JP2018076553A - 防食皮膜の形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】大型の冷凍機で銅チューブの内面に防食皮膜を確実に効率よく形成できる防食皮膜の形成方法の提供。【解決手段】冷凍機３０と、冷却塔４０ａ〜ｄと、冷凍機と冷却塔とを接続する主往管１０及び主還管２０と、冷凍機と主往管を接続する枝往管５０と、冷凍機と主還管を接続する枝還管と、冷凍機と冷却塔との間で冷却水を循環させる冷却水ポンプ７０を有する循環冷却水系統において冷凍機の銅チューブの内面に防食皮膜を形成する方法で、枝往管と枝還管との間にバイパス管９０を取り付け、冷凍機と枝往管とバイパス管と枝還管とを巡る循環路を形成し、冷凍機が交換後に、循環路に銅用防食剤を注入し、冷却水ポンプを、冷却塔に冷却水を循環させる際の駆動周波数よりも低い駆動周波数で駆動させ、冷却塔に銅用防食剤を循環させずに、循環路に銅用防食剤を循環させ、バイパス管の呼び径を、銅用防食剤の流速がバイパス管を浸食しない値に設定する方法。【選択図】図１

Description

本発明は、防食皮膜の形成方法に関する。

冷凍機には、水を冷却するために熱交換器が組み込まれており、その内部には、銅製の伝熱チューブ（以下「銅チューブ」という。）が用いられている。銅チューブの内面には、冷却水による腐食を防止するために、防食皮膜が形成される（例えば、特許文献１参照）。

ところで、銅チューブの内面には、製造段階で付着した油分、カーボン、埃等の付着物が残存している場合がある。銅チューブの内面に付着物が残存していると、銅チューブの内面に防食皮膜を形成する際、防食皮膜が形成されない部分や防食皮膜の厚みが薄い部分が生じ、均一な防食皮膜を形成できない場合がある。この場合、防食皮膜が形成されていない部分や防食皮膜の厚みが薄い部分が起点となり、銅の腐食が進行する虞がある。

そこで、従来、冷凍機を含む循環冷却水系統の全系に銅用防食剤を注入し、循環冷却水系統に設けられた冷却水ポンプを動作させ、循環冷却水系統の全系に銅用防食剤を循環させることで、銅チューブの内面に防食皮膜を形成している。

また、循環冷却水系統の全系に銅用防食剤を循環させるのではなく、冷凍機のみに銅用防食剤を注入することで、冷凍機の銅チューブの内面に防食皮膜を形成している。この方法では、仮設タンクを用いて銅用防食剤を調整し、調整された銅用防食剤を仮設ポンプにより冷凍機に注入する。

特開２００８−２４８３０３号公報

しかしながら、循環冷却水系統の全系に銅用防食剤を循環させる方法では、循環冷却水系統が大型である場合、銅用防食剤の使用量が著しく多くなり、防食皮膜の形成に要する時間も著しく長くなる。

また、冷凍機のみに銅用防食剤を注入する方法では、銅用防食剤を調整し、冷凍機に注入するための仮設タンクや仮設ポンプを別途用意する必要がある。一般に、仮設ポンプは循環冷却水系統に設けられた冷却水ポンプと比較して能力が低いため、冷凍機のサイズが大きい場合には、銅チューブの内部のエア溜りを除去できず、銅チューブの内面に防食皮膜を均一に形成できない虞がある。

そこで、上記課題を鑑み、大型の冷凍機であっても銅チューブの内面に防食皮膜を確実にかつ効率よく形成することが可能な防食皮膜の形成方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る防食皮膜の形成方法は、複数の冷凍機と、冷却塔と、前記複数の冷凍機と前記冷却塔とを接続する主往管及び主還管と、前記複数の冷凍機のうちの一つの冷凍機と前記主往管とを接続する枝往管と、前記一つの冷凍機と前記主還管とを接続する枝還管と、前記複数の冷凍機と前記冷却塔との間で冷却水を循環させる冷却水ポンプとを有する循環冷却水系統において前記冷凍機の銅チューブの内面に防食皮膜を形成する方法であって、前記枝往管と前記枝還管との間にバイパス管を取り付けて、前記複数の冷凍機のうちの一つの冷凍機と前記枝往管と前記バイパス管と前記枝還管とを巡る循環路を形成するステップと、当該一つの冷凍機が交換された後に、前記循環路に銅用防食剤を注入するステップと、前記冷却水ポンプを、前記冷却塔に前記冷却水を循環させる際の駆動周波数よりも低い駆動周波数で駆動させるステップと、前記冷却塔に前記銅用防食剤を循環させることなく、前記循環路に前記銅用防食剤を循環させるステップと、前記バイパス管の呼び径を、前記バイパス管を通る銅用防食剤の流速が前記バイパス管を浸食しない程度の値となるように設定するステップと、を含む。

