どうして冷却塔の充てん材は交換する必要があるの?その理由と方法をご紹介

空調設備の冷却塔(クーリングタワー)は、気化熱の原理を利用して、外から取り入れた空気を水と接触させることによって冷却水の温度を下げています。

この空気を水と効率的に接触させるために用いられるのが充てん材といわれる部品なのです。

冷却塔の充てん材は外気の汚れや循環水に含まれる汚れや藻などによって目詰まりを起こして、冷却機能が低下することがあるのです。

そのため、充てん材は一定期間経過すると交換をする必要があります。

この充てん材の交換が必要になる理由や交換方法などについてご説明します。

冷却塔(クーリングタワー)の充てん材とは

冷却塔(クーリングタワー)では、外気と水を触れさせて、水が蒸発する際に周りの熱を奪う原理で冷却水を冷やしています。
充てん材に水を散水して、そこに外気から取り入れた空気を接触させることで水の温度を下げる構造になっています。

そのため、充てん材は水と空気の両方が持つ汚れが付着する可能性があるのです。

しかし、散水する水には水槽に殺藻剤を入れているのになぜ汚れが貯まるのかという疑問を持つ方もいます。
残念ながら殺藻剤は万能ではありません。
冷却水や補給水にもいろいろな成分が含まれています。
例えばカルシウムやマグネシウム、そしてシリカなどが挙げられます。
また、都市部や工場地帯などでは、大気には自動車の排気ガスや工場などが排出する有害ガスなどが混じっています。

さらに、中国大陸などから流れてくる黄砂や最近はPM2.5と呼ばれる微少有害物質も含まれているのです。
それらは外の空気と一緒に冷却塔に取り入れられますと、当然散水されて充てん材に付着したり、水に溶けて循環したりすることになってしまうのです。

充てん材の交換は

また、充てん材は薄い塩化ビニール製のシート状のものが貼り合わされた状態になっているため、簡単に清掃することができません。

家庭用のエアコンのネットなどは簡単に取り外して洗うこともできますが、充てん材の場合には薄い塩化ビニール製の板(シート状のもの)が貼り合わされているため、取り外して洗うというのは簡単にできません。
そのため、専門の業者に依頼して清掃を頼まざるを得ないのです。

しかし、長期間清掃されていない場合には充てん材の汚れが固まってしまい、専門業者でもきれいにできないことがよくあります。
いわゆる目詰まり状態で、外の空気を取り入れにくくなるため、冷却塔の冷却性能が発揮できなくなってしまうのです。

したがって、充てん材は定期的に交換する必要があります。

充填材の材質

通常、冷却塔の充てん材は薄い塩化ビニール製のシートがが素材になっており、通常の耐用年数は7年程度と言われています。
塩化ビニール製ですから、当然金属よりも表面が傷つきやすく雑菌などの微生物が付着しやすくなっているのです。

充てん材の耐用年数は7年程度ありますが、清掃などが定期的に行われていない場合には汚れが付着して充填材としての機能が発揮できなくなることもあるのです。

冷却塔の充填材の交換なら空研工業

冷却塔(クーリングタワー)の充てん材が汚れて交換が必要になる原因

冷却塔(クーリングタワー)の充てん材が汚れて交換が必要になる原因を見ていきましょう。

原因1.スライム・スケール・藻の発生

一番の原因は、濃縮管理をはじめとする水質管理や清掃などが適正にまた、定期的に行われないため水質が悪くなり、スライムやスケール、藻が充てん材に付着することが考えられます。
スライムが発生した状況では雑菌など微生物は喜んで付着してしまうのです。

雑菌などの微生物は空気などの汚れと一緒に充てん材に付着するとともに、粘質物を生成するなどして樹脂製の充てん材に固くこびりついてしまいます。

原因2.耐用年数による限界

もともと、充てん材は塩化ビニール製のため、耐用年数は7年程度です。
ただし、水質管理を適切に行い、その上で定期的な清掃が行われている場合、10年以上新品に近い状態で使用されているところもあります。

しかし、汚染物質などが付着し固まってしまうことによって、残念ながらその耐用年数期間もたないという例も多くなっているのです。

充てん材の汚れによって発生しうる3点の被害

以上のように充てん材は汚れなどによって耐用年数期間もたない可能性が出ており、充てん材が目詰まりを起こすことによってさまざまな被害が出るようになっています。

被害1.冷却性能の低下

冷却塔(クーリングタワー)の充てん材が汚れによって目詰まりした場合には、冷却塔では外の空気を十分に取り入れることができなくなったり、水の分布が悪くなるため、冷却性能が大きく低下してしまいます。

被害2.冷却コストの増加

冷却塔の冷却性能が低下しますと、主機である冷凍機の負荷が増えることで電気代が上がったり、業者を呼んで充てん材の清掃や交換をしたりすることになるため、通常の冷却コストよりも高くなってしまいます。

被害3.冷却性能の低下による効率低下

充てん材が目詰まりした場合には、空調システム全体の冷房機能が低下するため、快適空間の維持ができなくなったり、製造工程では品質のばらつきや生産コストの増大につながります。

まとめ

冷却塔(クーリングタワー)の中には、冷却機能の中心となる充てん材が設置されており、この部分にて外の空気と水とを接触させて冷却水を冷やすようになっています。

この充てん材は塩化ビニール製で耐用年数は7年ほどありますが、大気中や水の汚れが付着した場合には耐用年数前でも冷却性能が低下してしまいます。

充てん材が汚れて冷却機能が低下した場合には、専門業者に相談して清掃するか、それができない場合には充てん材そのものの交換をすることになります。

今回は、充てん材の交換方法についてもご説明したかったのですが、その難しさを考慮し交換方法についてはあえて省きました。

充てん材の交換は冷却塔の中でも冷却性能を左右する重要な部分であることやその交換はかなり難しい面もあるため、まず専門の業者に相談されるのがよいでしょう。
空研工業株式会社では、充てん材の交換や清掃についても様々なお悩みにご対応いたしますので、ぜひお声掛けください。

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