クーリングタワーとチラーの種類と選び方

※本記事では「クーリングタワーとチラーの種類と選び方」について詳しく解説します。さらに、以下の記事で詳細を掘り下げておりますので、合わせてご覧ください。

クーリングタワー（CT）、チラー共に様々な方式の装置があります。
役割が一緒でも、設置する環境によって適した装置は異なるので、さまざまなタイプのものが用意されているのです。

クーリングタワーの方式

クーリングタワー（CT）は「水冷式」と「空冷式」に大きく分けられ、「水冷式」は『開放式CT』と『密閉式CT』の二方式からなります。

それぞれの特徴を紹介していきます。

開放式クーリングタワー（CT）は外の空気と冷却水が直接触れることにより、水の温度を下げるのが特徴。直接触れるので密閉式比較で、効率がよく、タイでは90％以上がこれ。
悪い点は、外の空気と触れるため、ゴミや細菌などにより汚れてしまいます。

チラーや配管、ポンプなども汚れるので、定期的な掃除だけでは足りず、多くは、軟水器や、薬剤投入等の水処理対策が必須です。しかし薬剤投入ではスケールや錆の付着を遅らせることはできても、根本対策にはなりません。タイの多くのお客様は10年も経過すれば、配管内部は閉塞進行が必定です。

密閉式クーリングタワー（CT）は塔内に銅管が通っており、その管の中を冷却水が流れています。
外側には充てん材が設置され開放式と同じ原理で散布水が冷やされます。

銅管の中の冷却水の熱が銅管を通して散布水に移動し、冷却水が冷やされます。直接外の空気と触れることなく冷却水を循環できるので、メンテナンス費用を抑えることができます。

冷媒を蒸発させて水の温度を下げますが、蒸発させるには冷凍サイクルを回すことが必要です。
ここでは主に空調用として使用される冷凍機の特徴を紹介します。

冷凍機の中で圧倒的に使われているのが蒸気圧縮式冷凍機です。
特長としては気体の冷媒を圧縮機で圧縮する点です。
圧縮機は機械エネルギーで駆動され、その形式は容積式と遠心式に分かれます。
遠心式はターボ冷凍機と呼ばれ、最も多く使われているようです。

次に圧縮されて高圧になった冷媒を凝縮器にて冷却水に放熱（冷却）し、圧力の高い液体を作ります。
そして、膨張弁で圧力を下げて蒸発器で低い温度で蒸発するのです。

メリットはイニシャルコストが安く、コンパクト化しやすい点、さらに成績係数（COP）が高く、点検の周期を長くできる点です。
デメリットは騒音と、高圧ガスを使うため、資格保有者を有する場合があります。

吸収式冷凍機は、蒸発圧縮式の冷凍機とは違い、蒸発して仕事をした「冷媒」を再度液体に戻すために圧縮機に代わり、吸収性の高い液体で冷媒を吸収させます。
冷媒は「水」、吸収剤は「臭化リチウム」が使われます。

メリットは消費電力が少なく、フロン類を使用しない点、そして運転するのに資格が不要であることです。
加えて、冷水も温水も供給できるのもメリットです。

デメリットはCTが大きくなること、そして起動に時間がかかり、定期点検が複雑なことです。

クーリングタワーとチラーにはさまざまな方式があり、設置環境や用途に応じた選択が重要です。それぞれの特性を理解し、最適なシステムを導入しましょう。