JP2001272198A - 開放循環冷却水系の運転方法 - Google Patents
開放循環冷却水系の運転方法Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F19/00—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F25/00—Component parts of trickle coolers
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- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28C—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA COME INTO DIRECT CONTACT WITHOUT CHEMICAL INTERACTION
- F28C1/00—Direct-contact trickle coolers, e.g. cooling towers
- F28C2001/006—Systems comprising cooling towers, e.g. for recooling a cooling medium
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- F28F2025/005—Liquid collection; Liquid treatment; Liquid recirculation; Addition of make-up liquid
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 冷却水系におけるスケールの発生を防止する
ための、開放循環冷却水系の運転方法を提供する。 【解決手段】 この運転方法は、開放循環冷却水系に配
置された熱交換器４の伝熱面の一方側に冷却塔１からの
冷却水を通水するとともに、伝熱面の他方側に被冷却媒
体を流通させることにより被冷却媒体を冷却し、この被
冷却媒体の冷却により温度上昇した冷却水を冷却塔１で
再冷却して循環使用するとともに、熱交換器４への被冷
却媒体の流通とその停止に同調して、冷却水の熱交換器
４への通水を制御するようにしたものである。
ための、開放循環冷却水系の運転方法を提供する。 【解決手段】 この運転方法は、開放循環冷却水系に配
置された熱交換器４の伝熱面の一方側に冷却塔１からの
冷却水を通水するとともに、伝熱面の他方側に被冷却媒
体を流通させることにより被冷却媒体を冷却し、この被
冷却媒体の冷却により温度上昇した冷却水を冷却塔１で
再冷却して循環使用するとともに、熱交換器４への被冷
却媒体の流通とその停止に同調して、冷却水の熱交換器
４への通水を制御するようにしたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、開放循環冷却水系
の運転方法に関し、さらに詳しくは、冷却水系における
シリカ系スケールの付着を防止するための運転方法に関
する。
の運転方法に関し、さらに詳しくは、冷却水系における
シリカ系スケールの付着を防止するための運転方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】冷凍機などの開放循環冷却水系では、熱
交換器に通水されて温度が上昇した冷却水を冷却塔で再
冷却して循環利用することが一般的である。図３に例え
ば空調用エアコンなどに使用される従来の熱交換器の開
放循環冷却水系を示す。図３において、冷却塔１からポ
ンプ２により送出された冷却水は冷却水通路３を通って
熱交換器４に通水され、ここでエアコンの被冷却媒体
（以下、冷媒という）との熱交換が行われる。
交換器に通水されて温度が上昇した冷却水を冷却塔で再
冷却して循環利用することが一般的である。図３に例え
ば空調用エアコンなどに使用される従来の熱交換器の開
放循環冷却水系を示す。図３において、冷却塔１からポ
ンプ２により送出された冷却水は冷却水通路３を通って
熱交換器４に通水され、ここでエアコンの被冷却媒体
（以下、冷媒という）との熱交換が行われる。
【０００３】図４は熱交換チューブを模式的に表した断
面図であり、熱交換チューブ（以下、熱交チューブとい
う）４０内には、例えば温度３７℃で冷却水が通水さ
れ、この熱交チューブ４０の外壁すなわち伝熱面４０ａ
を隔てて、冷媒が流通し、ここで冷媒蒸気が冷却水によ
り冷却されて例えば温度４０℃の冷媒凝縮液となる。こ
