チラー、冷却塔、空調機はどのように連携して建物に空調（HVAC）を提供するのでしょうか。この記事では、HVACセントラルプラントの基本を理解するために、このトピックを取り上げます。
チラー冷却塔とAHUの連携方法
中央冷却プラントの主要システム構成要素は以下のとおりです。
- チラー
- 空調機（AHU）
- 冷却塔
- パンプス
チラーは通常、地下室か屋上に設置されますが、これは使用するチラーの種類によって異なります。屋上設置型のチラーは通常「空冷式」で、地下室設置型のチラーは通常「水冷式」ですが、どちらも建物から不要な熱を除去して冷水を作り出し、空調を行うという同じ機能を果たします。唯一の違いは、チラーが不要な熱をどのように排出するかという点です。
空冷式チラーは、ファンを使って周囲の冷たい空気を凝縮器に吹き付け、システムから熱を除去します。このタイプは冷却塔を使用しません。このシステムについて学び、ビデオチュートリアルをご覧になりたい場合は、こちらをクリックしてください。この記事の残りの部分では、水冷式チラーと冷却塔に焦点を当てて説明します。
水冷式チラーには2つの大きな円筒があり、一方は蒸発器、もう一方は凝縮器と呼ばれます。
冷水：
チラーの蒸発器は、「冷水」が生成される場所です。「冷水」は蒸発器から約6℃（42.8°F）で出て、冷水ポンプによって建物全体に送られます。冷水は「ライザー」と呼ばれる配管を通って建物の高さを上昇し、各階に送られます。これらの配管は、水が上向きに流れていても下向きに流れていても、ライザーと呼ばれます。
冷水はライザーから分岐してより細いパイプになり、ファンコイルユニット（FCU）とエアハンドリングユニット（AHU）に送られて空調を行います。AHUとFCUは基本的にファンが内蔵された箱で、建物から空気を吸い込み、加熱コイルまたは冷却コイルに送り込んで空気の温度を変え、その空気を建物内に送り出します。冷水はAHU/FCUに入り、冷却コイル（細いパイプの列）を通過する際に、通過する空気の熱を吸収します。冷水は温まり、通過する空気は冷たくなります。冷水が冷却コイルを出る頃には、約12℃（53.6°F）まで温度が上がっています。温まった冷水はリターンライザーを通って蒸発器に戻り、蒸発器に入ると冷媒が不要な熱を吸収し、凝縮器に送ります。冷水は再び冷たくなり、建物内を循環して不要な熱をさらに回収します。注：冷水は、温水か冷水かにかかわらず、「冷水」と呼ばれます。
凝縮器水：
チラーの凝縮器は、不要な熱が冷却塔に送られる前に集められる場所です。冷媒は蒸発器と凝縮器の間を流れ、不要な熱を移動させます。凝縮器と冷却塔の間には、「凝縮水」と呼ばれる別の水の流れがあります。冷媒は蒸発器内の「冷水」ループから熱を集め、それを凝縮器内の「凝縮水」ループに運びます。
凝縮器水は、約27℃（80.6°F）で凝縮器に入り、通過する際に熱を吸収します。凝縮器を出る頃には、約32℃（89.6°F）になっています。凝縮器水と冷媒は決して混ざり合うことはなく、常に配管壁によって隔てられており、熱は壁を通して伝達されます。凝縮器水は凝縮器を通過して不要な熱を吸収した後、冷却塔へと向かい、そこで熱を放出し、より冷えた状態で再び熱を吸収する準備が整います。
冷却塔：
冷却塔は通常、建物の屋上に設置され、建物内の不要な熱の最終処分場所となります。冷却塔には、ユニット内に空気を送り込む大型ファンが備えられています。凝縮水は冷却塔までポンプで送られ、空気の流れの中に噴霧されます。冷たい外気が冷却塔に入り込み、噴霧された凝縮水と直接接触することで（開放型冷却塔の場合）、凝縮水の熱が空気に伝わり、その空気が大気中に放出されます。その後、凝縮水は回収され、チラーの凝縮器に戻り、さらに熱を回収する準備が整います。冷却塔に関する詳しいチュートリアルはこちらをご覧ください。
投稿日時：2019年12月9日
