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製品・技術

【夏季の冷却不足を解消】ドレンフリーのエアフィンクーラー補助冷却システム

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エアフィンクーラー補助冷却システム  / 2026年09月09日 /  環境 化学・樹脂 建設・プラント

エアフィンクーラーの夏季の冷却不足を解消する
「エアフィンクーラー補助冷却システム」ご紹介

散水冷却システム

エアフィン冷却システム

エアフィンクーラーへ散水、水の気化熱で冷やす散水冷却システムです。ドレンフリーの補助冷却システムとして、夏季の冷却不足を解消します。

エアフィンクーラーの伝熱面に対して均等に散水することで、スプリンクラーでの散水式と比べ40~80%水量を削減することが可能です。

ドレンの低減により足場濡れを解消。設備を稼働させたまま設置が可能で、現場ごとに適した冷却システムをご提案します。また溶接不要・運転中でも施工可能なシステムで、標準品であれば納期もあまりかからずにご準備できます。

エアフィンクーラーとは

エアフィンクーラーは、空冷式熱交換器の一種です。電熱管(チューブ)の周囲に薄い板状のフィンを数多く付けて伝熱面積を増やしたフィンチューブが特徴。フィンはチューブ1本ごとに付けられているものもあれば、複数のチューブで共有しているものもあります。送風ファンにて冷媒となる空気を送り、空気とフィンチューブ内の流体との熱交換にて、チューブ内流体を冷却する機器です。

身近なものでは、エアコンの室外機や自動車のラジエーターもエアフィンクーラーとして挙げられます。冷却水を必要とせず水資源の制約を受けないため、多くの産業設備で採用されています。

なぜ夏場に能力が落ちるのか

夏場に外気温度が上昇すると、復水器内部の蒸気と外気との温度差が縮小し、熱交換による放熱量(冷却能力)が低下。その結果、凝縮温度・圧力の上昇に伴い、タービンの背圧も上昇してしまいます。背圧の上昇は蒸気タービンの熱効率の低下を招き、発電能力も低下します。

従来型ソリューションの限界

一般的な対策として以下の手法が挙げられます。それぞれに期待される効果はあるものの、懸念事項も少なくありません。

  • ファンの回転数を上げる(送風量の増大)
    熱交換量を増やし冷却を促進する。電力供給ピーク時の消費電力が更に増大し、設備改造を要する場合がある。
  • フィンチューブに直接散水する
    水と蒸発潜熱により冷却を促進。スケール付着による性能や機器への悪影響、排水処理設備が必要となる。

「霧」による冷却ソリューション

解決策となるのが、弊社が提唱する「霧の気化熱」を用いた冷却ソリューション。構造は噴霧ノズルと配管を設置するのみと極めてシンプルです。

弊社の流体技術により、精密に制御された霧がノズルから噴霧されます。この霧は、フィンチューブに到達する前の空気、あるいはフィンに接触した瞬間に蒸発(気化)し、その気化熱によって外気温度を下げます。霧による冷却ソリューションの追加によってフィンチューブへの送風温度をコントロールし、蒸気復水器の能力を維持できれば、夏場の外気温上昇に伴うタービン効率と発電能力の低下を阻止できます。

夏季の冷却不足を解消

エアフィンクーラー補助冷却システムの特長

ドレン解消・低減

スプリンクラー式に比べ20~60%の水量で同等の冷却が可能。

環境改善

ドレンの低減で足場の水濡れなど、作業環境を改善。

運転中でも施工可能

設備の運転を止めることなく設置が可能。溶接も不要。

システムの最適化

必要な冷却能力、最適な噴霧粒子径・水量密度を選定し、お使いのエアフィンに最適なシステムをご提案。

散水方式例

フィン下部設置例
フィンの下方から空気の流れに合った最適な粒子径の霧を噴霧。
フィンの下方からの取付けも可能。

フィン上部設置例
フィンの上方から冷却に適した粒子径の霧を、必要最小限の粒子密度で噴霧。

事例

空冷式熱交換器の夏季における冷却能力の回復向け開発

(フォグによる冷却能力回復適用事例)
空冷式熱交換器は、空気が低温時には有効であるが、気温が上昇する夏場には、冷媒と対象流体との温度差が小さくなるため、冷却能力が低下する。近年は夏季の気温上昇が進んでいるため、冷却能力の回復が急務である。ご紹介するフォグ噴霧による冷却能力回復の手法は、気相中にノズルからフォグ(微細な水粒子)を噴霧する方式で蒸発潜熱の利用を図っている。この方式は、新規設備においては、伝熱面積を小さくすることも可能で、設備費の低減が図れる。

冷却効率の最適化のために、ノズルからの噴霧などを、フィールド試験およびFluentを用いた解析にて検討した。フォグ発生ノズルは高圧ポンプを使用することで、平均粒子径20~30μmのセミドライフォグレベルの細かな霧を発生させることが可能である。未蒸発分は1.6secでフィンに付着しており、100μm程度以下では遠心力によるフォグの脱水作用はほとんど起こっていない。空気温度は想定通り、平均で1.3℃冷却した。

納入事例

現場の環境や用途に合わせて柔軟に対応いたします

ご相談・お見積りは、お気軽にお声がけください

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