冷却塔の種類にはどのようなものがある?丸型冷却塔の特徴とは

ビルや大型施設、工場などの空調設備を導入する際には、一般家庭のエアコンでいう室外機に当たる冷却塔(クーリングタワー)が必要になることはご存知の方も多いと思います。
ここでは、この冷却塔(クーリングタワー)の種類やその中でも丸型と角型の違いを中心にご説明します。

冷却塔(クーリングタワー)の種類にはどのようなものがあるのか

冷却塔(クーリングタワー)は、気化熱を利用して冷却水を冷却する設備です。
冷却塔(クーリングタワー)を効率よく稼働させるために、設計段階でどのような冷却塔(クーリングタワー)が必要なのかを詳細に確認しておく必要があるのです。

冷却塔(クーリングタワー)の中には、冷却水を冷却するためにさまざまなパーツが組み込まれています。
冷却水を冷やすための仕組みとしては、開放式と密閉式の2つがあります。
また、構造の形でいえば、丸型冷却塔と角型冷却塔の2つがあるのです。

 

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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、家庭用のエアコンを思い描いていただきますと、冷却塔(クーリングタワー)は室外機の役目になります。エアコンの室外機の中には、冷房用の冷却機と暖房用の空気を温める機械が一緒に入っていますが、冷却塔(クーリングタワー)は冷却機にあたるものです。

家庭用エアコンなどでは、冷やしたり、温めたりする部屋の大きさに応じて室外機の必要な能力が決められますが、空調設備においてもそのビルや大型施設の規模や、必要な温度条件に応じて冷却塔(クーリングタワー)の大きさ、能力が決められます。

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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)の仕組みや原理としては、気化熱の原理を利用して、冷却水を冷やしています。

例えば、夏のお風呂上がり、肌や髪が濡れた状態で扇風機の風を浴びるとひんやりと涼しくなりますよね、これも原理は同じです。

この気化熱の原理を使って冷却水を冷やすための仕組みとして、冷却塔(クーリングタワー)では開放式と密閉式の2つの方法が用いられています。

開放式は、充填材に水を散水してその充填材内で外気と直接接触させることによって、冷却水の温度を下げる方法です。

一方、密閉式は、銅管コイルに水を通してコイルにその熱を間接的に外気を触れさせることで、冷却水の温度を下げる方法になっています。

冷却塔(クーリングタワー)の形による違いとは

冷却塔(クーリングタワー)には、開放式と密閉式の2つの方式があり、それぞれの違った方法で冷却水を冷却します。
さらに、それらを実際に機能させるための形にも2つあり、それぞれ構造が違っています。

1つは丸型であり、もう一つは角型になります。この冷却水を冷やすための形の違いは、結果として空気と水の流れる方向の差にあります。

丸型はたいていは開放式で使用されますが、角型は開放式、密閉式の両方で利用が可能になっています。

エアコンなどの室外機ではそれほど形の差はなく、四角い形になっていますが、空調設備の場合には丸い形のものもあるのです。

丸型冷却塔(カウンターフロータイプ)の構造と特徴

冷却塔(クーリングタワー)では、空気と水がそれぞれ流れて気化熱で冷却するようになっています。
丸い塔のなかでは水と空気が互いに逆方向に流れるタイプをカウンターフロータイプ(向流型)といい、これが丸型で空気を冷やす構造になります。

主に、外気と水が直接接触する開放式で使われる場合が多いです。
具体的には、上部の送風機が下から送り込まれた空気を吸い上げ、逆に上からシートに水を散水して水を下に流すことによって、互いに触れ合って水が空気から気化熱を奪うことで空気を冷やす方式になります。

この場合には小型化にすることが可能であり、初期費用としての設置費用は安くすみます。

丸型冷却塔の特徴

丸型の場合の特徴としては、小型化が可能なので、価格も安くできる点にあります。

ただし、外の空気を直接冷却塔(クーリングタワー)のなかに取り入れているため、散水された水が直接触れてしまいます。

外の空気は汚れを含んでいるため、空気の汚れが水に混じった状態で、下部水槽に流れていってしまいます。その水を循環させることで水垢が生じたり、水槽に藻が発生したりする可能性があるのです。

とくに、都市部や工場地帯のように空気の汚染が進んでいる場所では、その傾向が強くなってくるでしょう。
また、丸型では水が空気と直接ぶつかるため、水の飛散量が増える可能性もあります。

そのため、丸型では、周辺の水槽や送風機などの垢をとるためにメンテナンス回数を増やす必要があります。また、そのメンテナンスそのものも、発生した藻やスケールの除去をすることは簡単ではないため、運用コストはかなりかかってしまいます。

従って、初期費用は抑えられますが、運用コストを考えると丸型冷却塔はおすすめできません。

角型冷却塔(クロスフロータイプ)の構造と特徴

冷却塔(クーリングタワー)には、もう一つの構造として、角型といわれるものがあります。

クロスフロータイプといわれるもので、直交流型ともいわれています。角型の場合は、読んで字のごとく四角い形をしており、冷却水を冷やす場合、開放式でも密閉式でも利用可能になっています。

このタイプでは、水は丸型と同様に上から水がまかれて下方に流れていきますが、空気は側面のルーバーを通して取り入れられます。
そのため、空気は直角に水に触れ合う形になり、その後水を冷やして温められた空気は上方に吸い上げられるのです。

角型の場合には、開放式でも水の飛散による損失の割合は少なくなります。
設置は丸型に比べると大型になり易く、コストも高くなる可能性があります。

その代わり、周辺機器の汚れは少なくなるため掃除の必要回数は少なくてすみ、運用コストは比較的安くなります。

そのため、運用コストを抑えたいという場合には角型がおすすめです。
導入の際にご相談ください。

まとめ

冷却塔(クーリングタワー)の形には丸型と角型があります。
しかし、ビルや大型建物は部屋数が多く、広さもあるため、空調設備では、外から取り入れた空気を冷やすための冷却塔(クーリングタワー)が必要になります。

その冷やすための塔の形としては丸型と角型があります。
冷却塔(クーリングタワー)そのものは、気化熱の原理を利用して、空気を水で冷やすものですが、丸型と角型の違いは水と空気の振れ合い方の違いになります。

丸型はほとんどが開放式であり、設置コストは安くできますが、散水した水が飛散しやすく、また、水が直接空気に触れるため水に垢が溜まりやすくなります。
そのため、周辺装置のメンテナンスが難しく、頻度も多くなるため、運用コストがかかる欠点もあります。

最適な運用を踏まえた冷却塔(クーリングタワー)の導入の際には、空研工業株式会社までご相談ください。

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