冷却塔の温度制御で効率よく運転する方法を解説

空調システムを効率よく動かすためには、冷却塔(クーリングタワー)での冷却水温度を制御することが大変重要になります。
冷却水の温度が適温になっていないと、スムーズに冷却ができず異常が発生してしまうケースもあります。

こちらでは、冷却塔(クーリングタワー)の温度制御についてその役割や、方式、構造についてなど詳しく紹介していきますので、ぜひ参考にしてみてください。

冷却塔(クーリングタワー)と温度制御とは

冷却塔(クーリングタワー)はどんなものか、温度制御とは何かについて説明してきます。
まずはどういったものかを知り、知識を身につけておきましょう。

冷却塔(クーリングタワー)とは何か

冬は暖かく夏は涼しく過ごすため、今はどの家庭でもエアコンがありますし、大きいビルなどの建物には空調が付いています。

食品など鮮度が重要なものは、冷凍機が欠かせません。
冷凍機を運転する際に熱交換が起き、冷却水がいったん温かくなってしまいます。

熱を帯びてしまった冷却水を再度効率よく使えるように冷やすのが冷却塔(クーリングタワー)で、また適温に冷たくなった冷却水を冷凍機に送り再利用して使います。

冷却塔(クーリングタワー)は開放式と密閉式に分かれる

冷却塔(クーリングタワー)は、冷やす方式が異なり、外気と直接触れ合うことで冷却水を冷やす開放式タイプと、外気に間接的に触れ合うことで冷却水を冷やす密閉式の2種類となります。

直接外気に接触する開放式を使っている冷却塔(クーリングタワー)は多いのですが、外気と触れてしまう分、ゴミやほこり、菌も入りやすいのが難点です。

冷却水を綺麗に保つ必要がある場合、冷却水が外気と間接的に触れ合う密閉式を使っている場合もあります。

冷却塔(クーリングタワー)は清潔さを保たなければいけない

温度制御を上手にコントロールしながら使うことで冷却塔(クーリングタワー)は効率化を図れますが、清潔さも同時に保たなければいけません。

温度だけでなく、中に有害物質やゴミなども入りやすく、藻などができやすい環境です。
特に開放式を利用していると、完全に外からの菌を抑えることができず、何もしないでいると、大変な汚れになってしまうこともあります。

人体に影響を与える菌も育ちやすい環境ですので、冷却塔(クーリングタワー)を使用する場合、清潔に保つことも考えておきましょう。

冷却塔(クーリングタワー)の温度制御とは

冷却塔(クーリングタワー)では、温度が下がる夏以外の季節には出口水温が設定以上に冷えてしまうため、さまざまなものを使い、自動制御システムで温度制御します。

冷却水の温度をコントロールすることで、無駄なエネルギーを使うことがないため、省エネにもなり、地球環境にも優しく使えるのです。
温度抑制する際には、出口水温を計測しながら、インバーターでファンの回転数を制御したり、ファンの運転台数を制御させています。

省エネをしながら効率よく使うためには、冷却塔(クーリングタワー)の温度だけでなく、空調システムすべてを見て考えることも大切です。

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冷却塔(クーリングタワー)温度制御の役割

夏以外の季節では外の気温も低いため、夏と同じような感覚で運転させてしまうと、必要以上に出口水温が下がってしまいます。
極端に外の気温が下がる冬季に同じ状態で運転を続けると、故障や調子が悪い原因となってしまうのです。

この対策の役割を担ってくれるのが、冷却塔(クーリングタワー)の温度制御自動システムです。

地球環境にも優しい役割を果たす

冷却塔(クーリングタワー)で温度抑制をすると、エネルギーを適度に使うことが可能となるため、二酸化炭素の排出量を削減できます。
面倒に感じてしまい年中同じ設定にしてしまうと、効率が悪くなるだけでなく地球の環境にも負担を与えてしまいます。

自分たちで温度を調節する際には、これが限度という下限値がありますので、それ以上低くしないように、気を付けて設定してみましょう。

冷却塔(クーリングタワー)での温度制御の仕組み

冷却塔(クーリングタワー)では冷却水を冷やす際に外気を取り込み、気化熱の原理で冷やしています。外気を効率よく取り込むために、送風機を利用しています。

温度制御は、送風機の動きを少なくする、停止することが必要になります。

冷却塔(クーリングタワー)温度制御の方式

こちらでは、冷却塔(クーリングタワー)でどのように温度制御していくのかを見ていきます。
方式によって、それぞれやり方が変わってきます。

バイパスを利用して制御する方式

常に回っている水の入口の配管と出口の配管は、それぞれ別々になっているのですが、この間を繋げると、水の量を調節できます。
冷却塔(クーリングタワー)の水量をコントロールすることで、温度制御も可能となります。

すでに冷却塔(クーリングタワー)で冷やされた水に対して何もしていない水と混じることで、冷たいものと温かいものがちょうどいい温度になり、調節も可能です。

新たにバイパス弁を付けて、負荷をかけている側の入口の温度を適温になるようにします。

ファンの運転を制御する方式

ファンの運転でも、冷却水の出口水温を適温に調節することが可能です。
循環水が出てくる先の温度を見ながら、今どのくらいの温度になっているかでファンを止めたり動かしたりします。

温度に応じて適宜調節したいところですが、頻繁には制御できないため、回数には気を付けましょう。
ファンの動きを止めたり動かしたりして稼働台数を増減させるだけでなく、インバーターで自動的にファンの回転数も変えられます。

まとめ

冷却塔(クーリングタワー)で冷却水を冷やす際に、夏と冬で使用するパワーが同じだと無駄なエネルギーを消費します。

動力が大きすぎると負担になるため、効率的に稼働させるために、冷却水の温度制御を行います。
適温にするため、ファンの台数または回転数や、バイパスなどを利用し、より効率的に動くように自動制御しているのです。
一緒にエネルギーの消費や、二酸化炭素を減らす効果もあります。

まだ対策をしていない場合は、年中同じ温度ではなく適温で使用できるようにバイパス弁を付けてもらうなどして、無駄な運転をしないようにしておきましょう。

また、ファンの台数や回転数制御に関しては、設計段階で設定されていることが多いため、メーカーに問合せするのがよいでしょう。

冷却塔の温度制御なら空研工業

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