冷却塔の方弁とは?種類と三方弁・二方弁の違い

冷却塔(クーリングタワー)に取り付けられる方弁には、どのような役割があるのでしょうか。

役割を理解することで、適切な設置方法などを理解できます。
また、方弁の代表的な種類である三方弁と二方弁の特徴や違いについて確認していきましょう。

冷却塔(クーリングタワー)の方弁とは

冷却塔(クーリングタワー)は、空気調和設備において、熱源機器の冷却水の温度制御の一端を担っている装置です。
冷却水の温度制御の目的は、熱源機器の保護をはじめ、冷却水温度を適切に制御するためのものです。

そのために、負荷レベルに応じて冷却塔のファン(送風機)の運転台数制御、インバーターを使ったファン回転数の制御、バイパス弁の開度などを自動制御システムを通じて変化させています。

冷却塔においては、冷却水の温度制御を主に3つの方法で実施しています。

1つ目は冷却塔のファン(送風機)の運転台数を変化させること、
2つ目は冷却塔モーターのインバーター周波数を変化させること、
3つ目は冷却水の入口の温度に応じてバイパス弁の開度を変化させることです。

冷却水の温度制御における冷却水の入口の温度に応じて、バイパス弁の開度をコントロールする際に、方弁が使われています。

方弁の種類

バイパス弁とは、冷却塔(クーリングタワー)に設置されている冷凍機の冷却水の下限温度を守るために、取り付けられている部品です。

冷却水の下限温度を下回らないために、冷却水の一部または全部を、冷却塔を通すことなく冷凍機に送れるようにします。

バイパス弁には三方弁、または二方弁が用いられます。
それぞれの方弁の種類の特徴や違いを見ていきましょう。

1.三方弁

冷凍機の場合、冷却水温度が低いほうが効率が良くなります。

ですが、冷却水温度が低すぎると冷凍機が故障するなどトラブル発生のリスクが高まるため、注意しなくてはなりません。
冷却水の下限温度については、必ず使用される冷凍機メーカーにご確認下さい。

冷却塔の能力は、夏季条件で設計されています。
そのため、春や秋などの中間期に冷却塔を稼働させると、冷却水の出口温度が下がりすぎるおそれがあります。

そこで、三方弁による温度制御が必要になるのです。
もっとも、設置の仕方によって機能が異なるので注意が必要です。

三方弁は混合として機能するため、冷却水の温度制御も可能となります。
分流か合流かの機能は、三方弁の部分で水がどのように流れるのかを確認すれば、理解しやすいでしょう。

2.二方弁

二方弁によるポンプの変流量制御がベストな方式として採用されています。

温度調節計を通じて、バイパス管に設置した二方弁を開くことにより流体の一部を流し、冷却塔を通った流体とバイパス管を通った流体を混合し、負荷側の温度を一定にする方式です。

まとめ

冷却塔(クーリングタワー)には、冷凍機の冷却水の下限温度を守るために、冷却水の一部または全部を冷却塔を通すことなく冷凍機に送れるようバイパス弁が取り付けられることがあります。

その種類として三方弁または二方弁があり、それぞれ特徴が異なります。

冷却塔を設置する地域や環境、使用目的や温度や圧力などの条件に合わせ、適切な種類を、分割または合流など適切な方法で取り付ける必要があります。
再度申し上げますが、冷凍機への冷却水下限温度は必ず、メーカーにご相談ください。

冷却塔のメンテナンスなら空研工業

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