管理業務主任者 過去問
令和4年度（2022年）
問22

不適切。自然冷媒ヒートポンプ給湯機（エコキュート）は、冷媒として二酸化炭素を用い水を昇温させた後、湯を直接、必要箇所へ供給できる給湯機です。

ガスを使うエコジョーズとは異なり電気を使いますが、急速に温めることはできません。

主に深夜に給湯しておくため、貯湯タンクを設ける必要があります。

言葉での解説では理解が難しいので、図解等を積極的に調べてみましょう。

適切。潜熱回収型ガス給湯機（エコジョーズ）は、従来排気していただけの燃焼ガスを再利用して給湯する設備です。

燃焼ガスが排気される経路の途中に給水管を導くことによって、熱々の燃焼ガスが給水管内の水を一次的に温めます。

その水が燃焼部へ送られ、二次的に再加熱されるため、従来よりも無駄なく給湯することができるようになっています。

言葉での解説では理解が難しいので、図解等を積極的に調べてみましょう。

適切。各樹脂管を鞘（さや）のように納めているヘッダーを用いた配管です。

従来のヘッダーでは、水栓までの配管途中に数多くの継ぎ目ができてしまい、漏水のリスクが高まる構造になっていました。

上記の給水配管を柔らかくて継ぎ目のない樹脂管に代えることによって、漏水リスクが大幅に減りました。

言葉での解説では理解が難しいので、図解等を積極的に調べてみましょう。

適切。たとえば、水道から出てくる水の温度が15℃で、40℃のシャワーを浴びたいとします。

仮に1号給湯器があるとすれば、1分間で1Lのお湯を出すだけの給湯能力があります。

一般家庭は20号給湯器が主流であるため、1分間で20Lのお湯を出すだけの給湯能力があります。

「最も不適切」です。よってこの肢が正解です。

自然冷媒ヒートポンプ給湯機とは、電気温水器の一種で、自然界に通常存在する二酸化炭素を冷媒に用いて大気の熱を水に移して加温する給湯器です。一般に家庭用はエコキュートという愛称で呼ばれます。エアコンの暖房と原理は同じです。

電気温水器ですから動作に電気を使用します。そこでコストを下げるために料金の割安な深夜電力を利用し貯湯タンクに湯を貯めておきます。
ですから貯湯タンクは必須です。

以下は余談です。

単純に技術的には、エアコンの暖房が温めた空気を貯める必要がないのと同様、瞬間湯沸かしも不可能ではないかもしれません。
もっとも、空気に比べて比熱が大きい水は加熱昇温に時間が掛かって瞬間式で運用するのは家庭向けヒートポンプの現実的な性能としては困難なのかもしれません。
気温が下がりすぎると大気から移せる熱が少なくなるので性能が落ちる(これはエアコン暖房も同じです)ことを考えても、やはり瞬間式として使用できるだけの性能を持たせるのは難しいのでしょう。

なお、給湯“機”となっていますが、機構的にはエアコンと同じで、ヒートポンプユニットはエアコンの室外機と構造は同じ装置なので“機”となっているようです。

ちなみにヒートポンプとは、流体(大雑把に言えば、気体及び液体です)から熱をくみ上げて別の流体に移すという意味でヒートポンプと言います。
熱交換器(代表的なのは自動車のラジエーターです)と機能的には似ているのですが、熱交換器は単純に温度差による熱移動だけ、つまり受動型であるのに対して、ヒートポンプはコンプレッサーで冷媒を圧縮して温度を上げて温度差を大きくすることで多くの熱を速く(温度勾配が大きくなると熱の移動は速くなります)移動させる能動型の装置です。
ヒートポンプでも冷媒と熱を受け渡しする流体との間の熱移動は単純な熱交換器による熱交換ですので、ヒートポンプ＝熱交換器＋(冷媒+コンプレッサー)ということになります。