のとき、熱交チューブ４０の内外の温度勾配は図中に曲
線Ａで示したようになる。
面図であり、熱交換チューブ（以下、熱交チューブとい
う）４０内には、例えば温度３７℃で冷却水が通水さ
れ、この熱交チューブ４０の外壁すなわち伝熱面４０ａ
を隔てて、冷媒が流通し、ここで冷媒蒸気が冷却水によ
り冷却されて例えば温度４０℃の冷媒凝縮液となる。こ
のとき、熱交チューブ４０の内外の温度勾配は図中に曲
線Ａで示したようになる。
【０００４】一方、熱交チューブ４０内で温度上昇した
冷却水は図３において、再び冷却通路３を通って冷却塔
１に入り、ここで再冷却されて、再び冷却水通路３に送
出されて再循環利用される。冷却塔１では、冷却水の再
冷却は冷却水の一部が外気と接触して蒸発する際の蒸発
潜熱の放出により行われる。したがって、循環冷却水中
に溶存する物質はこの蒸発によって徐々に濃縮される。
そのため、冷却塔１では濃縮された循環冷却水をブロー
水６として塔外に排出するとともに、補給水５を常時冷
却塔内に導入して循環冷却水の濃縮倍数を適正な範囲に
保つようにすることが一般的である。
冷却水は図３において、再び冷却通路３を通って冷却塔
１に入り、ここで再冷却されて、再び冷却水通路３に送
出されて再循環利用される。冷却塔１では、冷却水の再
冷却は冷却水の一部が外気と接触して蒸発する際の蒸発
潜熱の放出により行われる。したがって、循環冷却水中
に溶存する物質はこの蒸発によって徐々に濃縮される。
そのため、冷却塔１では濃縮された循環冷却水をブロー
水６として塔外に排出するとともに、補給水５を常時冷
却塔内に導入して循環冷却水の濃縮倍数を適正な範囲に
保つようにすることが一般的である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、補給水
中の塩類濃度が上昇すると、例えば炭酸カルシウム系ス
ケールやシリカ系スケールが不可避的に生成する。そし
て、これらのスケールがスケールが冷却水通路、とくに
熱交チューブ内壁に付着すると、熱交換器における熱交
換を阻害するという問題が生じる。具体的には、冷媒蒸
気から冷却水への伝熱が阻害されて、冷媒蒸気が凝縮し
にくくなってしまう。
中の塩類濃度が上昇すると、例えば炭酸カルシウム系ス
ケールやシリカ系スケールが不可避的に生成する。そし
て、これらのスケールがスケールが冷却水通路、とくに
熱交チューブ内壁に付着すると、熱交換器における熱交
換を阻害するという問題が生じる。具体的には、冷媒蒸
気から冷却水への伝熱が阻害されて、冷媒蒸気が凝縮し
にくくなってしまう。
【０００６】これらのスケールの付着を防止するため
に、上記の濃縮制御や補給水への各種スケール防止剤の
添加などが実施されている。しかし、とくにシリカ系ス
ケールは、温度が低いほど析出や付着が起こりやすいと
いう性質があり、上記の方法では十分な効果は認められ
ず、改良の余地が残されていた。
に、上記の濃縮制御や補給水への各種スケール防止剤の
添加などが実施されている。しかし、とくにシリカ系ス
ケールは、温度が低いほど析出や付着が起こりやすいと
いう性質があり、上記の方法では十分な効果は認められ
ず、改良の余地が残されていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】従来、空調用エアコンな
どの冷凍機の運転において、室内温度を一定範囲に維持
するために、冷凍機のＯＮ／ＯＦＦ制御を行っている。
本発明者らは、このような室温制御運転では冷却水は常
時流れつづけているため、冷凍機の運転が停止している
間、熱交チューブ内外の温度勾配は図５の曲線Ｂのよう
になり、冷却水は室温（環境気温）、すなわち冷媒蒸気
より低温で冷却されることとなるため、冷却水配管にシ
リカ系スケール７が付着しやすくなるという事実に着目
した。
どの冷凍機の運転において、室内温度を一定範囲に維持
するために、冷凍機のＯＮ／ＯＦＦ制御を行っている。
本発明者らは、このような室温制御運転では冷却水は常
時流れつづけているため、冷凍機の運転が停止している
間、熱交チューブ内外の温度勾配は図５の曲線Ｂのよう
になり、冷却水は室温（環境気温）、すなわち冷媒蒸気
より低温で冷却されることとなるため、冷却水配管にシ
リカ系スケール７が付着しやすくなるという事実に着目
した。
【０００８】そして、冷凍機の運転停止時にも冷却水が
それ自身の温度より低い温度で冷却されないようにする
ための手段を種々検討した結果、本発明を完成するに至
った。すなわち、本発明の開放循環冷却水系の運転方法
は、開放循環冷却水系に配置された熱交換器の伝熱面の
