チラーと冷却塔を併用すると水トラブルが起きやすい理由

流量低下が引き起こす凍結異常とチラー停止

チラーと冷却塔を併用した冷却は、効率が良さそうに見えますが、実際には水トラブルが起きやすい運用の仕方です。

冷却塔の水は運転を続けるほど濃縮され、その水がピットを通じてチラー側に影響すると、冷却水の状態は一気に悪くなります。

水質が悪化すると、熱交換器の中にスケールやスライムがたまり、流れが悪くなります。その結果、冷却水やブラインの流量が下がり、蒸発器の一部だけが過剰に冷えてしまいます。

この状態をチラーが異常と判断すると、凍結防止が働き、機器を守るためにチラーは自動的に停止します。つまり、チラーが止まる原因は能力不足ではなく、水の流れが悪くなったことにあります。

また、ブライン（不凍液）を使っている場合でも、水質管理をしていなければ汚れやスライムが発生し、同じようにチラー停止につながります。「ブラインだから大丈夫」という考えは、決して安全ではありません。

チラーと冷却塔を併用している現場は多い

押出成形・射出成形工場を中心に、

• 夏場はチラー運転

• 気温が下がると冷却塔を併用

といった運用をしている現場は少なくありません。

省エネや冷却能力の補完という面では合理的に見えますが、水の流れと水質管理を誤ると、トラブルが急増する冷却水フローでもあります。

冷却塔の水は必ず「濃縮」する

冷却塔は蒸発によって水を冷やす設備です。

蒸発するのは水分だけで、

• カルシウム

• マグネシウム

• シリカ

• 微生物

といった成分は水中に残り、運転を続けるほど濃縮していきます。

この冷却塔水は、チラーで使用することを前提とした水質ではありません。

ピットで水が混ざった瞬間、水トラブルが始まる

チラー水と冷却塔水が、

• 同一ピットで受水されている

• オーバーフローや逆流がある

こうした構成では、濃縮された冷却塔水がチラー側に混入します。この時点で、チラー水は本来の清浄な冷却水ではなくなります。

水質悪化がチラー内部で起こす障害

水質が悪化した冷却水は、チラー内部の熱交換器（凝縮器・蒸発器）に影響を与えます。

• スケールの付着

• スライム（バイオ）の繁殖

• 熱交換器内部の流路狭窄

これらが進行すると、熱交換器の詰まりが発生します。

熱交換器の詰まりによる流量低下が、凍結異常を引き起こす

ここが非常に重要なポイントです。

蒸発器側（熱交換器）が詰まると、

• 冷却水（またはブライン）の流量が低下

• 流れが偏り、局所的な過冷却が発生

します。

この状態になると、蒸発器の一部が凍結状態に近づきます。

チラーはこれを異常と判断し、

• 凍結異常（凍結防止機能）が作動

• 機器保護のためチラーが自動停止

という流れになります。

つまり、

チラーが停止する直接の原因は、冷却能力不足ではなく熱交換器の詰まりによる流量低下であるケースが非常に多いのです。

ブラインを使用していても水質管理は必要

よくある誤解が、ブラインを使っているから

凍結しない

水質管理は不要

という考えです。

しかしこれは間違いです。

ブラインでもスライムは発生する

ブラインは不凍液ですが、

• 水分を含んでいる

• 温度条件が揃う

• 微生物が侵入する

ことで、スライム（バイオ）が繁殖します。

ブライン系統でも凍結異常は起きる

スライムや汚れによって、

• 蒸発器内部が詰まる

• 流量が低下する

と、ブラインを使用していても、

• 局所的な過冷却

• 凍結異常検知

• チラー停止

が発生します。

不凍液＝安全ではありません。

なぜ洗浄しても再発するのか

併用による水トラブルが起きると、多くの現場では熱交換器の洗浄が行われます。

洗浄後は一時的に改善しますが、

• 冷却塔水の濃縮

• 水の混在

• 水質管理なし

という条件が変わらなければ、必ず再発します。

さらに、洗浄を繰り返すことで、

• 金属表面の劣化

• 腐食の進行

• 水漏れリスクの増大

といった別のトラブルを招くことも少なくありません。

必要なのは「水質管理による予防保全」

チラーと冷却塔を併用する場合、必要なのは事後対応ではありません。

• 冷却塔水の濃縮を前提にした設計

• 水を混ぜない構造

• 冷却水・ブラインの水質管理

この予防保全があって、はじめて安定運転が可能になります。

まとめ

• チラーと冷却塔の併用は水トラブルが起きやすい

• 冷却塔水の濃縮がチラー側に悪影響を与える

• 熱交換器の詰まりで流量が低下する

• 流量低下が凍結異常を引き起こし、チラーが停止する

• ブライン使用時でも水質管理は必須

• 洗浄ではなく、水質管理による予防が重要

チラーが止まる原因は、制御や冷媒ではなく、水であることが非常に多いです。

併用運転をしている現場ほど、一度「水の流れ」と「水質」を見直す価値があります。