本発明の他の態様に係る防食皮膜の形成方法は、冷凍機と、冷却塔と、前記冷凍機と前記冷却塔とを接続する往管及び還管と、前記冷凍機と前記冷却塔との間で冷却水を循環させる冷却水ポンプとを有する循環冷却水系統において前記冷凍機の銅チューブの内面に防食皮膜を形成する方法であって、前記冷却塔に前記冷却水を循環させる際の駆動周波数よりも低い駆動周波数で前記冷却水ポンプを駆動させるステップと、前記往管と前記還管との間に取り付けられるバイパス管により形成される、前記往管と前記冷凍機と前記還管と前記バイパス管とを巡る循環路に銅用防食剤を注入するステップと、前記冷却塔に前記銅用防食剤を循環させることなく、前記循環路に前記銅用防食剤を循環させるステップと、を含む。

前記バイパス管は前記銅用防食剤を前記循環路に循環させた後に取り外されても良い。

開示の防食皮膜の形成方法によれば、冷凍機の銅チューブの内面に防食皮膜を効率よく確実に形成することができる。

本発明の一実施形態に係る循環冷却水系統の概略図 ターボ式冷凍機の一例の概略図 本発明の一実施形態に係る防食皮膜の形成方法を説明するためのフローチャート

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。

（循環冷却水系統）
まず、一実施形態に係る循環冷却水系統について、図１に基づき説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る循環冷却水系統の概略図であり、例えば大規模ビルや複数のビルの空調等に用いられる循環冷却水系統を示している。また、図１中、矢印は冷却水の流れる方向を表している。また、図１においては、説明の便宜上、複数の冷凍機のうちの１つの冷凍機３０のみを示し、他の冷凍機の図示を省略している。

図１に示されるように、循環冷却水系統１は、主往管１０と、主還管２０と、冷凍機３０と、冷却塔４０と、枝往管５０と、枝還管６０と、冷却水ポンプ７０と、オートストレーナ８０と、バイパス管９０とを有する。循環冷却水系統１では、冷却塔４０内において降温した冷却水は、主往管１０及び枝往管５０を通って冷凍機３０内に供給され、冷凍機３０内において熱交換される。熱交換によって昇温した冷却水は、枝還管６０及び主還管２０を通って再び冷却塔４０内に戻される。

主往管１０は、例えば呼び径１０００Ａの配管である。

主還管２０は、例えば呼び径１０００Ａの配管である。

冷凍機３０は、冷熱を製造する機械である。冷凍機３０は、一実施形態では、大規模ビルの地下４階に設置されている。冷凍機３０には、冷凍機弁Ｖ３０を備える冷凍機配管Ｐ３０が設けられており、冷凍機配管Ｐ３０を介して冷却水や後述する銅用防食剤を注入又は排出することができる。冷凍機３０は、例えばターボ式冷凍機（例えば三菱重工製ＡＡＲＴシリーズ）である。図２は、ターボ式冷凍機の一例の概略図である。図２中、細い矢印は冷却水又は冷水の流れる方向を表し、太い矢印は冷媒の流れる方向を表している。他の冷凍機はターボ式冷凍機や吸収式冷凍機である。ターボ式冷凍機は、温度調節用のバイパス管が設けられていない。

図２に示されるように、冷凍機３０は、配管及び流路により接続された圧縮機３３と、凝縮器３４と、減圧機構３５と、蒸発器３６とを有する。

圧縮機３３は、蒸発器３６で冷却水と熱交換した後の冷媒の蒸気を圧縮する。圧縮機３３には、図示しない電力線を介して電力が供給される。また、圧縮機３３は、図示しない制御装置により駆動が制御される。

凝縮器３４は、圧縮機３３で圧縮された冷媒の蒸気を冷却して凝縮させる。凝縮器３４の内部には、枝往管５０及び枝還管６０に接続された銅製の伝熱チューブ（以下「銅チューブ３７」という。）が設けられており、冷却塔４０から枝往管５０を通って銅チューブ３７に供給される冷却水との熱交換によって、圧縮機３３で圧縮された冷媒の蒸気が冷却されて凝縮する。銅チューブ３７は、冷媒の蒸気との間の熱交換効率を高めるために、多数本が並列に接続された形態となっている。なお、図２では、銅チューブ３７を簡略化して１本のチューブとして表している。

減圧機構３５は、冷媒の流路の凝縮器３４側を高圧、蒸発器３６側を低圧とする膨張弁等の機構である。

蒸発器３６は、冷水配管３８と接続され、凝縮器３４から供給される冷媒を蒸発させた際の気化熱で、冷水配管３８を介して循環する冷水を冷却する。冷水配管３８の冷水は二次側の空調機との間を循環し、二次側の空調に供される。

なお、図２では、冷凍機３０がターボ式冷凍機である場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば吸収式冷凍機であってもよい。

冷却塔４０は、空気と水を接触させて水を冷却する装置であり、その冷却作用は水と空気の温度差を利用する熱伝達による顕熱と、水自体の蒸発を利用する物質伝達による潜熱（蒸発潜熱）の二つの作用によって行われる。冷却塔４０は、冷却塔弁Ｖ４０を介して主往管１０と接続されており、冷却塔弁Ｖ４０を開くことにより冷却塔４０内において降温した冷却水が主往管１０に供給される。また、冷却塔４０は、主還管２０と接続されており、冷却塔４０では、主還管２０から冷却塔４０に戻される冷却水が冷却される。冷却塔４０は、一実施形態では、大規模ビルの屋上に設置されている。一実施形態では、冷凍機３０と冷却塔４０との間は、１００メートルから２００メートル程度の長さの主往管１０、主還管２０によって接続されている。なお、図１においては、説明の便宜上、４つの冷却塔４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ及び４つの冷却塔弁Ｖ４０ａ、Ｖ４０ｂ、Ｖ４０ｃ、Ｖ４０ｄを示しているが、冷却塔４０の数はこれに限定されるものではない。

