ビルの屋上に、白い湯気のようなものを出している大きな装置が置かれていることがあります。これが空調設備の一部である冷却塔です。何のためにあり、なぜ水を使うのか、気になったことがある方もいるでしょう。この記事では、冷却塔の役割と冷える仕組み、種類の違い、そして見落とされがちな衛生管理について説明します。
冷却塔とは
冷却塔は、空調で温まった水を外の空気で冷やすための装置です。「クーリングタワー」とも呼ばれます。
大きな建物の空調設備では、冷凍機が室内から集めた熱を「冷却水」という水に移します。熱を受け取って温まった冷却水は冷却塔に送られ、そこで冷やされてから再び冷凍機に戻ります。冷却塔は、建物の中の熱を最終的に外へ捨てる出口の役割を果たしています。家庭用エアコンでいえば、室外機が熱を外に出す働きに近いものです。
知っておきたいポイント
1. 水が蒸発するときに熱を奪う性質を使っている
冷却塔の中では、温まった水を上から細かく散らし、ファンで外の空気を通します。水の一部が蒸発するとき、残りの水から熱を奪うため、水の温度が下がります。打ち水をすると涼しくなるのと同じ原理です。
屋上から見える白い湯気のようなものは、多くの場合、蒸発した水分が外の空気で冷やされて見えているもので、煙ではありません。
2. 開放式と密閉式がある
冷却塔は、冷却水が外の空気に直接触れるかどうかで2種類に分かれます。
- 開放式：冷却水を直接空気に触れさせて冷やす。構造が単純で効率がよく、広く使われている
- 密閉式：冷却水は管の中を流れ、管の外側に別の水をかけて冷やす。冷却水が汚れにくい
開放式は外の空気中のほこりなどが水に入りやすく、水質の管理が重要になります。密閉式は冷却水をきれいに保てますが、装置が大きく、費用も高くなる傾向があります。
3. 水は減るので補給が必要
蒸発や飛び散りによって、冷却水は少しずつ減っていきます。また、水が蒸発すると、水に含まれる成分が濃くなり、水あかが付きやすくなります。そのため、水を補給しながら、一部を入れ替えて濃度を保つ運転が行われます。
注意点・よくある勘違い
レジオネラ属菌への対策が欠かせない
冷却塔の水は、温度や汚れの条件によってレジオネラ属菌が増えやすい環境になります。この菌を含んだ細かい水滴を吸い込むと、レジオネラ症という感染症を引き起こすおそれがあります。冷却塔は水滴を外に飛ばす装置であるため、建物の利用者だけでなく周辺への配慮も必要です。
対策の基本は、清掃で汚れを取り除くことと、薬剤などで菌の増殖を抑えることです。
一定の建物では点検と清掃の基準が決められている
建築物衛生法の対象となる建物（特定建築物）では、冷却塔と冷却水について、使用開始時と使用期間中は1か月以内ごとに1回、汚れの状況を点検し、必要に応じて清掃や水の入れ替えを行うことが定められています。あわせて、冷却塔と冷却水の配管の清掃を1年以内ごとに1回行うことも求められています。
対象外の建物でも、同じ考え方で管理することが望まれます。
汚れは効率の低下にもつながる
水あかや藻、ぬめりが付くと、水と空気が触れ合う面積が減り、冷やす力が落ちます。冷却水の温度が下がらないと冷凍機の負担が増え、電気代の増加や故障の原因になります。衛生面だけでなく、省エネの面からも清掃は重要です。
冬の凍結や騒音にも注意する
寒い地域では、使わない期間に水が凍って配管や部品を傷めることがあります。水を抜く、ヒーターを使うなどの対策が必要です。また、ファンの音や水の落ちる音が近隣に影響する場合もあるため、設置場所への配慮が求められます。
まとめ
- 冷却塔は、空調で温まった水を外の空気で冷やす装置
- 水が蒸発するときに熱を奪う性質を利用している
- 開放式と密閉式があり、水の汚れやすさが異なる
- レジオネラ属菌の対策として、清掃と水質管理が欠かせない
- 特定建築物では、点検と清掃の頻度が法令で定められている
屋上にあって目が届きにくい設備だからこそ、計画的な管理が大切です。