冷却塔とは
冷却塔とは、ある流体を冷却するための装置を指します。対象となる流体は、排ガスやプロセス水、循環水等様々です。一番多く使用されるのは、循環上水冷却用の冷却塔で、構造が簡単であることから広く用いられます。
冷却塔は空調などに用いられる比較的小型なものから、プラントの全体冷却に用いられる高層ビル程度の巨大なものまで規模も様々です。
冷却塔によって循環水を冷却する場合、循環水に細菌が成長して人体に悪影響を及ぼす危険性もあるため、添加剤を注入して水質を管理するのが一般的です。
冷却塔の使用用途
冷却塔は様々な局面で使用されます。
日常生活では、大型商業施設の空調用、大型倉庫の冷凍庫に使用されます。冷却装置の規模や能力が大きくなってくると冷却塔が用いられるようになります。
産業用としては、発電所のガスタービン入口空気の冷却用や、プロセス系工場での排ガス冷却用等に用いられます。産業用では、ある物体を冷却した方が合理的な際に使用され、省エネルギーの観点から回収熱を再利用されることも多くあります。最も多く使用される熱媒体は上水です。
冷却塔の原理
冷却塔は熱交換器の一種です。原理としては、循環している冷却対象に空気を当てることで熱交換させて、冷却対象を冷却します。
冷却塔は大きく分けて開放型と密閉型に分かれます。
開放型は、冷却対象がクーリングタワー内で直接外気と触れることで抜熱されます。冷却対象が無害な液体の際に用いられます。
開放型は循環上水の冷却用として使用される場合が多く、貯水タンク、循環ポンプ、給水装置、薬液注入装置がセットで用いられ、次のような構造となります。ｍず、貯水タンク内の水が循環ポンプで循環し、常時冷却塔に導入されます。冷却塔内では水が大気によって抜熱され、常に貯水タンク内が低温に保たれます。冷却塔内では水が少しずつ蒸発していくため、給水装置で貯水タンクの水位を一定に保ちます。貯水タンクでは長時間循環することで細菌が繁殖するため、薬液注入装置で殺菌します。上水循環ではないクーリングタワーでも、同様の仕組みとなります。
密閉型は、冷却対象が導管コイルなどによって、間接的に大気に触れて冷却されます。密閉型冷却塔は冷却対象を大気開放したくない場合に使用されます。
参考文献
空研工業株式会社 冷却塔 https://www.kuken.com/product/cool/