枝往管５０は、主往管１０と冷凍機３０とを接続する配管であり、例えば主往管１０よりも小さい径（例えば、呼び径５００Ａ）の配管とすることができる。枝往管５０には、上流側から第１の弁Ｖ１、第２の弁Ｖ２及び第３の弁Ｖ３がこの順番で設けられている。第１の弁Ｖ１は、主往管１０と、枝往管５０とバイパス管９０との接続部Ａとの間に設けられており、主往管１０から枝往管５０への冷却水の供給及び停止を制御する分岐弁である。第２の弁Ｖ２は、接続部Ａとオートストレーナ８０との間に設けられている。第３の弁Ｖ３は、オートストレーナ８０と冷凍機３０との間に設けられている。枝往管５０には、第１の弁Ｖ１と接続部Ａとの間にエア抜き弁Ｖ５１を備えるエア抜き配管Ｐ５１が設けられている。エア抜き弁Ｖ５１は、枝往管５０、枝還管６０、バイパス管９０等の配管内の空気（エア）を配管外に放出する際に用いられる。枝往管５０には、オートストレーナ８０と第３の弁Ｖ３との間に水抜き弁Ｖ５２を備える水抜き配管Ｐ５２が設けられている。水抜き弁Ｖ５２は、枝往管５０、枝還管６０、バイパス管９０等の配管内に入り込む異物等を除去することを目的として行われるフラッシング処理の際に用いられる。なお、第１の弁Ｖ１、第２の弁Ｖ２、第３の弁Ｖ３、エア抜き弁Ｖ５１及び水抜き弁Ｖ５２の開閉動作は、手動で行ってもよく、図示しない制御装置によって行ってもよい。

枝還管６０は、主還管２０と冷凍機３０とを接続する配管であり、例えば主還管２０よりも小さい径（例えば、呼び径５００Ａ）の配管とすることができる。一実施形態では、枝還管６０は、枝往管５０と同一の径の配管である。枝還管６０には、上流側から第４の弁Ｖ４、第５の弁Ｖ５、第６の弁Ｖ６及び第７の弁Ｖ７がこの順番で設けられている。第４の弁Ｖ４及び第５の弁Ｖ５は、冷凍機３０と冷却水ポンプ７０の間に設けられている。第６の弁Ｖ６は、冷却水ポンプ７０と、枝還管６０とバイパス管９０との接続部Ｂとの間に設けられている。第７の弁Ｖ７は、接続部Ｂと主還管２０との間に設けられており、枝還管６０から主還管２０への冷却水の供給及び停止を制御する分岐弁である。枝還管６０には、接続部Ｂと第７の弁Ｖ７との間にエア抜き弁Ｖ６１を備えるエア抜き配管Ｐ６１が設けられている。エア抜き弁Ｖ６１は、枝往管５０、枝還管６０、バイパス管９０等の配管内の空気（エア）を配管外に放出する際に用いられる。枝還管６０には、第４の弁Ｖ４と第５の弁Ｖ５との間に水抜き弁Ｖ６２を備える水抜き配管Ｐ６２が設けられている。水抜き弁Ｖ６２は、枝往管５０、枝還管６０、バイパス管９０等の配管内に入り込む異物等を除去することを目的として行われるフラッシング処理の際に用いられる。なお、第４の弁Ｖ４、第５の弁Ｖ５、第６の弁Ｖ６、第７の弁Ｖ７、エア抜き弁Ｖ６１及び水抜き弁Ｖ６２の開閉動作は、手動で行ってもよく、図示しない制御装置によって行ってもよい。

冷却水ポンプ７０は、枝還管６０における冷凍機３０と冷却塔４０との間に設けられており、枝還管６０内の冷却水を搬送し、冷凍機３０と冷却塔４０との間で冷却水を循環させるポンプである。冷却水ポンプ７０は、インバータによってポンプモータへの供給電源の周波数が可変となっている。これにより、ポンプモータへの供給電源の周波数を可変させて、ポンプモータの回転数を変化させることにより、搬送する冷却水の流量を調整することができる。インバータの周波数制御は、手動で行ってもよく、図示しない制御装置によって自動で行ってもよい。本実施形態において、冷却水ポンプ７０の定格流量が１６００立方メートル／時間としたとき、冷却水ポンプ７０が最低流量は６００立方メートル／時間である。仮設ポンプの流量は、例えば、１２立方メートル／時間である。このように冷却水ポンプ７０の最低流量は、仮設ポンプで供給できる流量よりも遥かに大きな値である。銅チューブ３７に銅用防食剤より防食皮膜を形成する際、インバータの駆動周波数は、手動または図示しない制御装置により、冷却水ポンプ７０が最低流量を冷凍機３０やバイパス管９０に流せる駆動周波数に設定される。すなわち、冷却水ポンプ７０が動作可能な最低駆動周波数に設定される。インバータの駆動周波数は最低駆動周波数に設定することが最も好ましい。インバータは冷却水ポンプ７０に一体的に設けられていても良いし、冷却水ポンプ７０とは別に設けられた制御盤に設置されていても良い。なお、冷却水ポンプ７０は、枝往管５０における冷凍機３０と冷却塔４０との間に設けられていてもよい。冷却水ポンプ７０が最低駆動周波数で駆動されても冷却水ポンプ７０の最低流量は仮設ポンプを用いる場合の流量よりも遥かに多いので、銅チューブ３７内のエア溜まりを確実に除去できる。また、仮設ポンプを用いる場合に比べて、単位時間あたりの銅用防食剤の循環回数が多いので、銅チューブ３７の防食皮膜を短時間で形成できる。

