Q&A

冷却塔で使う用語、単位はどんなものがありますか。

<熱量>
熱の移動を表すのに熱量という言葉がありJ(ジュール)という単位が使われ、冷却塔ではkW(キロワット)が良く使われます。
1kJ(キロジュール)とは、1kN・mの仕事をするエネルギーを示し、熱量的には1気圧の下で1kg(キログラム)の水を1/4.18605℃上昇させるのに必要な熱量をいいます。
1kW(キロワット)とは、1秒間に1kJ(キロジュール)の仕事をすることをいいます。
1kW=1kJ/s

例えば冷却塔を使って37℃の水1000L/minを32℃まで冷やしたとすると

冷却熱量 =(37-32)℃×1000L/min×1kg/L×(1/60)min/s×4.18605kJ/kg・℃
  ≒348.8kJ/s(=348.8kW)となります。

<冷却トン>
冷却塔の場合には冷凍機の冷凍トンに対応させる意味で冷却トンが用いられる。

<ターボ式(圧縮式)冷凍機用冷却塔>
1冷却トンは、1冷凍トン当り13L/minの水を外気湿球温度(W.B)27℃の時に、水温を37℃から32℃に冷却する、すなわち5℃冷却するための熱量を1時間単位で表して用いられる。

1冷却トン =13L/min×1kg/L×(1/60)min/s×5℃×4.18605kJ/kg・℃(水の比熱)
  ≒4.535kJ/s(=4.535kW)となります

<二重効用吸収式冷凍機用冷却塔>
1冷却トンは1冷凍トン当り17L/minの水を外気湿球温度(W.B)27℃の時に水温を37.5℃から32℃に冷却する。
すなわち5.5℃冷却するための熱量を1時間単位で表して用いられる。

1冷却トン =17L/min×1kg/L×(1/60)min/s×5.5℃×4.18605kJ/kg・℃(水の比熱)
  ≒6.523kJ/s(=6.523kW)となります

尚、実際には冷凍機によって冷却水の温度条件循環水量が異なりますので、冷凍機の仕様を確認の上冷却塔の選定をする必要があります。

<日本冷凍トン(JRt)>
冷凍機の能力を表す単位で0℃の水1トン(1000kg)を24時間で0℃の氷にするための熱量のことを1冷凍トンという。 0℃の水を0℃の氷にするには水から凝固熱(水1kg当り333.5kJ/kg)に相当する熱量を取り去れば良い。 このことは24時間に333.5kJ/kg×1000kg=333500kJの熱量を取り去るということになる。
これを1時間当りの熱量に換算すると

1冷凍トン =333500kJ/24h×(1/3600)h/s
  ≒3.860kJ/s(=3.860kW)となります

<米国冷凍トン(USRt)>
水1トンのかわりに2000ポンドの水に置き換えて冷凍トンが定められている。

1U.Sトン 2000lb×0.453kg/lb×333.5kJ/kg/24h×(1/3600)h/s
  ≒3.497kJ/s(=3.497kW)となります

現在日本では、USRtが一般的に用いられています。

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