空調設備①（冷暖房方式・ヒートポンプ・熱源機器）の要点（30秒でわかる）
- 空調方式：全空気方式（ダクト）、水方式（FCU）、冷媒方式（パッケージ）の3分類
- 全空気方式：単一ダクト（定風量/変風量）、二重ダクト。大規模建物向き
- 水方式：ファンコイルユニット（FCU）＋外調機。個別制御が可能
- 冷媒方式：パッケージエアコン、マルチエアコン。小〜中規模建物に最適
- 出題傾向：各方式の特徴・メリデメの正誤問題が頻出。比較表で整理すると覚えやすい
結論から言います。空調設備は第一次検定で最も問題数が多い選択分野のひとつです。冷暖房方式・ヒートポンプ・熱源機器の知識は、空調系の仕事をしている人なら得点源になります。
出題傾向（2級管工事 第一次検定）
空調設備はNo.6〜17の12問から出題されます（選択科目の一部）。空調方式の分類、熱源機器の種類、冷却塔の知識が頻出です。空調系の実務経験がある方は最優先で選択したい分野。全体の攻略は「第一次検定の出題傾向と攻略法」、選択戦略は「選択問題の戦略」をご覧ください。
空調方式の分類｜全空気・水・冷媒の3方式【頻出】
空調方式は大きく分けて「何で熱を運ぶか」で分類されます。原論③「熱力学（冷凍サイクル・湿り空気線図）」で学んだ冷凍サイクルが、実際の空調設備でどう使われているかがこの分野のテーマです。
主な空調方式の比較
| 方式 | メリット | デメリット |
|---|---|---|
| 単一ダクト（CAV） | 構造がシンプル | 個別のゾーン制御が難しい |
| 単一ダクト（VAV） | ゾーン別に風量制御可能、省エネ | VAVユニットのコスト |
| ファンコイルユニット | 個別制御しやすい、ダクト不要 | 換気は別途必要 |
| ビル用マルチ | 室ごとに運転ON/OFF可能 | 大規模には不向き |
実際のオフィスビルでは、ダクト併用ファンコイルユニット方式がよく使われます。中央の空調機から新鮮空気をダクトで送り、各室のファンコイルで温度を個別調整する――「換気は中央、温度調整は各室」という合理的な仕組みです。
CAVとVAVの違い（超頻出）
- CAV（定風量方式）：風量は一定で、温度を変えて制御。構造がシンプル
- VAV（変風量方式）：温度は一定で、風量を変えて制御。省エネ効果が高い
- 覚え方：C=Constant（一定）=風量一定、V=Variable（可変）=風量可変
ダクトの設計や圧力損失については「空調設備②（換気設備・排煙設備・ダクト）」で詳しく解説しています。ダクト内の流速と圧力損失は原論②「流体力学」の知識が土台になります。
熱源機器の種類と特徴｜ボイラ・チラー・ヒートポンプ
熱源機器は冷水・温水・蒸気を作る「空調の心臓部」です。
| 機器 | 機能と特徴 |
|---|---|
| 冷凍機 | 冷水を作る。圧縮式（ターボ・スクリュー・レシプロ）と吸収式がある |
| ボイラー | 蒸気・温水を作る。暖房・給湯に使用。燃料はガス・油が多い |
| ヒートポンプ | 冷暖房兼用。冷媒の流れを切り替えて冷水/温水を作る。COP3〜6 |
| 吸収冷凍機 | ガスや蒸気の熱を利用して冷水を作る。電力消費が少ない |
| 冷却塔（クーリングタワー） | 冷凍機の排熱を外気に放出する装置。水の蒸発冷却を利用 |
大きなビルの屋上に見える「もわもわと水蒸気が上がっている箱」が冷却塔です。冷凍機で冷水を作る際に発生する熱を、冷却水を使って冷却塔から外気に捨てます。冷却塔はレジオネラ菌の繁殖リスクがあるため、定期的な清掃と水質管理が義務づけられています。
ヒートポンプの原理（冷凍サイクルとCOP）については、原論③「熱力学」で理論的な解説をしています。
吸収冷凍機と圧縮冷凍機の違い
| 項目 | 圧縮冷凍機 | 吸収冷凍機 |
|---|---|---|
| 動力 | 電気（コンプレッサー） | ガス・蒸気（熱） |
| 冷媒 | フロン系 | 水（吸収剤は臭化リチウム） |
| 電力消費 | 大きい | 小さい（ピーク電力削減に有利） |