オートストレーナ８０は、接続部Ａと冷凍機３０との間に設けられている。即ち、オートストレーナ８０は、冷凍機３０の上流側に設けられている。オートストレーナ８０は、枝往管５０内の冷却水に含まれるダスト等を除去、回収し、冷凍機３０にダスト等が混入することを抑制する。

バイパス管９０は、枝往管５０と枝還管６０とを接続する配管であり、枝往管５０と枝還管６０との間に設けられている。即ち、バイパス管９０の一端は枝往管５０と接続され、他端は枝還管６０と接続されている。バイパス管９０は、例えば枝往管５０及び枝還管６０よりも小さい径（例えば、呼び径２００Ａ）の配管とすることができる。上述したように冷却水ポンプ７０の最低流量が６００立方メートル／時間であり、仮設ポンプを用いる場合に比べて銅用防食剤を含む薬液の流量が多い。バイパス管９０を銅用防食剤を含む薬液による浸食から防止するためには、バイパス管９０に過大な流速の薬液が流れないようにすることが望ましい。一般的に、流速は約３メートル／秒であるが、本実施例おいては、バイパス管９０は仮設であり薬液が初期皮膜形成時のみしか循環しないため、約５メートル／秒としている。バイパス管９０の流路の断面積、または呼び径は、冷却水ポンプ７０の定格流量と最低流量との間で設定される冷却水ポンプ７０の流量及びバイパス管９０を流れる薬液の流速から定まる値に設定することが最も好ましい。冷却水ポンプ７０から供給される流量を定格流量よりも大幅に低くすることにより、バイパス管９０の呼び径を十分に小さくすることが可能となり、バイパス管９０は主往管１０や主還管２０よりも小径の枝往管５０と枝還管６０との間に取り付けることが可能となる。更にバイパス管９０の呼び径が小さいことから、バイパス管９０の配管ルートを容易に設定できる。また重量が軽く且つ安価な管材が利用可能となるので配管工事も安価かつ短時間に遂行できる。特にリニューアル工事の場合は、既設の主往管１０、主還管２０、枝往管５０、枝還管６０等が既に存在しているが、配管ルートの確保が容易となることで大幅に工期短縮ができる。バイパス管９０には、管路を開閉するバイパス弁Ｖ９１、Ｖ９２と、管内の冷却水等を排出する際に用いられる水抜き弁Ｖ９３とが設けられている。バイパス弁Ｖ９１は、例えば枝往管５０とバイパス管９０との接続部Ａの近傍に設けられていることが好ましく、バイパス弁Ｖ９２は、例えば枝還管６０とバイパス管９０との接続部Ｂの近傍に設けられていることが好ましい。これにより、冷却塔４０に冷却水を循環させる通常運転時に、バイパス管９０に冷却水が滞留することを抑制することができる。バイパス管９０は冷凍機３０の更新時に取り付けても良いし、冷凍機３０の初期設置時に予め取り付けても良い。

銅用防食剤は冷凍機配管Ｐ３０から投入される。銅用防食剤は枝往管５０、冷凍機３０、枝還管６０、及びバイパス管９０から形成される循環路内を循環する。この循環路の水保有量は循環冷却水系統１の水保有量に比べて約４割以下である。従い、銅用防食剤の投入量は全系循環を行う場合に比べて約４割とすることが可能となり、防食皮膜の形成費用を大幅に低減することができる。例えば、循環冷却水系統１の保有水量が約５０立方メートルである場合、循環路の保有水量は約２０立方メートルであるとしたとき、全系循環の場合の銅用防食剤の投入量は１０ｇ／Ｌであることから、銅用防食剤の削減量は約３００Ｋｇとなる。

（循環冷却水系統の動作）
次に、循環冷却水系統１の動作について説明する。

循環冷却水系統１を動作させる場合、使用する冷凍機と対応する分岐弁及び使用する冷却塔に対応する分岐弁を開く。例えば、冷凍機３０を使用する場合、第１の弁Ｖ１及び第７の弁Ｖ７を開く。また、例えば冷却塔４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄを使用する場合、冷却塔弁Ｖ４０ａ、Ｖ４０ｂ、Ｖ４０ｃ、Ｖ４０ｄを開く。なお、バイパス弁Ｖ９１、Ｖ９２が開いている場合には、バイパス弁Ｖ９１、Ｖ９２を閉じる。これにより、冷却塔４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ内において降温した冷却水は、主往管１０及び枝往管５０を通って冷凍機３０内に供給され、冷凍機３０内において熱交換される。熱交換によって昇温した冷却水は、枝還管６０及び主還管２０を通って再び冷却塔４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ内に戻される。

