<第1実施形態>
図1を参照して、本発明の第1実施形態の水処理システム100の概略について説明する。図1は、本発明の第1実施形態の水処理システム100を示す概略構成図である。
図1に示すように、第1実施形態の水処理システム100は、冷却塔110を有しており、商業ビル、工業プラント等において、空調機や冷凍機に代表される熱交換機等の被冷却装置131を冷却するために、冷却水を循環させるシステムである。冷却水は、その節約を図る観点から、冷却塔110で冷却しながら循環して用いられる(循環する冷却水を以下「循環水W110」ともいう)。第1実施形態における冷却塔110は、いわゆる開放式冷却塔からなる。
第1実施形態の水処理システム100は、循環水W110の貯留部116を有する冷却塔110と、被冷却装置131と、冷却塔110と被冷却装置131との間で循環水W110を循環させる循環水ラインL110と、冷却塔110の貯留部116に補給水W120を補給する補給水ラインL120と、冷却塔110の貯留部116に貯留された循環水W110を、排水W130として水処理システム100の系外へ強制的に排出する排水ラインL130と、冷却塔110の貯留部116から溢れる循環水W110を排出するオーバーフローラインL140と、循環水W110の電気伝導率を測定する電気伝導率測定装置133と、循環水ラインL110を流通する循環水W110の硬度を測定する硬度測定装置134と、洗浄剤供給手段としての洗浄剤供給部135と、水処理システム100の各部の制御を行うシステム制御装置101と、を主体として構成されている。
循環水ラインL110は、貯留部116に貯留された循環水W110を冷却塔110から被冷却装置131へ供給する循環水供給ラインL111と、循環水W110を被冷却装置131から冷却塔110の散水部112へ回収する循環水回収ラインL112と、を有する。
「ライン」とは、流路、経路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。
第1実施形態における冷却塔110について説明する。冷却塔110は、被冷却装置131を冷却するための循環水W110を、被冷却装置131へ供給する前に、冷却するものである。冷却塔110は、塔本体111と、散水部112と、貯留部116と、ルーバ118と、ファン120と、上部開口部121と、ファン駆動部122と、を備える。
塔本体111は、冷却塔110の外郭を形成するものである。塔本体111の上部には、複数の散水部112、ファン120、上部開口部121及びファン駆動部122が設けられる。塔本体111の下部には、貯留部116が設けられる。塔本体111の側部には、ルーバ118が設けられる。
散水部112は、被冷却装置131を冷却する循環水W110を冷却するために、循環水W110を散布する部位である。散水部112は、循環水回収ラインL112を介して被冷却装置131から回収された循環水W110を、塔本体111の内部に散布(散水)する。
散水部112は、上部水槽113と、散水口114とを備える。上部水槽113には、循環水ラインL110の循環水回収ラインL112が接続されている。上部水槽113は、循環水回収ラインL112を介して被冷却装置131から回収された循環水W110を貯留する。散水口114は、上部水槽113に貯留された循環水W110を散布するために上部水槽113の下側に形成されたノズルからなる。
塔本体111の内部における散水部112の下方には、充填材(図示せず)が設けられる。充填材は、散水部112から散布された循環水W110を滴状にして、循環水W110と外気E1(後述)との接触面積及び接触時間を長くして、循環水W110を効率的に冷却するために設けられる。
貯留部116は、散水部112から散布された循環水W110を貯留する。貯留部116は、塔本体111の下部に設けられる。後述するように、貯留部116に貯留された循環水W110は、塔本体111の内部を落下する過程において冷却される。貯留部116の底部には、循環水ラインL110の循環水供給ラインL111及び排水ラインL130が接続されている。貯留部116に貯留された循環水W110は、循環水供給ラインL111を介して被冷却装置131へ供給される。また、貯留部116に貯留された循環水W110は、排水W130として排水ラインL130を介して水処理システム100の系外へ排出される。
ルーバ118は、塔本体111の内部へ外気(エア)E1を導入するための通気孔であり、塔本体111の外部と内部とを連通する。ルーバ118を介して、塔本体111の外部の外気E1は、塔本体111の内部へ流入することができる。
上部開口部121は、塔本体111の上部に形成された開口部であり、塔本体111の内部に位置する外気E1を塔本体111の外部に排出するために設けられる。排出されたエアを「排気E2」ともいう。
ファン120は、上部開口部121に配置されている。ファン120の回転軸120aは、上下方向に延びるように配置されている。ファン120は、ルーバ118から塔本体111の内部へ外気E1を流入させると共に、塔本体111の内部に位置する外気E1を、上部開口部121を介して塔本体111の外部に排出させるように、気流を発生させる。
ファン駆動部122は、モータ等からなり、ファン120を回転駆動する。ファン駆動部122は、ファン120の上方に配置されており、ファン120の回転軸120aに連結されている。ファン駆動部122は、ファン120の回転駆動の開始又は停止、回転速度の調整(変速)等を行う。
冷却塔110には、循環水ラインL110及び排水ラインL130の他に、補給水ラインL120(原水補給水ラインL122、軟化水補給水ラインL123)及びオーバーフローラインL140が接続されている。これらの各ラインを介して、冷却塔110に対して、循環水W110が導入又は排出されると共に、補給水W120が補給される。
