2級管工事施工管理技士の勉強:冷却塔はなぜ冷却水を冷やせるのか

冷凍機と冷却塔の関係を学ぶための、外気と冷却水を示した概念イラスト

結論:冷却塔は、冷凍機で温度が上がった冷却水を外気と接触させて冷やし、再び冷凍機へ戻すための設備です。

この記事で分かること

  • 冷凍機・冷却水・冷却塔のつながり
  • 開放式で水が冷える基本の考え方
  • 試験勉強で混同しないための整理法

冷却塔は「熱を外気側へ逃がす」設備

空調では、室内から取り出した熱を、どこかへ移さなければなりません。冷却塔は、その熱を受けた冷却水を外気と接触させて冷やす役割を担います。

日本冷却塔工業会は、温度が上がった冷凍機の冷却水が、冷却塔内で送風機により送り込まれた外気と接触し、温度が下がって再度冷凍機へ送られると説明しています。(出典1

まず押さえる流れ

  • 冷凍機で温度が上がった冷却水
  • 冷却塔で外気と接触
  • 温度が下がった冷却水が冷凍機へ戻る
冷凍機、冷却塔、冷却水の流れを矢印で示した学習図
冷却水が冷凍機と冷却塔の間を循環する基本の流れ

国土交通省の建築設備設計基準でも、冷却塔は冷熱源機器の冷凍能力と関係する設備として扱われています。冷却水管の水量も冷凍能力に基づいて算定する考え方が示されており、冷凍機・冷却水・冷却塔は関連する設備系統として捉えると理解しやすくなります。(出典2

開放式では、蒸発が冷却に関わる

開放式冷却塔では、冷却水と外気を直接接触させます。このとき冷却水の一部が蒸発し、残りの冷却水が冷やされます。(出典1

ここで大切なのは、「水の一部が蒸発することで、残りの水を冷やす」という関係です。冷却塔が水を作り出すのではなく、熱を外気側へ逃がすために働いている、と考えましょう。

覚え方:冷却塔は「水を冷やす箱」ではなく、冷却水の熱を外気側へ移す場所です。開放式では、その過程で一部の水の蒸発が関わります。

開放式冷却塔で外気と水が接触し、一部が蒸発する概念図
開放式冷却塔で覚えたい、蒸発と残りの冷却水の関係

設置や形式を一律に決めつけない

国土交通省の基準は、冷却塔を外気との熱交換に支障がない周囲空間を確保した位置に設置するとしています。(出典2

ただし、必要な周囲空間、能力、水量、施工条件はこの記事だけで判断できません。開放式以外の形式まで同じ仕組みと決めつけず、実際の計画・施工では設計図書、承認施工図および使用製品の最新施工要領書で確認してください。

自作の確認問題

問題:冷却塔の役割を一文で説明すると、どのようになりますか。

確認:「冷凍機で温度が上がった冷却水を外気と接触させて冷やし、再び冷凍機へ戻す設備」と説明できれば、基本の流れを押さえられています。

JCTCの公式案内では、2級管工事施工管理技術検定の第一次検定が案内されています。(出典3)今回確認した資料では、冷却塔を直接扱う公開過去問の設問は特定できていません。そのため、出題実績を前提にせず、設備の役割を自分の言葉で説明する練習に役立てましょう。

よくある質問

Q1. 冷却塔は、すべての空調設備に必要ですか?

この記事の根拠資料だけでは、すべての空調設備に必要とはいえません。設備方式ごとに異なるため、設計図書および使用製品の最新施工要領書で確認してください。

Q2. 蒸発で冷える説明は、すべての冷却塔に当てはまりますか?

一律にはいえません。水の一部が蒸発して残りの水を冷やす説明は、開放式冷却塔について確認した内容です。(出典1

Q3. 現場で冷却塔の設置位置を判断してよいですか?

設置位置は外気との熱交換に関わるため、個人の判断で決めません。設計図書、承認施工図および使用製品の最新施工要領書で確認してください。(出典2

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設備を学び、現場の仕事へつなげる

冷却塔のような設備は、役割と熱の流れを結び付けると理解が深まります。雄誠設備工業は福岡市を拠点に配管設備工事を手掛け、一緒に働く仲間を募集しています。資格の学びを現場の仕事につなげたい方は、募集案内の最新内容をご確認ください。(出典4

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