ところで、銅チューブ３７を有する冷凍機３０は、長期間使用すると孔食等の腐食が発生する場合がある。このような腐食は、時間の経過と共に進行し、冷凍機の性能の低下を引き起こす。このため、銅チューブ３７の内面には、腐食を防止するために、防食皮膜が形成される。

しかしながら、銅チューブ３７の内面には、製造段階で付着した油分、カーボン、埃等の付着物が残存している場合がある。銅チューブ３７の内面に付着物が残存していると、銅チューブ３７の内面に防食皮膜を形成する際、防食皮膜が形成されない部分や防食皮膜の厚みが薄い部分が生じ、均一な防食皮膜を形成できない場合がある。この場合、防食皮膜が形成されていない部分や防食皮膜の厚みが薄い部分が起点となり、銅の腐食が進行する虞がある。

そこで、例えば冷凍機３０を含む循環冷却水系統１の全系に銅用防食剤を注入し、循環冷却水系統１に設けられた冷却水ポンプ７０を動作させ、循環冷却水系統１の全系に銅用防食剤を循環させることで、銅チューブ３７の内面に防食皮膜を形成する方法がある。この方法では、例えば大規模ビルや、複数のビルの空調等に用いられる循環冷却水系統等、大型の循環冷却水系統である場合、銅用防食剤の使用量が著しく多くなり、防食皮膜の形成に要する時間も著しく長くなる。

また、例えば循環冷却水系統１の全系に銅用防食剤を循環させるのではなく、冷凍機３０のみに銅用防食剤を注入することで、冷凍機３０の銅チューブ３７の内面に防食皮膜を形成する方法がある。この方法では、仮設タンクを用いて銅用防食剤を調整し、調整された銅用防食剤を仮設ポンプにより冷凍機３０に注入するため、仮設タンクや仮設ポンプを別途用意する必要がある。一般に、仮設ポンプは循環冷却水系統１に設けられた冷却水ポンプ７０と比較して能力が低い。このため、例えば大規模ビルや、複数のビルの空調等に用いられる大型の循環冷却水系統の場合、冷凍機３０のサイズが大きいため、銅チューブ３７の内部のエア溜りを除去できず、銅チューブ３７の内面に防食皮膜を均一に形成できない虞がある。

そこで、一実施形態では、以下で説明する防食皮膜の形成方法により、上記の課題を解決する。

（防食皮膜の形成方法）
一実施形態に係る循環冷却水系統１における防食皮膜の形成方法について、図３に基づき説明する。以下では、循環冷却水系統１において、冷凍機３０、枝往管５０及び枝還管６０の交換（更新）を行い、冷凍機３０の銅チューブ３７の内面に防食皮膜を形成する場合を例に挙げて説明する。図３は、本発明の一実施形態に係る防食皮膜の形成方法を説明するためのフローチャートである。

まず、バイパス管９０の選定を行う（ステップＳ０）。具体的には、冷却水ポンプ７０のカタログ値を確認し、冷却水ポンプ７０が動作可能な最低駆動周波数を求める。冷却水ポンプ７０を最低駆動周波数で駆動した際の最低流量を算出する。バイパス管９０を流れる薬液の流速は５メートル／秒とし、この流速と冷却水ポンプ７０の最低流量から、バイパス管９０の呼び径を算出する。この呼び径に基づいて、循環冷却水系統１に設置するバイパス管９０を選定する。

次に、交換対象の冷凍機３０を含む系統を循環冷却水系統１から切り離す（ステップＳ１）。具体的には、第１の弁Ｖ１、第２の弁Ｖ２、第３の弁Ｖ３、第４の弁Ｖ４、第５の弁Ｖ５、第６の弁Ｖ６及び第７の弁Ｖ７を閉じる。即ち、第１の弁Ｖ１、第２の弁Ｖ２、第３の弁Ｖ３、第４の弁Ｖ４、第５の弁Ｖ５、第６の弁Ｖ６及び第７の弁Ｖ７を閉の状態にする。これにより、主往管１０と主還管２０から枝往管５０と枝還管６０を切り離すことができる。

