はじめに

大型建築物の空調設備では、冷房を行うために冷凍機やチラーなどの熱源機器が使用されます。

しかし、冷凍機は運転中に大量の熱を発生するため、その熱を外部へ放出する必要があります。

そこで使用される設備が**冷却塔（クーリングタワー）**です。

冷却塔は、冷凍機や冷却水設備と組み合わせて使用され、

• オフィスビル
• 商業施設
• 病院
• ホテル
• 工場

などの大規模施設で重要な役割を持っています。

この記事では、現場監督や設備担当者向けに、冷却塔の仕組み・役割・種類・施工時の注意点についてわかりやすく解説します。

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冷却塔とは？

冷却塔とは、冷凍機などで温められた冷却水を、空気との熱交換によって冷却する設備です。

別名、

• クーリングタワー
• CT（Cooling Tower）

とも呼ばれます。

簡単にいうと、

「冷却水の熱を大気へ逃がして、再利用できる温度まで冷やす設備」

です。

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冷却塔が必要な理由

① 冷凍機の熱を放出するため

冷凍機は冷水を作る際に、室内から吸収した熱を発生させます。

その熱は、

冷凍機
↓
冷却水
↓
冷却塔
↓
大気へ放出

という流れで外へ逃がします。

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② 冷却水を循環利用するため

冷却塔を使用することで、冷却水を繰り返し利用できます。

もし冷却水を毎回捨てる方式にすると、大量の水が必要になります。

冷却塔によって、

• 節水
• 省エネルギー
• 安定運転

が可能になります。

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③ 空調効率を維持するため

冷却水温度が高くなると、冷凍機の効率が低下します。

冷却塔によって冷却水を適切な温度に保つことで、空調設備全体の性能を維持します。

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冷却塔の仕組み

冷却塔は、水と空気を接触させることで冷却を行います。

基本的な流れは以下の通りです。

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冷却塔の冷却サイクル

① 冷凍機から温まった冷却水が冷却塔へ戻る

↓

② 散布装置で冷却水を充填材へ散布

↓

③ ファンによって外気を取り込む

↓

④ 水と空気が接触する

↓

⑤ 水の一部が蒸発する

↓

⑥ 蒸発熱によって冷却水の温度が低下

↓

⑦ 冷却された水を冷凍機へ戻す

という仕組みです。

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冷却塔で水が冷える仕組み

冷却塔では、水の蒸発による気化熱を利用しています。

例えば、

汗をかいた時に体が冷える

↓

水分が蒸発する時に熱を奪う

という現象と同じです。

冷却塔では、

水の一部が蒸発
↓
蒸発するための熱を周囲から奪う
↓
残った水の温度が下がる

という仕組みで冷却します。

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冷却塔の構造

冷却塔は主に以下の部品で構成されています。

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① ファン

外気を取り込み、水との熱交換を促進します。

種類：

• 軸流ファン
• プロペラファン

などがあります。

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② 充填材（フィル）

冷却塔内部で水を広げる部品です。

役割：

• 水と空気の接触面積を増やす
• 冷却効率を高める

---

③ 散水装置

冷却水を均等に散布します。

種類：

• 散水管式
• 回転式散水装置

などがあります。

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④ 水槽（下部水槽）

冷却された水を一時的に貯める部分です。

ここからポンプによって冷凍機へ送られます。

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⑤ エリミネーター

冷却塔から水滴が飛散するのを防ぐ部品です。

役割：

• 水の飛散防止
• 水量損失低減

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冷却塔の種類

冷却塔は、空気と水の流れ方によって分類されます。

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① 開放式冷却塔

仕組み

冷却水が直接外気に触れる方式です。

特徴：

• 構造がシンプル
• 冷却効率が高い
• 一般的に多く使用される

用途：

• ビル空調
• 商業施設
• 工場

など。

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② 密閉式冷却塔

仕組み

配管内部を流れる水を外気で冷却する方式です。

冷却水が外気に直接触れません。

特徴：

• 水質管理が容易
• 衛生面で有利

用途：

• 工場設備
• 精密設備

など。

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③ 直交流式冷却塔

空気と水が直角方向に流れる方式です。

特徴：

• メンテナンスしやすい
• 低騒音

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④ 向流式冷却塔

空気と水が逆方向に流れる方式です。

特徴：

• 冷却効率が高い
• 大型施設向き

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冷却塔とチラーの関係

冷却塔は、単独では冷房を行いません。

一般的な冷却水循環は以下の流れです。

冷却塔

↓

冷却水ポンプ

↓

冷凍機（チラー）

↓

冷却水ポンプ

↓

冷却塔

という循環になります。

役割分担：

設備	役割
冷凍機（チラー）	冷水を作る
冷却塔	冷凍機の熱を逃がす
冷却水ポンプ	冷却水を循環させる

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冷却塔設置時の注意点

① 設置場所を確認する

冷却塔は屋外設置が多いため、

確認事項：

• 周囲の障害物
• 排熱の影響
• メンテナンススペース

を確認します。

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② 騒音対策を行う

冷却塔はファンを使用するため騒音が発生します。

対策：

• 防振架台
• 防音対策
• 設置位置検討

が必要です。

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③ 配管施工を確認する

確認項目：

• 冷却水往還配管
• バルブ位置
• 保温施工
• フレキシブルジョイント

など。

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④ 水質管理を行う

冷却塔では、

• スケール
• スライム
• 腐食

が発生する可能性があります。

対策：

• 水処理装置
• 薬品注入
• ブロー管理

が重要です。

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⑤ レジオネラ症対策を行う

冷却塔では衛生管理が重要です。

確認事項：

• 定期清掃
• 水質管理
• 適切な維持管理

を行います。

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冷却塔の故障原因

冷却能力が低下する

原因：

• 充填材汚れ
• ファン故障
• 散水不良
• 水量不足

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異音が発生する

原因：

• ファン軸受劣化
• モーター故障
• 防振不良

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水が飛散する

原因：

• エリミネーター不良
• 水量過多
• 散水不良

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現場監督が確認すべき施工ポイント

施工管理では以下を確認します。

✅ 冷却塔仕様確認
✅ 搬入経路確認
✅ 基礎・架台確認
✅ 防振施工確認
✅ 冷却水配管確認
✅ フレキシブルジョイント確認
✅ 水槽清掃確認
✅ 電源接続確認
✅ 試運転確認

試運転では、

• 冷却水温度
• 流量
• ファン運転
• 異音
• 振動

を確認することが重要です。

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まとめ

冷却塔とは、冷凍機などで温められた冷却水を空気との熱交換によって冷却する設備です。

主な役割は、

• 冷凍機の排熱処理
• 冷却水の再利用
• 空調効率の維持

です。

大型建築物の中央空調では、冷凍機・冷却水ポンプと組み合わせて重要な役割を果たしています。

現場監督としては、

「配管接続」「防振施工」「水質管理」「騒音対策」「試運転確認」

を押さえることで、空調設備の安定運用につながります。

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