一方側に冷却塔からの冷却水を通水するとともに、前記
伝熱面の他方側に被冷却媒体を流通させることにより前
記被冷却媒体を冷却し、この被冷却媒体の冷却により温
度上昇した冷却水を冷却塔で再冷却して循環使用する開
放循環冷却水系の運転方法において、前記熱交換器への
前記被冷却媒体の流通とその停止に同調して、前記冷却
水の前記熱交換器への通水を制御することを特徴とす
る。
それ自身の温度より低い温度で冷却されないようにする
ための手段を種々検討した結果、本発明を完成するに至
った。すなわち、本発明の開放循環冷却水系の運転方法
は、開放循環冷却水系に配置された熱交換器の伝熱面の
一方側に冷却塔からの冷却水を通水するとともに、前記
伝熱面の他方側に被冷却媒体を流通させることにより前
記被冷却媒体を冷却し、この被冷却媒体の冷却により温
度上昇した冷却水を冷却塔で再冷却して循環使用する開
放循環冷却水系の運転方法において、前記熱交換器への
前記被冷却媒体の流通とその停止に同調して、前記冷却
水の前記熱交換器への通水を制御することを特徴とす
る。
【０００９】そして、上記の運転方法において、前記熱
交換器への被冷却媒体の流通を停止したときに、その熱
交換器への冷却水の通水を停止すること、または、前記
熱交換器への被冷却媒体の流通を停止したのち、前記伝
熱面の両側の温度がほぼ同じになった時点で、前記熱交
換器への前記冷却水の通水を停止することが好ましい。
交換器への被冷却媒体の流通を停止したときに、その熱
交換器への冷却水の通水を停止すること、または、前記
熱交換器への被冷却媒体の流通を停止したのち、前記伝
熱面の両側の温度がほぼ同じになった時点で、前記熱交
換器への前記冷却水の通水を停止することが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の運転方法について説明する。まず、熱交換器に冷却
水と冷媒がともに流通している状態では、図４に示した
ように熱交チューブ４０の内外の温度勾配は曲線Ａのよ
うになっている。すなわち冷却水、冷媒がともに流通し
ている状態では冷却水側が低く、冷媒側が高くなってい
る。
明の運転方法について説明する。まず、熱交換器に冷却
水と冷媒がともに流通している状態では、図４に示した
ように熱交チューブ４０の内外の温度勾配は曲線Ａのよ
うになっている。すなわち冷却水、冷媒がともに流通し
ている状態では冷却水側が低く、冷媒側が高くなってい
る。
【００１１】ここで、冷媒のみの流通を停止すると、図
１に示したように、冷媒側の温度は漸次低下して温度勾
配曲線はＡ’、Ａ”に示したようになる。本発明では、
この冷媒の流通が停止したときに、冷却水の通水を停止
するように例えば図３に示した冷却水通路３に配設され
たポンプ２の作動を制御する。このとき、伝熱面４０ａ
の両側における温度は次第に近接し、冷却水が過度に冷
却されてスケールが発生することが効果的に防止され
る。
１に示したように、冷媒側の温度は漸次低下して温度勾
配曲線はＡ’、Ａ”に示したようになる。本発明では、
この冷媒の流通が停止したときに、冷却水の通水を停止
するように例えば図３に示した冷却水通路３に配設され
たポンプ２の作動を制御する。このとき、伝熱面４０ａ
の両側における温度は次第に近接し、冷却水が過度に冷
却されてスケールが発生することが効果的に防止され
る。
【００１２】さらには、冷媒の流通停止後、直ちに冷却
水の通水を停止するのではなく、図２の温度勾配曲線
Ａ”’が表すように伝熱面４０ａの両側の温度がほぼ等
しくなった時点で、冷却水の通水を停止するようにする
と、スケールの発生防止にさらに効果的である。直ちに
冷却水の通水を停止した場合、冷却水側の熱交チューブ
の表面温度が運転中よりも高くなり、カルシウム系スケ
ールが析出しやすくなる。
水の通水を停止するのではなく、図２の温度勾配曲線
Ａ”’が表すように伝熱面４０ａの両側の温度がほぼ等
しくなった時点で、冷却水の通水を停止するようにする
と、スケールの発生防止にさらに効果的である。直ちに
冷却水の通水を停止した場合、冷却水側の熱交チューブ
の表面温度が運転中よりも高くなり、カルシウム系スケ
ールが析出しやすくなる。
【００１３】このような熱交チューブ内外の温度勾配に
応じて冷却水の通水を制御する手段としては、特に限定
されるものではなく、例えば、伝熱面４０ａの両側に温
度センサを配設し、それぞれの温度をコントローラなど
に出力して、その結果により冷却水の送液ポンプの運転
を制御する構成とすることができる。
応じて冷却水の通水を制御する手段としては、特に限定