次に、冷凍機３０、枝往管５０及び枝還管６０を交換する（ステップＳ２）。具体的には、交換対象の冷凍機３０、枝往管５０及び枝還管６０を取り外し、新規に取り付ける冷凍機３０、枝往管５０及び枝還管６０を取り付ける。バイパス管９０が予め循環冷却水系統１に取り付けられていない場合は、このときに、枝往管５０と枝還管６０との間にバイパス管９０を取り付ける。また、新規に冷凍機３０、枝往管５０、枝還管６０及びバイパス管９０を取り付けた後、枝往管５０、枝還管６０、バイパス管９０等の配管のフラッシング処理を行う。具体的には、水抜き配管Ｐ５２と水抜き配管Ｐ６２との間にフラッシング処理装置を接続し、第２の弁Ｖ２、第５の弁Ｖ５、第６の弁Ｖ６、バイパス弁Ｖ９１、Ｖ９２、水抜き弁Ｖ５２及び水抜き弁Ｖ６２を開き、枝往管５０、枝還管６０、バイパス管９０等の配管のフラッシング処理を行う。フラッシング処理の後、第２の弁Ｖ２、第５の弁Ｖ５、第６の弁Ｖ６、バイパス弁Ｖ９１、Ｖ９２、水抜き弁Ｖ５２及び水抜き弁Ｖ６２を閉じ、フラッシング処理装置を取り外す。これにより、冷凍機３０の交換が終了する。配管のフラッシング処理は、フラッシング処理装置により水の張替とポンプ循環を複数回繰り返すものであってもよく、フラッシング処理装置により水の浄化処理を行うものであってもよい。なお、配管内の異物が問題とならない場合には、フラッシング処理を省略してもよい。

次に、銅用防食剤を供給する循環路を形成する（ステップＳ３）。具体的には、第２の弁Ｖ２、第３の弁Ｖ３、第４の弁Ｖ４、第５の弁Ｖ５、第６の弁Ｖ６及びバイパス弁Ｖ９１、Ｖ９２を開く。即ち、第１の弁Ｖ１、第７の弁Ｖ７、冷凍機弁Ｖ３０、エア抜き弁Ｖ５１、水抜き弁Ｖ５２、エア抜き弁Ｖ６１及び水抜き弁Ｖ６２が閉、第２の弁Ｖ２、第３の弁Ｖ３、第４の弁Ｖ４、第５の弁Ｖ５、第６の弁Ｖ６及びバイパス弁Ｖ９１、Ｖ９２が開の状態にする。これにより、冷却塔４０を含まず、冷凍機３０及びバイパス管９０を含む循環路Ｆが形成される。

次に、銅用防食剤を注入する（ステップＳ４）。具体的には、冷凍機弁Ｖ３０、エア抜き弁Ｖ５１及びエア抜き弁Ｖ６１を開き、冷凍機配管Ｐ３０から銅用防食剤を注入した後、冷凍機弁Ｖ３０、エア抜き弁Ｖ５１及びエア抜き弁Ｖ６１を閉じる。これにより、循環路Ｆ内の空気（エア）をエア抜き弁Ｖ５１及びエア抜き弁Ｖ６１に押し出しながら循環路Ｆに銅用防食剤を注入することができる。このため、循環路Ｆにエア溜りが発生することを抑制することができる。なお、銅用防食剤を注入する位置はこれに限定されるものではなく、ステップＳ１で形成した循環路Ｆに銅用防食剤を注入することが可能な位置であれば他の位置であってもよい。銅用防食剤としては、銅チューブ３７の内面に皮膜を形成し、銅チューブ３７の内面の腐食を防止することが可能な材料であれば特に限定されるものではなく、種々の材料を用いることができる。

次に、銅用防食剤の循環を行う（ステップＳ５）。具体的には、冷却水ポンプ７０を所定の時間（例えば３時間〜４時間）動作させることにより、ステップＳ３で形成した循環路Ｆに銅用防食剤を循環させる。即ち、冷却塔４０に銅用防食剤を循環させることなく、枝往管５０、冷凍機３０、枝還管６０、及びバイパス管９０を巡る循環路に銅用防食剤を循環させる。冷却水ポンプ７０の駆動周波数は、冷却塔４０に冷却水を循環させる通常運転時の冷却水ポンプ７０の駆動周波数よりも低くなるように制御することが好ましく、例えば通常運転時の駆動周波数の１／２以下であってもよい。最も好ましくは、冷却水ポンプ７０の最低駆動周波数であって、定格の４割の駆動周波数である。これにより、銅用防食剤が循環するバイパス管９０に加わる銅用防食剤の負荷を低減することができ、枝往管５０や枝還管６０よりも細い径のバイパス管９０を用いることができる。

次に、銅用防食剤の浸漬を行う（ステップＳ６）。具体的には、冷却水ポンプ７０を停止し、枝往管５０、枝還管６０、バイパス管９０、銅チューブ３７等内を銅用防食剤で満たした状態で、所定の時間（例えば２４時間）静置浸漬する。

次に、銅用防食剤を排出する（ステップＳ７）。具体的には、水抜き弁Ｖ５２及び水抜き弁Ｖ６２を開き、循環路Ｆから銅用防食剤を排出した後、水抜き弁Ｖ５２及び水抜き弁Ｖ６２を閉じる。また、例えば冷凍機弁Ｖ３０を開き、循環路Ｆから銅用防食剤を排出してもよい。なお、通常運転時に銅用防食剤が冷却水に混入していてもよい場合には、銅用防食剤を循環路Ｆから排出しなくてもよい。即ち、ステップＳ５を省略してもよい。

次に、冷却水を注入する（ステップＳ８）。具体的には、冷凍機弁Ｖ３０を開き、冷凍機配管Ｐ３０から冷却水を注入することにより、循環路Ｆを冷却水で満たした後、冷凍機弁Ｖ３０を閉じる。また、例えば水抜き弁Ｖ５２及び／又は水抜き弁Ｖ６２を開き、水抜き配管Ｐ５２及び／又は水抜き配管Ｐ６２から冷却水を注入してもよい。

