冷却器 種類と空冷式と水冷式

冷却器 種類と空冷式と水冷式

冷却器 種類の空冷式と水冷式

冷却器 種類を大づかみに整理すると、まず現場で最も会話に出るのが「空冷式」と「水冷式」です。
空冷式はファンで外気と熱交換して放熱し、水冷式は凝縮器で冷却水と熱交換して放熱します。
この違いは単なる機器の違いではなく、建築側の条件（屋上の設置可否、機械室の余裕、冷却水系の有無、補給水・排水、レイアウトの自由度）を丸ごと変えます。
実務で押さえるべきポイントは次の通りです。

• 空冷式：冷却水系が不要になりやすく、設備構成が単純になりがちです（ただし外気条件に左右されます）。
• 水冷式：冷却水を介するため系統は増えますが、運用条件次第でエネルギー効率面の利点が出やすい、と説明されます。

また、同じ水冷でも「蒸発式（蒸発凝縮）」という考え方があり、噴霧した水の蒸発を利用して凝縮させるタイプとして整理されます。

参考）凝縮器（コンデンサ）とは？仕組みと種類を詳しく解説
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蒸発式は「水の蒸発潜熱」を主に利用する、という説明が冷凍保安の学習資料でも明示されています。

参考）2種冷凍「保安・学識」攻略-凝縮器
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建築従事者の観点では、蒸発式は“熱源機の種類”というより「水・空気・水質管理・飛沫」まで含むシステム課題として捉えるのが安全です。
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冷却器 種類の凝縮器と蒸発器

冷却器 種類の話が混線しやすい原因は、「冷却器」という言葉が、現場では凝縮器（コンデンサー）や蒸発器などをまとめて指してしまう点にあります。
蒸気圧縮式の説明では、圧縮機・凝縮器・膨張弁・蒸発器が代表的な構成要素として整理されます。
チラーの解説でも、凝縮器で外気（空冷式）や冷却水（水冷式）を使って熱を外へ放出し、冷媒が液化する、という流れが示されています。
建築設備の打合せで役立つ“言い換え”は次の通りです。

• 空冷式＝「凝縮器が空気と熱交換する」方式。
• 水冷式＝「凝縮器が冷却水と熱交換する」方式。
• 冷却塔が絡む系＝水冷式の放熱先（冷却水側）を大気へ逃がす装置として整理されやすいです。

この整理ができると、設備側の議論が「機器名」から「どこで熱を捨てるか」「何を流すか」に移り、設計の衝突が減ります。

参考）冷却塔と冷凍機の違いは？役割や仕組み、構造などを解説│冷却塔…
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冷却器 種類のプレート式とシェルアンドチューブ

冷却器 種類をさらに踏み込んで語るときは、「凝縮器・蒸発器に使われる熱交換器の型式」を押さえると、仕様書の読み合わせが一気に楽になります。
水冷式ではシェルアンドチューブ式やプレート式が使用される、という整理が冷凍の解説で示されています。
また、プレート式はプレス加工された金属プレートを重ねて流体を流し熱交換する、という基礎説明も一般向け資料で確認できます。
現場で効く実務的な比較観点は、熱貫流率や面積だけでなく「詰まりやすさ」「洗浄の作業性」「圧力損失（圧損）」「スケール・腐食のリスク」です。

参考）日本冷凍空調学会
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例えばプレート式はコンパクトさを取りやすい一方で、流路が狭い設計だと水質の影響が表に出やすく、保全設計（ストレーナ、薬注、洗浄計画）まで含めて“選定”になります。

参考）https://www.katsukawa.co.jp/use
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逆にシェルアンドチューブ式は構造上、汚れに強い設計が取りやすい場面もありますが、同じ能力でも据付・搬入や保守スペースの条件が効いてきます。
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関連：空気側で熱交換する場面では、フィンチューブ式のようにフィンで表面積を増やして熱交換効率を上げる説明も一般的です。

参考）フィンチューブ式熱交換器とは？特徴や最新動向など詳しく解説
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フィンチューブは「気体×液体」など熱伝達が厳しい組合せで使われやすい、という整理が基礎資料にもあります。
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冷却器 種類の圧力損失と性能

冷却器 種類をどう選んでも、最後に効いてくるのが圧力損失で、設計上は「配管・熱交換器・バルブ」を合算した抵抗が運転点を決めます。
冷凍サイクルでは圧力損失を無視できず、圧力損失が蒸発温度などに影響し、冷却性能を直接下げる、という説明が学会資料に示されています。
さらに、低圧側の圧力損失は高圧側より性能に大きな影響を及ぼす、という指摘もあり、配管設計の“小さな妥協”が省エネを削る構図が見えます。
建築現場での実装としては、次のような「仕様の落とし穴」が起きやすいです。

• 圧損の見込みが甘い：ポンプやファンの余裕を増やし、結果として常用電力が上がる（運転費に跳ね返る）。
• 末端のΔTが崩れる：能力不足に見えて、実は流量不足（圧損起因）というケースが出る。
• 能力の“カタログ値”と“現場の値”がズレる：熱交換器の汚れや空気混入、流量偏りが合わさると差が拡大しやすいです。

意外と見落とされるのが、圧損は「機器単体の選定」ではなく「配管の戻り（油戻り等）や、運用の安定性」まで含めて波及する点で、ここを設計段階で言語化しておくとトラブル対応が短縮されます。
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冷却器 種類の凍結と防食

冷却器 種類の選定で“事故”に直結しやすいのが凍結で、停止中の水熱交換器の凍結を防ぐためにポンプ運転用信号（インターロック）を使う、という設計上の考え方が機器資料に記載されています。
つまり凍結対策は「保温材」だけで終わらず、制御（ポンプ連動）、運用（夜間停止の考え方）、監視（温度・流量アラーム）まで含めて成立します。
特に寒冷地や外気温が下がる屋外配管が絡むと、空冷式・水冷式のどちらでも凍結は起き得るため、「停止中が危ない」ことを前提にした設計が有効です。
防食・水質の観点では、プレート式など流路が複雑な熱交換器ほど、スケールや腐食生成物が性能低下の形で出やすいので、水質条件・薬注・洗浄性の議論を“仕様の一部”として扱うのが現実的です。
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また、蒸発式（蒸発凝縮）を採る場合は補給水量や飛沫損失など水管理の前提が絡むため、機械だけでなく衛生・周辺環境を含む管理設計が重要になります。
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（独自視点）建築の設計会議で効く小技として、冷却器 種類の議論に「停止中のリスク」を一枚のチェックリストで差し込むと、初期コストだけで決める流れを止められます（例：凍結・水抜き・インターロック・保守スペース・洗浄手順・水質責任分界）。

参考）https://www.toshiba-carrier.co.jp/product_search/assist/technology/2008/documents/C13_W_AcScr.pdf
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凝縮器の空冷式・水冷式・蒸発式の基礎整理（種類と仕組みの確認に有用）
凝縮器（コンデンサ）とは？仕組みと種類を詳しく解説
冷凍サイクルにおける圧力損失が性能へ与える影響（圧損の重要性の根拠に有用）
日本冷凍空調学会
停止中の凍結防止にポンプ信号を使う考え方（凍結対策の具体例として有用）
https://www.toshiba-carrier.co.jp/product_search/assist/technology/2008/documents/C13_W_AcScr.pdf