されるものではなく、例えば、伝熱面４０ａの両側に温
度センサを配設し、それぞれの温度をコントローラなど
に出力して、その結果により冷却水の送液ポンプの運転
を制御する構成とすることができる。
【００１４】
【実施例】実施例１ 熱交換器の一方側には温水を流通させ、他方側には冷却
水を通水して模擬冷凍機を作製した。厚木市水を補給水
とし、炭酸カルシウムスケール防止剤として、ポリマレ
イン酸を冷却水中で２０ｍｇ／Ｌの濃度となるように維
持管理し、温水、冷却水ともに６時間ごとに通水、停止
を行って、１０倍濃縮運転を１ヶ月間実施し、熱交チュ
ーブへのスケール付着速度を調べた。結果を表１に示し
た。 実施例２ 温水および冷却水を６時間ごとに通水、停止させ、か
つ、温水を停止させてから１０分後に冷却水を停止した
こと以外は上記実施例1と同様にして運転を行い、スケ
ール付着速度を調べ、結果を表１に示した。なお、温水
の流通を停止してから１０分後には冷却水と温水の温度
はほぼ同等であった。 比較例１ 温水および冷却水を常時通水したこと以外は、上記実施
例1と同様にして運転を行い、スケール付着速度を調
べ、結果を表１に示した。 比較例２ 温水を6時間ごとに通水、停止し、冷却水は常時通水し
たこと以外は、上記実施例1と同様にして運転を行い、
スケール付着速度を調べ、結果を表１に示した。
水を通水して模擬冷凍機を作製した。厚木市水を補給水
とし、炭酸カルシウムスケール防止剤として、ポリマレ
イン酸を冷却水中で２０ｍｇ／Ｌの濃度となるように維
持管理し、温水、冷却水ともに６時間ごとに通水、停止
を行って、１０倍濃縮運転を１ヶ月間実施し、熱交チュ
ーブへのスケール付着速度を調べた。結果を表１に示し
た。 実施例２ 温水および冷却水を６時間ごとに通水、停止させ、か
つ、温水を停止させてから１０分後に冷却水を停止した
こと以外は上記実施例1と同様にして運転を行い、スケ
ール付着速度を調べ、結果を表１に示した。なお、温水
の流通を停止してから１０分後には冷却水と温水の温度
はほぼ同等であった。 比較例１ 温水および冷却水を常時通水したこと以外は、上記実施
例1と同様にして運転を行い、スケール付着速度を調
べ、結果を表１に示した。 比較例２ 温水を6時間ごとに通水、停止し、冷却水は常時通水し
たこと以外は、上記実施例1と同様にして運転を行い、
スケール付着速度を調べ、結果を表１に示した。
【００１５】
【表１】
【００１６】上記の表１に示された結果からも明らかな
ように、温水の流通、停止と同調して冷却水の通水、停
止を行った場合は（実施例１，２）、シリカスケール、
カルシウムスケールの付着が効果的に防止されているこ
とが確認された。それに対して、温水の流通、停止に関
わらず、冷却水を常時通水した従来の運転方法（比較例
２）では、とくにシリカスケールの付着が顕著であるこ
とが明らかになった。
ように、温水の流通、停止と同調して冷却水の通水、停
止を行った場合は（実施例１，２）、シリカスケール、
カルシウムスケールの付着が効果的に防止されているこ
とが確認された。それに対して、温水の流通、停止に関
わらず、冷却水を常時通水した従来の運転方法（比較例
２）では、とくにシリカスケールの付着が顕著であるこ
とが明らかになった。
【００１７】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
循環冷却水系の運転方法によれば、例えば空調用エアコ
ンなどにおける冷凍機の制御運転に同調して、冷却水の
通水、停止を制御することにより、とくにシリカ系スケ
ールの付着を効果的に防止することが可能となり、結果
として熱交換器の熱交換率を低下させずに、安定な運転
ができるため、その工業的価値は極めて大である。
循環冷却水系の運転方法によれば、例えば空調用エアコ
ンなどにおける冷凍機の制御運転に同調して、冷却水の
通水、停止を制御することにより、とくにシリカ系スケ
ールの付着を効果的に防止することが可能となり、結果
として熱交換器の熱交換率を低下させずに、安定な運転
ができるため、その工業的価値は極めて大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の運転方法を説明するための熱交チュー
ブの模式的断面図である。
ブの模式的断面図である。
【図２】本発明の運転方法の別の態様を説明するための
熱交チューブの模式的断面図である。
熱交チューブの模式的断面図である。
【図３】一般的な冷凍機の開放循環冷却水系を示す模式
図である。
図である。
【図４】一般的な冷凍機の開放循環冷却水系における通
