほぼ一定になります（定流量方式）。

他の選択肢が正しい理由
・二方弁でコイルへの流量を絞ると、配管系全体の流量も変わる変流量方式になります。
・変流量方式では、流量が少ないときにポンプの台数や回転数を減らせるので、搬送動力を減らせます。
・三方弁は、コイル側とバイパス側に流れる水の割合を変える弁です。

覚え方のポイント
「二方弁＝変流量＝ポンプ動力を減らせる」「三方弁＝定流量」。省エネルギーの観点では、二方弁による変流量方式が有利です。

解説
比例制御は、目標値と実際の値の差（偏差）の大きさに比例して、弁の開度などの操作量を連続的に変える制御方式です。オンオフ制御に比べて、制御量の変動が小さく、なめらかに制御できます。

他の選択肢が誤りである理由
・オンオフ制御は、操作量を「入」か「切」かの2つの状態で切り換える方式で、制御量は目標値の周りで上下に変動します。
・フィードバック制御は、制御した結果を検出し、目標値との差をなくすように操作量を修正する方式です。
・全開と全閉の二段階で切り換えるのは、オンオフ制御（二位置制御）です。

覚え方のポイント
「オンオフ＝入か切か」「比例＝偏差に比例して連続的に動かす」「フィードバック＝結果を見て修正する」。

解説
室内の温度検出器は、その室の代表的な温度を正しく測れる位置に取り付けます。直射日光が当たる所、吹出口の気流が直接当たる所、発熱する機器の近く、外壁の窓際など、局所的に温度が高くなったり低くなったりする場所は避けます。

他の選択肢が誤りである理由
・吹出口からの気流が当たると、吹出し空気の温度を測ってしまい、室の温度を正しく検出できません。
・窓ガラスの表面は外気の影響を強く受けるため、室の代表的な温度になりません。
・発熱機器の近くでは、機器の熱で実際より高い温度を検出してしまいます。

覚え方のポイント
温度検出器は「代表的な温度が測れる所」。日射・気流・発熱・外気の影響を受ける場所を避けます。

解説
冷媒配管の中に空気や水分が入ると、冷凍サイクルの圧力が異常になったり、水分が凍って膨張弁を詰まらせたり、冷凍機油を劣化させたりして、性能の低下や故障の原因になります。そのため、施工中は管の端を閉じてごみや水分が入らないようにし、施工後は真空引きで管内の空気と水分を取り除きます。

他の選択肢が正しい理由
・冷媒配管には、加工しやすく腐食に強いりん脱酸銅管が一般的に用いられます。
・施工後は、窒素ガスなどで加圧する気密試験を行い、漏れがないことを確認します。
・気密試験の後、真空ポンプで管内を真空にして、空気や水分を取り除きます。

覚え方のポイント
冷媒配管の3大原則は「乾燥（水分を入れない）」「清浄（ごみを入れない）」「気密（漏らさない）」です。

解説
ポンプで運べる熱量は「流量×温度差（×水の比熱）」に比例します。同じ熱量を運ぶ場合、冷温水の往きと還りの温度差を小さくすると、その分だけ多くの水を流す必要があり、ポンプの搬送動力が増えてしまいます。省エネルギーのためには、逆に温度差を大きくとって流量を減らす（大温度差送水）のが有効です。

他の選択肢が正しい理由
・春や秋の中間期に、外気の温度が室内より低いときは、外気を多く取り入れて冷房に利用します（外気冷房）。
・送風機やポンプの動力は回転数のおおむね3乗に比例するので、インバータで回転数を下げると動力を大きく減らせます。
・使っていない室の空調を止めることは、最も基本的な省エネルギーです。

覚え方のポイント
水や空気で熱を運ぶときは「熱量＝流量×温度差」。温度差を大きくすれば流量が減り、ポンプや送風機の動力を小さくできます。「設定温度を適正にする」「使わない所は止める」「外気をうまく使う」「回転数を制御する」とあわせて覚えましょう。

解説
冷房中は、室内や還気の温度を検出して、冷却コイルの制御弁の開度を変え、冷水の流量を調整することで吹出し温度（または室温）を制御します。負荷が小さいときも冷水の流量を最大に固定すると、室が冷えすぎたり、エネルギーが無駄になったりします。

他の選択肢が正しい理由
・冷却コイルの制御弁で冷水の流量を調整し、空気の温度を制御します。
・加湿器は、室内や還気の湿度を検出して運転を制御します。
・外気ダンパの開度を変えることで、取り入れる外気の量を調整します。

覚え方のポイント
空調機の制御は「温度→コイルの制御弁」「湿度→加湿器」「外気量→外気ダンパ」。何を検出して何を動かすかの組合せで覚えます。

解説
水熱源ヒートポンプは、冷却水や井水、熱源水などの水と熱をやりとりして、冷房や暖房を行います。水の温度は外気温度ほど大きく変動しないため、安定した運転がしやすいのが特長です。冷房時に水へ捨てた熱は、冷却塔などで大気へ放出します。

他の選択肢が誤りである理由
・空気熱源ヒートポンプは外気から熱をくみ上げるので、外気温度が低いほど熱をくみ上げにくくなり、暖房能力は下がります。
・空気熱源ヒートポンプは、室外機で外気と直接熱をやりとりするので、冷却塔を必要としません。
・水熱源ヒートポンプは水と熱をやりとりするので、熱源側の熱交換器に霜が付く心配がなく、除霜運転は必要ありません。除霜が必要になるのは、外気と熱をやりとりする空気熱源の室外機です。

覚え方のポイント
「空気熱源＝外気と熱交換（寒いほど能力低下・霜取りあり・冷却塔不要）」「水熱源＝水と熱交換（運転が安定・霜取りなし・冷却塔などが必要）」。