【冷却塔の方式別】図面から冷却塔の仕組み・役割を知ろう

冷却塔(クーリングタワー)は方式の異なるいくつかの種類があり、どの方式の製品を選べば良いかは設置する場所や使用する目的によって異なります。

適切な冷却塔(クーリングタワー)を選ぶために冷却塔(クーリングタワー)の役割や仕組み、構造を製品の図面を見ながら理解することが大切です。

冷却塔(クーリングタワー)とは

冷却塔(クーリングタワー)は、水の蒸発を利用して冷却水を冷却する装置です。

ビルや商業施設などの空調や地域冷暖房設備である冷凍機、工場や研究所の機械のための産業用空調設備において、冷却水の冷却をするために設置される設備です。

冷却塔(クーリングタワー)の役割

空調や冷凍機の冷却水は使用されると温度が上昇してしまいます。
温度が上昇した冷却水は冷却塔(クーリングタワー)内に送られ、送風機で強制的に送り込む外気と触れることで、温度を下げることができます。

冷却塔(クーリングタワー)は、冷却水を効率良く循環利用するために不可欠な装置です。

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)は、水が蒸発する水の気化熱の原理を応用した装置です。

温まった水は液体が蒸発する際に周りの熱を奪う気化熱によってに、次第に冷たくなっていきます。
気化を盛んにするためには風を当てたり、空気との接触面積を大きくしたり、接触時間を長くすることが必要です。

冷却塔(クーリングタワー)の仕組みは、この原理をうまく応用したものです。

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)にはいくつかの方式があります。

開放式は空調用として広く使われているもので、カウンターフロー方式とクロスフロー方式に分けられます。
これに対して密閉式は、冷却水の汚れを嫌う設備で採用されることが多い方式です。

図面から理解する冷却塔(クーリングタワー)の構造

冷却塔(クーリングタワー)の構造は製品ごとに異なりますので、事前に図面を取り寄せ、商品カタログを見て確認しましょう。
冷却の構造がわかると、製品選びや運用にあたっての理解を深めることができます。

開放式冷却塔(クーリングタワー)は、冷却水と外気を直接触れさせることで、冷却水の一部を蒸発させ、残りが冷やされる構造です。
効率的に冷却するために、水を滴状にして表面積の大きな充填材に流し、冷却水と外気の接触時間を長く取っています。

図面を確認していただくとわかりやすいですが、水が循環する仕組みは、熱源設備を通って冷却塔(クーリングタワー)に入り、充填材を通り、さらにファンにて吸い込んだ大量の外気と強制接触させることにより、急速に温度を下げ、冷却された後に水槽に入り、改めて熱源設備に戻って循環していく流れです。

カウンターフロー方式の場合は、上から落下する冷却水に対して外気を下から上へ当てる向流型となり、クロスフロー方式の場合は外気を直角に当てる直交流型となり、冷却水と外気の接触方法が異なります。

密閉式の場合は、冷却水を熱交換器の管内に通します。
管外側に冷却用の外気と、散布水を散水することで冷却する仕組みです。

まとめ

冷却塔(クーリングタワー)は気化熱を利用した仕組みで、冷却水を効率良く循環利用できる装置として、空調や冷凍機などをスムーズに動かすために欠かせません。

開放式、密閉式といった方式があり、冷却の構造や使用用途や目的、適した場所が異なるため、図面を確認しながら選定することがおすすめです。

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