常運転時の熱交チューブの模式的断面図である。
常運転時の熱交チューブの模式的断面図である。
【図５】従来の冷凍機の開放循環冷却水系における冷媒
流通停止時の熱交チューブ内外の温度勾配を説明するた
めの模式的断面図である。
流通停止時の熱交チューブ内外の温度勾配を説明するた
めの模式的断面図である。
１ 冷却塔 ２ ポンプ ３ 冷却水通路 ４ 熱交換器 ５ 補給水 ６ ブロー水 ７ シリカ系スケール ４０ 熱交チューブ ４０ａ 外壁（伝熱面）
Claims (3)
- 【請求項１】 開放循環冷却水系に配置された熱交換器
の伝熱面の一方側に冷却塔からの冷却水を通水するとと
もに、前記伝熱面の他方側に被冷却媒体を流通させるこ
とにより前記被冷却媒体を冷却し、この被冷却媒体の冷
却により温度上昇した冷却水を冷却塔で再冷却して循環
使用する開放循環冷却水系の運転方法において、前記熱
交換器への前記被冷却媒体の流通とその停止に同調し
て、前記冷却水の前記熱交換器への通水を制御すること
を特徴とする開放循環水系の運転方法。 - 【請求項２】 前記熱交換器への被冷却媒体の流通を停
止したときに、その熱交換器への冷却水の通水を停止す
る請求項１に記載の運転方法。 - 【請求項３】 前記熱交換器への被冷却媒体の流通を停
止したのち、前記伝熱面の両側の温度がほぼ同じになっ
た時点で、前記熱交換器への前記冷却水の通水を停止す
る請求項１に記載の運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000091178A JP2001272198A (ja) | 2000-03-29 | 2000-03-29 | 開放循環冷却水系の運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000091178A JP2001272198A (ja) | 2000-03-29 | 2000-03-29 | 開放循環冷却水系の運転方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001272198A true JP2001272198A (ja) | 2001-10-05 |
Family
ID=18606669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000091178A Pending JP2001272198A (ja) | 2000-03-29 | 2000-03-29 | 開放循環冷却水系の運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001272198A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7260893B2 (en) * | 2004-01-09 | 2007-08-28 | Delphi Technologies, Inc. | Method of attaching a transmission oil cooler to an aluminum tank |
| CN103807156A (zh) * | 2012-11-08 | 2014-05-21 | 何荣志 | 一种循环水节能控制运行系统 |
| CN106546123A (zh) * | 2016-12-10 | 2017-03-29 | 大连福佳·大化石油化工有限公司 | 一种改造的水冷换热循环系统及其控制方法 |
-
2000
- 2000-03-29 JP JP2000091178A patent/JP2001272198A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7260893B2 (en) * | 2004-01-09 | 2007-08-28 | Delphi Technologies, Inc. | Method of attaching a transmission oil cooler to an aluminum tank |
| CN103807156A (zh) * | 2012-11-08 | 2014-05-21 | 何荣志 | 一种循环水节能控制运行系统 |
| CN106546123A (zh) * | 2016-12-10 | 2017-03-29 | 大连福佳·大化石油化工有限公司 | 一种改造的水冷换热循环系统及其控制方法 |
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