「最も不適切」ではありません。

潜熱回収型ガス給湯器とは、簡単に言うと、従来捨てていた給湯器の燃焼ガスの排気の熱を再利用して水を予熱することで熱効率を高めた給湯器です。一般に家庭用はエコジョーズという愛称がついています。

従来型の給湯器は、高温の燃焼ガスを通す一次熱交換器(高温の燃焼ガスの熱を低温の水に移すのが交換器です)でのみ水を加熱して、その熱効率は概ね80%程度、つまり2割の熱は大気中に捨てています。

潜熱回収型ガス給湯器では、捨てていた排気熱を再利用するために一次熱交換器の前に二次熱交換器を設置して、一次熱交換器による加熱の前に排気熱で水を予熱してあらかじめ温度を上げます。

この際、二次熱交換器を通った排気ガスを水の凝縮点以下(60℃程度)まで冷やすことで排気ガス中の水蒸気から潜熱(*)を回収するので「潜熱回収型」と言います。
給水温度は、よほど暑い夏の日でもせいぜい40℃台なので熱交換により排気ガスの温度を60℃程度までは十分下げられます。裏返して見れば、排気ガスを給水で冷却しているということです。
つまり、単に排気ガスを再利用して顕熱を回収するだけでなく、排気ガスを100℃以下まで冷やすことで凝縮により放出される潜熱まで利用するので「潜熱回収型」というわけです。
これにより、熱効率を95%程度まで高めることに成功しています。

(*)物質の態が変化するときに必要な熱エネルギーで、態変化に伴い物質から放出又は物質に吸収されます。
潜熱回収型ガス給湯器の場合、水蒸気という気体が水という液体に態変化することで潜熱である凝縮熱が放出されます。

これに対して物質の温度が上昇するために必要な熱を顕熱と言います。

簡単に言えば、温度計で変化が目に見えるから顕(あら)わな熱で顕熱(けんねつ)、目に見えないから潜(ひそ)んだ熱で潜熱(せんねつ)ということです。

以下は余談です。
“機”となっていますがガス給湯器は機械的装置ではないので通常は、“器”と表記すると思います。
まあ、機と器の使い分けに明確な区別はないようですが。

「最も不適切」ではありません。

問題文の通り、さや管ヘッダ式配管工法とは、ヘッダという分岐部分を住戸に配管が入る所に設置し、そこで水栓各所への配管をすべて分岐させた上、さや管というトンネルを作ってその中に実際の給湯配管を通す工法です。

「さや管」とは、給湯器から水栓部までにさや(鞘)となる管を設置し、実際の給湯管は更にそのさや管の中を通すという方式です。
給湯管を直接建物に設置するのではなく、いわば穴の中にホースを通すような状態になるので、給湯管が劣化したら躯体等に手を付けなくても引き抜いて新しい給湯配管を通すだけで交換ができます。

「ヘッダ」とは、給湯器から出た配管を住戸に引き込む前に「ヘッダ」という分岐部分を設けて、そこで水栓各所への配管をあらかじめすべて分けてしまう方式です。

さや管とヘッダを組み合わせることでメンテナンスが容易になります。

さや管ヘッダ式は、配管の交換が容易であるだけでなく、配管の接続部分がヘッダ部と水栓部だけなので保守点検が容易、各給湯管が細くなり、各給湯管内に滞留している水が少なくなり(給湯管全体としては多くなりますが)、使用時に湯待ち時間が短くなるなど他にも色々な利点があります。
欠点を言うなら、配管の総延長が増える分、導入時の初期コストがかかることです。

「最も不適切」ではありません。

給湯器の性能を表す指標である「号数」は、問題文の通り、入ってきた水の温度(入水温度)を25℃上昇させた水を毎分1リットル出湯できるものを1号とします。
 

20号の給湯器であれば、例えば水温20℃の時に45℃の湯が毎分20リットル使用できるということになります。一般的な家庭用なら24号程度までで十分必要な湯量をまかなえます。