次に、冷凍機３０を主往管１０、主還管２０へ接続する（ステップＳ９）。具体的には、第１の弁Ｖ１及び第７の弁Ｖ７を開き、バイパス弁Ｖ９１、Ｖ９２を閉じる。即ち、第１の弁Ｖ１、第２の弁Ｖ２、第３の弁Ｖ３、第４の弁Ｖ４、第５の弁Ｖ５、第６の弁Ｖ６及び第７の弁Ｖ７を開、冷凍機弁Ｖ３０、エア抜き弁Ｖ５１、水抜き弁Ｖ５２、エア抜き弁Ｖ６１、水抜き弁Ｖ６２及びバイパス弁Ｖ９１、Ｖ９２を閉の状態にする。これにより、冷凍機３０及び冷却塔４０を含む通常運転時の流路が形成される。なお、冷凍機３０を主往管１０、主還管２０へ接続した後、バイパス管９０を取り外してもよい。

以上により、交換した冷凍機３０の銅チューブ３７の内面に防食皮膜を形成することができる。

以上に説明したように、一実施形態に係る防食皮膜の形成方法では、循環冷却水系統１の枝往管５０と枝還管６０との間にバイパス管９０を設ける。また、循環冷却水系統１に銅用防食剤を注入し、冷却水ポンプ７０を動作させることにより、冷却塔４０に銅用防食剤を循環させることなく、冷凍機３０及びバイパス管９０に銅用防食剤を循環させる。これにより、銅用防食剤を循環させる流路を短くすることができるので、銅用防食剤の使用量を低減することができ、防食皮膜の形成に要する時間を短くすることができる。また、循環冷却水系統１に設けられた冷却水ポンプ７０を使用して銅用防食剤を循環させるので、銅チューブ３７の内面に防食皮膜を均一に形成することができる。その結果、冷凍機３０の銅チューブ３７の内面に防食皮膜を確実かつ効率よく形成することができる。

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。

上記の実施形態では、大規模ビルや、複数のビルの空調等に用いられる循環冷却水系統１を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば小規模ビル、工場の空調等に用いることもできる。

上記の実施形態では、冷凍機３０、枝往管５０及び枝還管６０を交換する場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば冷凍機３０のみを交換する場合にも本発明に係る防食皮膜の形成方法を適用することができる。

１ 循環冷却水系統
１０ 主往管
２０ 主還管
３０ 冷凍機
３３ 圧縮機
３４ 凝縮器
３５ 減圧機構
３６ 蒸発器
３７ 銅チューブ
３８ 冷水配管
４０ 冷却塔
５０ 枝往管
６０ 枝還管
７０ 冷却水ポンプ
８０ オートストレーナ
９０ バイパス管
Ｖ１ 第１の弁
Ｖ２ 第２の弁
Ｖ３ 第３の弁
Ｖ４ 第４の弁
Ｖ５ 第５の弁
Ｖ６ 第６の弁
Ｖ７ 第７の弁
Ｖ３０ 冷凍機弁
Ｖ４０ 冷却塔弁
Ｖ５１ エア抜き弁
Ｖ５２ 水抜き弁
Ｖ６１ エア抜き弁
Ｖ６２ 水抜き弁
Ｖ９１ バイパス弁
Ｖ９２ バイパス弁

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る防食皮膜の形成方法は、銅チューブを備える複数の冷凍機と、冷却塔と、前記複数の冷凍機と前記冷却塔とを接続する主往管及び主還管と、前記複数の冷凍機のうちの一つの冷凍機の前記銅チューブと前記主往管とを接続する枝往管と、前記一つの冷凍機の前記銅チューブと前記主還管とを接続する枝還管と、前記複数の冷凍機の前記銅チューブと前記冷却塔との間で冷却水を循環させる冷却水ポンプとを有し、前記冷却塔内で降温された冷却水は、前記冷却水ポンプにより前記主往管及び前記枝往管を通って前記一つの冷凍機の前記銅チューブに供給されて、前記一つの冷凍機内において熱交換され、熱交換によって昇温された冷却水は、前記冷却水ポンプにより前記銅チューブから前記枝還管及び前記主還管を通って再び前記冷却塔に戻されて、前記冷却塔内で降温される、循環冷却水系統において前記冷凍機の前記銅チューブの内面に防食皮膜を形成する方法であって、前記枝往管と前記枝還管との間にバイパス管を取り付けて、前記複数の冷凍機のうちの一つの冷凍機の前記銅チューブと前記枝往管と前記バイパス管と前記枝還管とを巡る循環路を形成するステップと、当該一つの冷凍機が交換された後に、前記循環路に銅用防食剤を注入するステップと、前記冷却水ポンプを、前記冷却塔に前記冷却水を循環させる際の駆動周波数よりも低い駆動周波数で駆動させるステップと、前記冷却塔に前記銅用防食剤を循環させることなく、前記循環路に前記銅用防食剤を循環させるステップと、前記バイパス管の呼び径を、前記バイパス管を通る銅用防食剤の流速が前記バイパス管を浸食しない程度の値となるように設定するステップと、を含む。