なぜ吸収冷凍機が選ばれるのか（現場の知恵）
夏のピーク時に電力使用量を抑えたいビルでは、ガスで動く吸収冷凍機が選ばれることがあります。電力デマンドを下げることで電気代を大幅に削減できるのです。「電気で冷やすか、ガスで冷やすか」はビルのエネルギー戦略そのものです。
よくある質問と試験のひっかけポイント
Q. 全空気方式と水方式の最大の違いは？
A. 搬送媒体の違いです。全空気方式は空気をダクトで送って冷暖房。水方式は冷温水を配管で送り、各室のFCU（ファンコイルユニット）で冷暖房。水は空気より熱容量が大きいため、配管が小さくて済むのが水方式のメリットです。
Q. 変風量（VAV）方式と定風量（CAV）方式の違いは？
A. CAV（定風量）は常に一定風量を送り、温度で調整。VAV（変風量）は必要に応じて風量を変化させるため省エネ効果が高い。大規模ビルではVAVが主流です。
Q. パッケージエアコンとマルチエアコンの違いは？
A. パッケージは室外機1台に室内機1台。マルチは室外機1台に複数の室内機を接続できるため、設置スペースが限られるビルで採用されます。
試験でこう出る！出題パターン
- パターン1：全空気方式・水方式・冷媒方式の特徴と適用先の正誤問題
- パターン2：定風量（CAV）と変風量（VAV）の比較問題
- パターン3：FCU（ファンコイルユニット）の特徴と設置場所
- パターン4：熱源機器（ボイラ・チラー・ヒートポンプ）の原理と特徴
暗記のコツ
| 項目 | ポイント |
|---|---|
| 3方式の搬送媒体 | 全空気＝空気、水＝冷温水、冷媒＝フロン等 |
| VAV vs CAV | VAV＝Variable（変化）＝省エネ、CAV＝Constant（一定） |
| FCU | Fan Coil Unit＝ファンとコイルで個別空調→水方式の代表 |
| ヒートポンプ | 冷凍サイクルの応用→冷暖房切替可能→COP3〜6で高効率 |
理解度チェック
【問1】VAV方式はどのように室温を制御するか？
【問2】吸収冷凍機の冷媒と吸収剤の組み合わせとして正しいのはどれか？
【問3】冷却塔で注意すべき衛生上のリスクは何か？
【問4】ファンコイルユニット（FCU）方式で別途設備が必要になるのは何か？
（1）暖房 （2）冷房 （3）換気 （4）除湿
よくある質問と試験のひっかけポイント
ミニテストで知識を確認しよう
空調設備は管工事の出題数が多い重要分野。ミニテストで知識を定着させましょう。
こう間違える人が多い！
- 「CAVは風量を変えて制御」 → 逆。CAV=Constant（一定）は風量一定で温度を変えて制御。風量を変えるのはVAV
- 「吸収冷凍機の冷媒はフロン」 → フロンは圧縮冷凍機。吸収冷凍機の冷媒は水で、吸収剤が臭化リチウム
- 「FCUだけで換気もできる」 → FCUは室内循環のみ。換気には別途外気導入設備が必要
- 「冷却塔は冷凍機を冷やす」 → 正確には冷凍機の凝縮器で温まった「冷却水」を冷やす装置
なぜ冷暖房方式の使い分けが出題されるのか？
建物の用途（オフィス、病院、工場…）によって最適な空調方式は全く異なります。たとえば手術室にファンコイルユニットは使えません（ホコリが舞う）。管工事の現場では「なぜこの方式を選んだか」を理解して施工する必要があり、試験でも方式の特徴と用途のマッチングが頻出です。
まとめ｜空調方式の比較を正確に覚える
| テーマ | 覚えるべきポイント |
|---|---|
| 空調方式 | 全空気・全水・空気+水・冷媒の4分類。CAV（定風量）とVAV（変風量）の違い |
| 熱源機器 | 冷凍機・ボイラー・ヒートポンプ・吸収冷凍機の役割と違い |
| 冷却塔 | 排熱を外気に放出。レジオネラ菌対策が必須 |
空調設備は管工事の花形分野です。もっと問題を解きたい方は「おすすめテキスト・参考書」で紹介している過去問題集で演習しましょう。
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