チラーとは?冷却塔との役割・仕組みの違いを解説

ビルなどの大きな建物の中を冷やす際に冷却塔(クーリングタワー)は必要であり、食品加工工場などものが腐らないように安心な温度に保ちたいときには、チラーが重要な役割を果たします。
なんとなく構造や役割を知っているものの、もっと詳しく知りたい方もいるでしょう。

本記事では、冷却塔(クーリングタワー)やチラーの役割、仕組み、構造について詳しく解説していきます。

冷却塔(クーリングタワー)やチラーとは

まずは、冷却塔(クーリングタワー)やチラーとはいったいどういったものかを詳しく説明していきます。

冷却塔(クーリングタワー)とは

夏に外からデパートやビルの中に入ると、涼しく心地よい温度になっているのは、空調のおかげです。

この空調設備などを使用する際に、いったん温かくなってしまった冷却水をまた冷やすために冷却塔(クーリングタワー)が使用されます。

エネルギーを使うため、使用するといったん温度が上がってしまい、そのままではもう一度使えません。
もう一度使えるようにするため、冷却塔(クーリングタワー)を使用して冷やします。

冷却塔(クーリングタワー)には2つの種類があり、開放式と密閉式に分かれます。

チラーとは

通常水を冷やしたいと思ったら、冷蔵庫に入れるのが一般的ですが、連続的に冷やそうと思ったときは、冷蔵庫では難しくなります。

一定の温度に保ち冷却器で水を循環させたい場合、このチラーが活躍します。
温度がまちまちになってしまうと困るものなどに使用されています。

設置する際は、配管工事など必要な場合もありますが、中には簡単に今ある装置へ接続して使用できるチラーも販売されています。

冷却塔(クーリングタワー)とチラーの違いとは

一見水を冷却するという意味では、冷却塔(クーリングタワー)とチラーは一緒に感じてしまいます。

似たような装置のため、同じものなのではないかと感じてしまうかもしれません。
確かに似てはいますが、細かく追及していくと役割なども異なります。

空調設備で冷却水をもう一度冷やして使いたいという場合は、冷却塔(クーリングタワー)で十分です。

何度に冷やさなければいけないということもなく、温度が上昇したものを外気などの力を使って、またもう一度使用できる温度くらいに冷えれば問題ありません。

それに対してチラーは、同じように水を冷やしますが、さらに一定の温度を保つことができます。

アバウトに冷やすというよりも、明確に「この温度にしたい」という希望に合わせて冷やすというようなイメージです。

温度を一定に保てるという意味では、冷却塔(クーリングタワー)のように冷やすだけでなく、温かい温度に保つこともできます。
冷やすケースが大半ですが、チラーの場合は、温めてその温度を保とうと思えば可能なのです。

冷却塔(クーリングタワー)やチラーの役割

冷却塔(クーリングタワー)とチラーがどんなものかわかってきたところで、今度はどんな役割をしているのか見ていきましょう。
それぞれが、私たちの今の生活に欠かせない役割を果たしています。

冷却塔(クーリングタワー)の役割

冷却塔(クーリングタワー)は、空調を使うビルなどでは欠かせないもので、重要な役割を果たしています。

冷暖房設備なども冷却水などを冷やし、何回も水を使用し、使えるようにしてくれています。
水も無限ではないため、1回使用し温度が上がったからといって、そのたびに捨てていたら大変です。

水を大切に利用するためにも、冷却塔(クーリングタワー)は活躍してくれています。
外気などに触れ気化熱で冷却水を冷やすため、環境へも優しい仕組みになっています。

人々がビルなどの中で過ごす際に快適でいられるよう、空調システムの効率を良くしてくれる役割も担っているのです。

チラーの役割

チラーも日々の生活の中で重要な役割を果たしてくれていて、なくてはならない存在です。
主に食品加工工場、計測機械などで使われています。

たとえば食品加工をする際には、全国のスーパーなどに卸すための量を製造しているため、かなりの水が必要になります。

冷却塔(クーリングタワー)の場合は温度を一定にすることはできませんが、チラーを使えば、大量に水を使用する場合でも、同じ温度を保つことができます。

効率よく大量の水を使って、食品加工の製造を行えます。
食品は特に温度によって風味や味が変わってしまいますし、温かい場合は微生物が繁殖しやすい温度となり、品質にも危険が伴います。

チラーを利用することで効率的に水を冷やすことができるため、大きな役割を果たしているのです。

冷却塔のチラーの導入なら空研工業

冷却塔(クーリングタワー)やチラーの仕組み

水を冷やす効率のいい仕組みが、冷却塔(クーリングタワー)にもチラーにもあります。
どのような仕組みを利用しているのか、冷却塔(クーリングタワー)、チラーとそれぞれにわけて説明していきます。