本発明の他の態様に係る防食皮膜の形成方法は、銅チューブを備える冷凍機と、冷却塔と、前記冷凍機と前記冷却塔とを接続する主往管及び主還管と、前記銅チューブと前記主往管又は前記主還管との間にそれぞれ介在する枝往管又は枝還管と、前記冷凍機と前記冷却塔との間で冷却水を循環させる冷却水ポンプとを有し、前記冷却塔内で降温された冷却水は、前記冷却水ポンプにより前記主往管及び前記枝往管を通って前記冷凍機の前記銅チューブに供給されて、前記冷凍機内において熱交換され、熱交換によって昇温された冷却水は、前記冷却水ポンプにより前記銅チューブから前記枝還管及び前記主還管を通って再び前記冷却塔に戻されて、前記冷却塔内で降温される、循環冷却水系統において前記冷凍機の前記銅チューブの内面に防食皮膜を形成する方法であって、前記冷却塔に前記冷却水を循環させる際の駆動周波数よりも低い駆動周波数で前記冷却水ポンプを駆動させるステップと、前記枝往管と前記枝還管との間に取り付けられるバイパス管により形成される、前記枝往管と前記冷凍機の前記銅チューブと前記枝還管と前記バイパス管とを巡る循環路に銅用防食剤を注入するステップと、前記冷却塔に前記銅用防食剤を循環させることなく、前記循環路に前記銅用防食剤を循環させるステップと、を含む。

Claims (7)

1. 複数の冷凍機と、冷却塔と、前記複数の冷凍機と前記冷却塔とを接続する主往管及び主還管と、前記複数の冷凍機のうちの一つの冷凍機と前記主往管とを接続する枝往管と、前記一つの冷凍機と前記主還管とを接続する枝還管と、前記複数の冷凍機と前記冷却塔との間で冷却水を循環させる冷却水ポンプとを有する循環冷却水系統において前記冷凍機の銅チューブの内面に防食皮膜を形成する方法であって、
   前記枝往管と前記枝還管との間にバイパス管を取り付けて、前記複数の冷凍機のうちの一つの冷凍機と前記枝往管と前記バイパス管と前記枝還管とを巡る循環路を形成するステップと、
   当該一つの冷凍機が交換された後に、前記循環路に銅用防食剤を注入するステップと、
   前記冷却水ポンプを、前記冷却塔に前記冷却水を循環させる際の駆動周波数よりも低い駆動周波数で駆動させるステップと、
   前記冷却塔に前記銅用防食剤を循環させることなく、前記循環路に前記銅用防食剤を循環させるステップと、
   前記バイパス管の呼び径を、前記バイパス管を通る銅用防食剤の流速が前記バイパス管を浸食しない程度の値となるように設定するステップと、
   を含む、防食皮膜の形成方法。
2. 前記冷却水ポンプは、インバータによって周波数が可変であり、
   前記冷却塔に前記銅用防食剤を循環させることなく、前記循環路に前記銅用防食剤を循環させるときの前記冷却水ポンプの周波数は、前記冷却水ポンプの最低駆動周波数である、
   請求項１に記載の防食皮膜の形成方法。
3. 前記バイパス管には、枝往管と枝還管の近傍に管路を開閉するバイパス弁が設けられており、
   前記バイパス弁を開くことにより、前記循環路に前記銅用防食剤を循環させる、
   請求項１又は２に記載の防食皮膜の形成方法。
4. 前記複数の冷凍機はターボ式冷凍機と吸収式冷凍機とからなる、
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載の防食皮膜の形成方法。
5. 冷凍機と、冷却塔と、前記冷凍機と前記冷却塔とを接続する往管及び還管と、前記冷凍機と前記冷却塔との間で冷却水を循環させる冷却水ポンプとを有する循環冷却水系統において前記冷凍機の銅チューブの内面に防食皮膜を形成する方法であって、
   前記冷却塔に前記冷却水を循環させる際の駆動周波数よりも低い駆動周波数で前記冷却水ポンプを駆動させるステップと、
   前記往管と前記還管との間に取り付けられるバイパス管により形成される、前記往管と前記冷凍機と前記還管と前記バイパス管とを巡る循環路に銅用防食剤を注入するステップと、
   前記冷却塔に前記銅用防食剤を循環させることなく、前記循環路に前記銅用防食剤を循環させるステップと、
   を含む、防食皮膜の形成方法。
6. 前記バイパス管は、前記低い駆動周波数で前記冷却水ポンプを駆動した際に当該バイパス管を流れる銅用防食剤の流速が当該バイパス管を浸食しない程度の値となるような呼び径に設定されたバイパス管である、
   請求項５に記載の防食皮膜の形成方法。
7. 前記往管と前記還管との間に前記往管又は前記還管の呼び径より小さい呼び径のバイパス管を取り付けて前記循環路を形成し、
   前記循環冷却水系統に銅用防食剤を注入し、
   前記バイパス管を通る銅用防食剤の流速が前記バイパス管を浸食しない程度の値となるように前記低い駆動周波数で駆動する、
   請求項５に記載の防食皮膜の形成方法。

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