出典：建築物衛生管理技術者試験令和3年度(2021年)｜空気環境の調整第69問
問題
冷却塔に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。
(1) 開放型冷却塔は、密閉型と比べて小型である。
(2) 開放型冷却塔内の冷却水は、レジオネラ属菌の繁殖に注意が必要である。
(3) 開放型冷却塔は、密閉型冷却塔に比べて送風機動力が増加する。
(4) 密閉型冷却塔は、電算室、クリーンルーム系統の冷却塔として使用される。
(5) 密閉型冷却塔は、散布水系統の保有水量が少ないため、保有水中の不純物濃度が高くなる。
ビル管過去問｜冷却塔の種類と特徴を解説
この問題は、開放型冷却塔と密閉型冷却塔の構造や用途、衛生管理上の注意点を理解しているかを問う問題です。冷却塔は空調設備の熱を大気へ放出する重要な装置ですが、種類によって大きさ、送風機動力、水質管理、用途が異なります。開放型冷却塔のほうが密閉型より送風機動力が増加するとした(3)は不適切です。一般に密閉型冷却塔はコイルを介して熱交換する構造のため、開放型より通風抵抗が大きくなりやすく、送風機動力も大きくなる傾向があります。冷却塔の問題では、構造の違いが性能や管理方法にどう影響するかを整理して覚えることが大切です。
(1) 開放型冷却塔は、密閉型と比べて小型である。
適切です。開放型冷却塔は、冷却水を直接空気と接触させて蒸発冷却を行うため、熱交換効率が高く、同じ能力であれば密閉型より比較的コンパクトにできます。一方、密閉型冷却塔は内部に熱交換コイルを持ち、そのコイルを介して冷却対象の水や液体を冷やす構造です。その分、装置が複雑になり、熱交換面積も必要になるため、一般に大型化しやすいです。試験では、開放型は構造が比較的単純で小型、密閉型は衛生面や水質面で有利だが大型化しやすい、という対比で覚えると整理しやすいです。
(2) 開放型冷却塔内の冷却水は、レジオネラ属菌の繁殖に注意が必要である。
適切です。開放型冷却塔では、冷却水が外気と直接接触しながら循環するため、水温や汚れ、藻類やスライムの発生状況によってはレジオネラ属菌が繁殖しやすくなります。さらに、冷却塔では水が飛散してエアロゾル化することがあり、その飛沫を人が吸い込むことでレジオネラ症の原因になるおそれがあります。そのため、開放型冷却塔では定期的な清掃、殺菌、水質管理が重要です。冷却塔に関する衛生管理問題では、開放型とレジオネラ対策の組合せは非常に重要な基本事項です。
(3) 開放型冷却塔は、密閉型冷却塔に比べて送風機動力が増加する。
不適切です。これは逆です。一般に密閉型冷却塔は、熱交換コイルを内蔵しており、空気がコイルや散水部を通過して熱交換するため、開放型より空気の流れに対する抵抗が大きくなります。そのため、必要な送風機動力は密閉型のほうが大きくなる傾向があります。開放型は冷却水を直接空気にさらして冷やすため、構造が比較的単純で、同じ熱交換能力なら通風抵抗も小さくしやすいです。問題文では「開放型」と「密閉型」を入れ替えて誤りを作っており、構造の違いから送風機動力を考えられるかが問われています。
(4) 密閉型冷却塔は、電算室、クリーンルーム系統の冷却塔として使用される。
適切です。密閉型冷却塔は、冷却対象の水や液体が外気や散布水と直接触れないため、系統内への汚れや異物の混入を抑えやすいという特徴があります。このため、水質の安定性や清浄性が重視される電算室やクリーンルームの冷却系統に適しています。これらの系統では、配管内部の汚れやスケール、微生物汚染が機器の性能低下や故障につながりやすいため、密閉型の利点が生かされます。用途の違いは、単なる暗記ではなく、なぜその設備でその形式が選ばれるのかまで理解しておくと応用が利きます。
(5) 密閉型冷却塔は、散布水系統の保有水量が少ないため、保有水中の不純物濃度が高くなる。
適切です。密閉型冷却塔では、散布水系統の保有水量が比較的少ないため、蒸発や濃縮によって不純物濃度が上がりやすい傾向があります。保有水量が少ないと、水質の変化が早く現れやすく、濃縮管理や補給水管理が不十分だとスケールや腐食の原因になります。密閉型は冷却対象流体を外部汚染から守れる一方で、散布水側の管理が不要になるわけではありません。試験では、密閉型は衛生的だから管理が楽だと単純に考えてしまうと誤りやすいので注意が必要です。
この問題で覚えるポイント
冷却塔は、冷却水を空気と直接接触させて冷やす開放型と、熱交換コイルを介して冷却する密閉型に大きく分かれます。開放型は構造が比較的単純で、小型にしやすく、熱交換効率も高い一方で、冷却水が外気と直接接触するため、水質汚染やレジオネラ属菌の繁殖に注意が必要です。密閉型は冷却対象流体が外気に触れないため、水質の清浄性が求められる電算室やクリーンルームなどに適していますが、コイルを介した熱交換となるため装置は大型化しやすく、通風抵抗も増しやすいので送風機動力も大きくなる傾向があります。また、密閉型でも散布水系統は存在し、保有水量が少ないことで不純物濃度が上がりやすいため、スケール、腐食、微生物対策を含めた水質管理は重要です。つまり、開放型は衛生管理が重要、密閉型は清浄性に優れるが設備負荷や散布水管理に注意、という対比で整理すると正誤判断しやすくなります。
ひっかけポイント
この問題のひっかけは、開放型と密閉型の長所と短所を一部だけ入れ替えている点にあります。受験者は、密閉型のほうが高性能で衛生的という印象から、すべての面で優れていると考えがちですが、実際には大型化しやすく、送風機動力も大きくなりやすいという弱点があります。また、密閉型は冷却対象流体が外気に触れないため安全だと考えて、散布水系統の管理まで不要と思い込むのも典型的な誤りです。試験では、このように「衛生面では有利」「しかし動力や構造では不利な面もある」という両面を理解しているかが問われます。設備の名称だけで判断せず、どの水がどこを流れ、何と接触し、どこに負荷がかかるのかを構造から考える習慣をつけることが大切です。
