《熱》〈課目Ⅳ〉[問題15](2)熱交換器・熱回収装置大気開放型の冷却塔の構造に関する知識問題

【問題】

【難易度】★★☆☆☆（やや易しい）
\[
\begin{eqnarray}
\end{eqnarray}
\] 次の各文章の\( \ \boxed {　　 6\strut 　　} \ \)及び\( \ \boxed {　　 7\strut 　　} \ \)の中に入れるべき最も適切な字句等をそれぞれの解答群から選び、その記号を答えよ。

(2) 　大気開放型の冷却塔では、被冷却機器との間を循環する冷却水が大気と直接触れて、大気中の粒子や酸性物質などの汚染物質が冷却水中に溶け込むなどすることで、水質が徐々に悪化する。
被冷却機器側に設置されている熱交換器では、熱交換器内の冷却水の汚れが増大し、伝熱面において、汚染物質による腐食や水分の蒸発により\( \ \boxed {　　 6\strut 　　} \)された不純物分の晶出を招き、これらによる伝熱抵抗の増加によって、その熱交換性能が大きく低下する。通常は、適正な\( \ \boxed {　　 7\strut 　　} \)や薬液注入処理の実施などによって、冷却水を正常な水質範囲に保つと共に、定期的に伝熱管の洗浄などを行うことで、冷却水系統に設置されている熱交換器の効率が管理値の範囲を下回らないようにする。

＜\( \ \boxed {　　 6\strut 　　} \ \)及び\( \ \boxed {　　 7\strut 　　} \ \)の解答群＞

\[
\begin{array}{l}
\rlap{\text{ア} \quad \text{凝縮}}\hspace{175px}\rlap{\text{イ} \quad \text{濃縮}}\hspace{175px}\rlap{\text{ウ} \quad \text{分解}}\hspace{175px}\rlap{\text{エ} \quad \text{融解}}\hspace{175px} \\[5pt] \rlap{\text{オ} \quad \text{ブロー}}\hspace{175px}\rlap{\text{カ} \quad \text{加熱}}\hspace{175px}\rlap{\text{キ} \quad \text{空気注入}}\hspace{175px}\rlap{\text{ク} \quad \text{凍結処理}}\hspace{175px}
\end{array}
\]

【ワンポイント解説】

開放型冷却塔の構造に関する知識問題です。冷却塔はクーリングタワーとも呼ばれ、工場や商業施設の空調機などで導入されています。職場などで導入されている方がいましたら、一度ご覧になることをおススメします。
平成26年問題15 (1) でも、ほぼ同じ形で出題されています。今回の穴埋め箇所だけでなく、他の部分が穴埋めされても答えられるようにしておく必要があります。また、密閉型冷却塔についても過去に出題されています。こちらも併せて覚えるようにしてください。

1.開放型冷却塔
開放型冷却塔は、対象設備を冷却する水に直接外気を当てて、水温を下げる設備です。

\( \underline{\mathrm{冷却原理 }} \)
対象設備を冷却し終えた水は、塔内でシャワー状に散水されます。そこにファンによって吸引された外気を触れさせることで、熱を持った一部の水分は蒸発し、残った水は補給された水と共に再度循環されます。

\( \underline{\mathrm{メリット }} \)
・構造がシンプルでコンパクトなため、設置費用を抑えることができます。
・冷却水が外気に直接触れるため、密閉型に比べて熱交換効率が高いです。

\( \underline{\mathrm{デメリット }} \)
冷却水が外気と直接触れるため、空気中の不純物や酸素と混ざり、水質が低下します。更に水が蒸発することで濃縮された不純物は伝熱面に晶出（付着）し、熱交換の妨げとなります。定期的なブローや薬液注入などを行い、水質を管理する必要があります。