冷却塔(クーリングタワー)の仕組み

冷却塔(クーリングタワー)の場合は、開放式と密閉式の2つに仕組みが分かれます。

まず開放式の場合は水が直接外気に触れるようにできていて、温かくなってしまった冷却水を冷やします。
外気に触れ水を蒸発させることで、効率的に冷たくできるため、ほとんどの冷却塔(クーリングタワー)では開放式を採用しているのです。

ただし冷却水が外気に触れてしまうため、汚れやすいというデメリットもあります。

このデメリットをカバーができるのが密閉式という仕組みで、冷却水が外気に直接触れることがないため、水が汚れる心配も少なくなります。

密閉された中で配管の中の水が冷やされるため、ゴミや汚れ・微生物なども繁殖しにくくなるのです。
どうしても冷却水を汚したくないというときに、密閉式は採用されています。

チラーの仕組み

チラーも2つの仕組みに分かれています。それは、冷媒の冷却方式として、空冷式と水冷式というものがあります。

冷媒というのは、冷凍サイクルの中で気化することによって気化熱を奪い、冷水を作るために仕事をしているものです。

冷媒は非常に気化しやすいもので、例としてアンモニアやフロンがあげられます。

まず空冷式チラーは、冷却に使われ気化した冷媒を、ファンを使用し温度を下げることによって、液体に戻します。

ファンはクルクルと回る扇風機のようなもので、常に回し冷却を行う仕組みです。
水冷式チラーは、冷却に使われ気化した冷媒を、冷却塔(クーリングタワー)で冷やした冷却水を使って温度を下げることによって、液体に戻します。

冷凍サイクルによってつくられた水が循環し、一定の温度が保てるように、繰り返し動作をしているのが特徴です。

冷却塔(クーリングタワー)とチラーの方式

仕組みでもどのようになっているのか説明はしていますが、冷却塔(クーリングタワー)やチラーの冷やす形式は決まっています。
ここでは、冷却塔(クーリングタワー)の方式とチラーの方式について説明していきます。

冷却塔(クーリングタワー)の方式

冷却塔(クーリングタワー)は開放式と密閉式がありますが、どちらも外気を使います。

開放式は、冷却水の一部を蒸発させることにより、冷却水を冷やすことができます。
密閉式は散布水の一部を蒸発させることにより散布水を冷やし、配管内部の冷却水を冷やします。

冷却水が外気に触れるときには、上から落ちて来る冷却水に外気を下から当てる向流型(カウンターフロー)と、横から直角に当てる直交流型(クロスフロー)の2種類があることも覚えておきましょう。

チラーの方式

チラーの循環方式としては、開放系循環式と密閉系循環式に分かれます。
冷却部分が冷やしたい部分を開放している状態で適温に冷却するのが、開放系循環式の方式です。

開放されているため、その分さまざまな汚れなども入ってきやすく、腐食に十分な注意が必要です。

対して、密閉系循環式の場合は、冷たくする部分は開放されていません。
チラーで冷たくする箇所は、しっかりと閉まっています。
汚れが入ってきにくい利点もあります。

冷却塔(クーリングタワー)とチラーの構造

ここでは冷却塔(クーリングタワー)とチラーの構造は、それぞれどんな風になっているのか説明していきます。

冷却塔(クーリングタワー)の構造はどうなっている?

冷却塔(クーリングタワー)はさまざまなパーツを上手に組み合わせた構造になっていて、1つ1つのパーツが重要な役割を果たしています。

主に送風機、水槽、散水装置などからできていて、上手に動くことで冷却水を冷やし何回も使えるようにしています。

汚れが溜まりやすくもなっていますので、ブロー装置を使い、定期的に排水を行える構造にもなっています。
しっかりと手入れをすれば、清潔に使用できるようにもなっているのが特徴です。

チラーの構造はどうなっている?

チラーの中でも、空冷式の構造の中で重要な役割を果たしているのは、ファンです。

外気と熱を交換して、適温になるように冷媒を冷やしてくれます。
設置も簡単で、管理の手間なども省けるため、使い勝手がいい構造になっているのも特徴です。

水冷式の構造は、冷却水が重要な役割を果たしていて、冷媒を冷やしてくれます。

ファンがない分、音などはほとんど気にならないのですが、冷却水を使うため新たに配管の工事は必要です。
外気とは触れ合わない構造となっているため、汚れにくくもなっています。

まとめ

冷却塔(クーリングタワー)とチラーは、同じように温かくなった水を冷却するため、似たようなものに感じてしまいますが、違う部分もあるので覚えておきましょう。

空調設備などでは冷却塔(クーリングタワー)を、病院で使用する計測機械や食品加工工場などでは温度を一定に保つためチラーを使用しています。

どちらも重要な役割を果たしているため、なくてはならないものです。

冷却塔のチラーの導入なら空研工業

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