冷却塔の散水装置・散水ポンプの仕組みとメンテナンス方法

冷却塔(クーリングタワー)とは、水を冷やすための装置ですが、冷やす工程で必要となってくるのが散水です。

それでは、散水を行う理由や、散水を行う仕組みをご存知でしょうか。
本記事では冷却塔内で行われる散水についてご紹介していきます。

冷却塔(クーリングタワー)とは

冷却塔(クーリングタワー)とは、水を繰り返し冷やす機械です。
室内の熱を室外に放熱する役割があり、オフィスビルやデパートなどの大型施設の屋上に設置されていることが多いです。
空調以外の使用方法としては、工業用のエンジン発電機、スキー場のスノーマシーンが散布する水の冷却、電気炉の冷却など、様々な場所で活躍しています。

では、冷却塔はどのようにして水を冷却しているのでしょうか。

冷却塔は気化熱の原理を利用することで、水の温度を下げています。
冷却水と誘引した外気を接触させ、一部の冷却水が蒸発する際に残りの冷却水の熱を奪っていきます。
このような仕組みで冷却水の温度を下げているのです。

冷却塔(クーリングタワー)の散水の役割

冷却塔(クーリングタワー)が冷却水を冷やす仕組みがわかったのではないでしょうか。
では、次に散水を行う理由についてご紹介します。

開放式冷却塔と密閉式冷却塔の散水について詳しく見ていきましょう。

開放式冷却塔の散水

まず開放式は、クロスフローやカウンターフローなど冷却塔の型によって散水の仕方が異なる場合もあります。
クロスフローは上部水槽を使い、カウンターフローは散水パイプを使うのが一般的です。散水ノズルを取付けるケースもあります。
基本的には角型は上部水槽の下に、丸型は送風機の下に設置されている充てん材に冷却水を散水し、冷却水と外気を効率良く接触させることで冷却を行っています。
散水は冷却塔が冷却水を冷やすために必要な工程なのです。

密閉式冷却塔の散水

密閉式冷却塔は冷却水が銅管コイル内を流れているため、冷却水を充てん材に散水することはありません。
しかし、散布水を充てん材に散水することで蒸発時に管内の冷却水の熱を奪い、冷却水を冷やしています。
このため密閉式冷却塔では、散水ポンプを付属しています。

冷却塔(クーリングタワー)の散水装置・散水ポンプの仕組み

ここでは、開放式冷却塔と密閉式冷却塔の散水装置と、密閉式冷却塔の散水ポンプの仕組みについて解説していきます。

散水装置の仕組み

冷凍機などから送られてきた冷却水は、冷却塔(クーリングタワー)上部にある上部水槽より『充てん材』に向けて散水されます。
このとき散水された水は冷却塔外部から取り込まれる外気と接触するのですが、接触面積や時間を多くするために充てん材が活躍します。

密閉式の散水装置も、水を散水して気化熱を利用するのは同じですが、散水する水は冷却水ではありません。
冷却塔内のみで循環している水を散布水として利用します。

散水ポンプの仕組み

密閉式冷却塔では水と空気を直接触れさせずに水を冷やす必要がありますので、開放式の散水方法とは少し仕組みが異なります。

冷却塔の下部水槽より、散水ポンプにより汲み上げた散布水は散水装置に進み、銅管コイルを含む熱交換器に散水されるという仕組みです。
冷却のために使用された散布水は下部水槽に溜まり、再び散水ポンプで汲み上げられ散布水として使用されます。

冷却塔(クーリングタワー)の散水装置・散水ポンプの構造

仕組みを簡単に解説しましたが、ここからは構造について説明していきます。

散水装置の構造

開放式冷却塔の散水装置は、充てん材の上部に設置されております。

開放式冷却塔のパーツを上から順に見ていくと、以下の通りです。

送風機(ファン)→上部水槽→充てん材→下部水槽

外気は充てん材を通過し、、そのまま散水装置の水を蒸発させながら大気中へと放出されていくのです。

続いて、密閉式冷却塔の構造を上から順に見ていくと、以下の通りです。

送風機(ファン)→散水装置→充てん材+銅管コイル→下部水槽

双方の構造の違いを見ると、散水する場所が充てん材のみか充てん材と銅管コイルかの違いのみだということがお分かり頂けるかと思います。

開放式も密閉式も同じ原理を利用して冷却しており、水を空気に触れさせるかそうでないかだけの違いだけで、構造はほとんど似ています。

散水ポンプの構造

密閉式冷却塔の散水ポンプは、散布水が通る管の途中に設置されており、下部水槽に溜まった水を再び上に送り込みます。
ほとんどの場合、冷却塔部品として組み込まれています。

冷却塔(クーリングタワー)の散水装置・散水ポンプのメンテナンス方法

散水装置・散水ポンプは経年劣化で送水能力が低下していきます。
散水装置では散水孔の目詰まりによって散水が減少することもあるため、定期的に塵埃やスケールの除去・清掃が必要です。

散水ポンプの主なメンテナンスはベアリング・パッキング交換・分解整備です。

ただし、劣化が激しい場合は新品交換の方が良いでしょう。
また、日頃から点検を行うことも大事です。

散水ポンプは異常音や異常振動、漏水がないかどうか目視点検をしましょう。
メーカーによる定期点検も必要です。
耐用年数は7年ほどです。

空研工業では冷却塔の点検を無料で行っています。
お気軽にご連絡ください。

冷却塔のメンテナンスなら空研工業

まとめ

冷却塔(クーリングタワー)の散水が冷却水を冷却する上でいかに大切か、お分かりいただけましたでしょうか。

散水の仕方は少し違っても、開放式と密閉式のどちらも同じ目的で散水します。
散水装置や散水ポンプも、長くお使いいただくためにはメンテナンスが必要です。

メンテナンスで分からないことがあれば、ぜひ空研工業に相談してみてください。

冷却塔のメンテナンスなら空研工業

NO IMAGE
CTR IMG

〒810-0051 福岡市中央区大濠公園2番39号
TEL. 092-741-5031 FAX. 092-741-5122