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空調設備の重要な装置!冷却塔とはどんなものなのか?


冷却塔(クーリングタワーとも呼ばれる)は、ビルの屋上などにある巨大な箱型の設備です。

ビルの空調設備には欠かすことのできない装置ですが、その存在はイメージできるものの、役割や仕組みはそこまで知られていません。

 

ビルの空調にはなくてはならない冷却塔ですが、その重要性の割に認知度の低い装置といえるでしょう。

そこで今回は、空調設備に不可欠な冷却塔について、その仕組みや構造などを解説していきます。

 

そもそも冷却塔とはどんな空調設備なのか

空調設備とは、家庭用のエアコンでいうところの室外機のような設備です。

ただし、その名の通り主に冷房時に活動する装置であり、室内の熱を集めて室外へ排出する役割をしています。

 

単独では利用できないため、冷凍機と呼ばれる、より冷却力を重視した装置や放熱を必要とする装置をミックスして使用されるケースがほとんどです。

役割は、今お話しした通り冷房時の室外機のような役割を果たすイメージです。

 

熱の動きを説明していくと、最初に室内で熱交換されて温められた冷水(冷媒)が冷凍機に戻ります。

次に冷凍機で温められた冷水の熱が取られていくのですが、このタイミングで冷凍機は多くの熱を放出するのです。

 

この冷凍機で発生した熱を外気として放出をする装置が空調設備の冷却塔といえます。

ちなみにビルに限らず大規模な施設全般で利用されている装置でありショッピングセンターなどの商業施設をはじめ、病院や工場などでも設置されています。

 

この冷却塔は、どんどん巨大化することが可能で、これらの施設以外にも巨大な発電所の冷却にも使用されているのも特徴です。

 

知っておきたい空調設備の冷却塔の仕組み

先ほども簡単に冷却塔が果たしている役割を説明しましたが、ここではもう少し踏み込んで解説しましょう。

室内の暖かい空気は、空調機で冷水と熱交換されます。

 

これによって冷たい空気になって室内に戻りますが、暖かい空気の熱を受け取った冷水は、元の温度にするために凝縮され、冷却塔へ送られていきます。

冷却塔では、シート型をした熱交換器と呼ばれる装置があり、そこにまんべんなく熱くなった冷却水を行き渡らせていきます。

 

熱くなった冷却水は、ここで外気に触れてどんどん熱を外気に出していき冷やされるのです。

そして熱くなった外気は冷却塔の上部からファンによって排出される仕組みになります。

 

このように冷却水を利用して室内にある熱を冷却水に送って外気へ放出する役割があるのが冷却塔といえるでしょう。

 

2つの方式がある冷却塔

空調設備の冷却塔は開放式と密閉式に分類されます。

まず、開放式は冷却水を直接外気に触れさせるものです。

 

外気を直接冷却塔へ送り込んで熱せられた冷却水を冷やします。

直接交換するので冷却効率が高く、コンパクトにできるメリットがあるのです。

 

しかし、水が冷却塔の中で直接流れているので、外気の汚れを取り込んでしまいます。

そのため、頻繁にメンテナンスが必要なタイプです。

 

冷却塔の横を滝のように水が落ちている様子を目にすることもありますが、それが開放式になります。

次に密閉式、密閉式は冷却水を銅管コイルなどの中を通るようにして、それに温まった空気を接触させていることで冷却します。

 

冷却水が外気に触れないのでメンテナンスが少ないメリットがある反面、直接冷やせないので冷却効率が落ち、冷却塔のサイズも大きくなります。

 

まとめ

空調設備の重要な装置である冷却塔は冷却水を外気と触れさせることで冷却水を冷やし、ビルなどの空調設備で冷房をかける際に活躍します。

 

ただし、メンテナンスの多くなる開放式と、設備が大きくなりやすい密閉式とで特徴が異なるので、利用しやすい方を選択しましょう。

 

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