冷却塔ポンプのサイズを決める方法

冷却塔システムでは、循環水ポンプ (冷却塔ポンプまたは循環ポンプとも呼ばれます) が熱負荷の効率的な放散を確保する中心的な機器です。循環水ポンプを適切に選択することで、冷却塔システムの安定稼働を確保できるだけでなく、エネルギー消費量やメンテナンスコストも大幅に削減できます。この記事では、原理、重要なパラメータ、計算手順から選択の考慮事項まで、冷却塔循環水ポンプを正しく選択する方法を包括的に紹介します。

冷却塔循環水ポンプの働き

冷却塔循環水ポンプの主な機能は、機器（空調機、凝縮器、プロセス熱交換器など）から熱を吸収した高温水を冷却塔まで輸送し、放熱後に機器に戻し、安定した閉ループ冷却回路を形成することです。

適切に設計されたウォーター ポンプを選択するには、次の要件を満たす必要があります。

1. 十分なトラフィック（フロー）を提供する

2. 十分なヘッドを提供する

3. システム内の圧力差を正常に維持する

4. 高効率、低エネルギー消費を実現

冷却塔ポンプを選択するための 3 つの主要なパラメータ

1. ウォーターポンプの流量（単位：m³/hまたはL/s）

流量は冷却塔ポンプを選択する際の最も重要なパラメータであり、一般に次の方法で決定できます。

(1) コールドトン (RT) の計算によると、次のようになります。

共通経験値：

工業用冷却塔: 1 RT ≈ 0.27-0.32 m ⊃3;/h

セントラル空調冷却塔: 1 RT ≈ 0.3 m ⊃3;/h (常用)

たとえば、500RT 冷却塔

流量=500×0.3=150m³/h

(2) 熱交換装置の要件に従って：

装置メーカーから定格流量が提示されている場合は、その装置流量を基準として使用してください。

2.ポンプ揚程（揚程、単位：m）

ウォーターポンプのヘッドは次の抵抗を克服する必要があります。

1. システム静圧差（高層冷却塔がある場合は建物の高さを考慮する必要があります）

2. パイプライン（直管、エルボ、ティー、バルブ等）の摩擦損失

3. 冷却塔の耐噴霧性（通常3～8m）

4. コンデンサー抵抗 (通常 30-60kPa ≒ 3-6m ですが、データの確認が必要です)

5. 安全マージン (10% -20%)

3. ポンプ効率と出力(kW)

ウォーターポンプの効率が高ければ高いほど、運転コストは低くなります。

選定の際は通常、メーカーのサンプルを基に適切なモデルとモータ出力を決定します。

冷却塔水ポンプ選定の計算手順（詳細例）

条件の例:

1.冷却塔: 600RT

2.パイプラインの全長：80メートル

3.配管: DN150

4.冷却塔抵抗: 5 メートル

5.コンデンサー抵抗：45kPa（約4.5m）

6.高低差：5メートル

7.パイプラインの摩擦損失: 12 メートル

8.安全マージン: 10%

ステップ 1: ウォーターポンプの流量を計算する

流量＝コールトン×0.3

= 600 × 0.3

= 180 m³/h

ステップ 2: ウォーターポンプの揚程を計算する

全揚程＝高低差＋パイプライン摩擦損失＋冷却塔抵抗＋復水器抵抗

= 5 + 12 + 5 + 4.5

= 26.5メートル

10% の安全マージンを追加: 26.5 × 1.1 = 約 29 メートル

したがって、選択したリフトは次の値を下回ってはなりません。

29メートル（所要30メートル）

ステップ 3: ポンプのモデルと電力を選択する

メーカーの曲線に基づいて、次を選択します。

1.流量: 180 m³/h

2.リフト: 30メートル

3.電力: 約 15-22 kW (メーカーによって若干異なります)

冷却塔循環ポンプ選定時の注意点

1. 冷却塔は「オープン システム」であり、NPSH (正味キャビテーション許容値) を考慮する必要があります。

水温が高い（32～37℃）とキャビテーションが発生しやすいため、NPHaを十分に残す必要があります。

2. パイプラインの設計では空気の蓄積を避ける必要があります

流量に影響を与える「空気の詰まり」を避けてください。

3. ウォーターポンプは冷却塔と適合する必要があります

たとえば、向流タワーと横流タワーの抵抗は異なります。

4. 将来の拡張のための余地を残す

将来的にシステムの冷却能力が増加する可能性がある場合は、少し高い流量を選択する必要があります。

5. 複数のポンプを並列接続する場合は、油圧バランスに注意してください。

調整効率を向上させるために、デュアルまたはトリプルポンプを並列で使用することをお勧めします。