循環水ラインL110は、冷却塔110と被冷却装置131との間で循環水W110を循環させるラインである。循環水ラインL110は、貯留部116に貯留された循環水W110を冷却塔110から被冷却装置131へ供給する循環水供給ラインL111と、循環水W110を被冷却装置131から冷却塔110の散水部112へ回収する循環水回収ラインL112と、を有する。循環水ラインL110は、循環水供給ラインL111及び循環水回収ラインL112を介して、冷却塔110と被冷却装置131との間で循環水W110を循環させる。
循環水供給ラインL111は、冷却塔110の貯留部116と被冷却装置131とを接続する。循環水供給ラインL111は、貯留部116に貯留された循環水W110を被冷却装置131に供給することができる。
循環水供給ラインL111の途中には、循環水ポンプ132が接続されている。循環水ポンプ132は、循環水ラインL110(循環水供給ラインL111、循環水回収ラインL112)の上流側から下流側へ向けて、循環水W110を送り出すことができる。
循環水回収ラインL112は、被冷却装置131と冷却塔110の散水部112とを接続する。循環水回収ラインL112は、被冷却装置131において熱交換により加温された循環水W110を、冷却塔110の散水部112へ回収することができる。循環水回収ラインL112の下流側は、回収分岐部J111において複数のラインに分岐している。循環水回収ラインL112において、回収分岐部J111よりも上流側のラインを「上流側循環水回収ラインL112a」ともいい、回収分岐部J111よりも下流側の複数のラインを「下流側循環水回収ラインL112b」ともいう。複数の下流側循環水回収ラインL112bの下流側の端部は、それぞれ複数の散水部112に接続されている。
被冷却装置131は、循環水W110による冷却が必要な熱交換機等の各種装置であり、例えば、各種の化学プラントのターボ冷凍機や吸収冷凍機、建築物の空調用冷却機、食品工場の冷水製造機や真空冷却機等である。被冷却装置131は、所要の循環水流路(図示せず)を有している。この循環水流路は、循環水導入部131aと循環水排出部131bとを有している。
そして、循環水導入部131aには、循環水供給ラインL111の下流側の端部が接続されている。循環水排出部131bには、循環水回収ラインL112の上流側の端部が接続されている。このように、循環水流路は、循環水供給ラインL111及び循環水回収ラインL112と共に、冷却塔110の塔本体111と被冷却装置131との間で循環水W110を循環させるための循環経路を形成している。
電気伝導率測定装置133は、循環水W110の電気伝導率を測定する装置である。電気伝導率測定装置133は、循環水ラインL110に接続されている。詳細には、循環水供給ラインL111における循環水ポンプ132と被冷却装置131との間には、測定接続部J112が設けられている。電気伝導率測定装置133は、測定ラインL113を介して、測定接続部J112において循環水供給ラインL111に接続されている。電気伝導率測定装置133の測定結果は、後述のシステム制御装置101の制御部102へ入力される。
ところで、循環水W110の濃縮度が高まると、腐食性イオン及びスケール発生因子の濃度が高くなる。これにより、循環水W110の電気伝導率が高くなる。そこで、水処理システム100においては、電気伝導率測定装置133により測定される電気伝導率が所定の閾値よりも高くなった場合には、循環水W110の濃縮度を低下させるため(電気伝導率を低下させるため)に、補給水W120(原水補給水W121)を冷却塔110の貯留部116へ補給し、貯留部116に貯留される循環水W110を希釈する。このように、本実施形態の水処理システム100では、循環水W110の電気伝導率に基づいて、循環水W110の濃縮度を管理している。
硬度測定装置134は、循環水W110の硬度を測定する装置である。硬度測定装置134は、全硬度を測定できるものでもよく、カルシウム硬度のみを測定できるものでもよい。硬度測定装置134は、循環水供給ラインL111に接続されている。詳細には、硬度測定装置134は、測定ラインL113を介して、測定接続部J112において循環水供給ラインL111に接続されている。硬度測定装置134の測定結果は、後述のシステム制御装置101の制御部102へ入力される。
硬度測定装置134としては、例えば、色素を含む試薬を添加したときの発色により、硬度を検出する比色式センサが用いられる。比色式センサは、所定量の試料水を収容した透明容器へ試薬を添加し、色素の反応による試料水の色相変化を、特定波長の光を照射したときの吸光度から測定する。そして、比色式センサは、測定された吸光度に基づいて、試料水中の硬度を判定する。
なお、硬度測定装置134は、比色式センサに制限されず、電極式センサ、滴定式センサ等でもよい。
洗浄剤供給部135は、貯留部116に洗浄剤を供給する装置である。洗浄剤は、おもに配管系等に発生したスケールの除去洗浄に用いられる薬品である。洗浄剤は、後述の第2運転モードにおいて、必要に応じて供給される。洗浄剤供給部135において洗浄剤を供給するタイミング及び供給する量は、後述するシステム制御装置101の制御部102により制御されている。
補給水ラインL120は、補給水W120を冷却塔110の貯留部116へ補給するラインである。補給水ラインL120は、源流側補給水ラインL121と、補給水分岐部J121と、原水補給水ラインL122と、軟化水補給水ラインL123と、を備える。
補給水分岐部J121は、源流側補給水ラインL121から原水補給水ラインL122と軟化水補給水ラインL123とが分岐する部位である。
源流側補給水ラインL121の上流側は、水道水や工業用水等の原水からなる補給水W120の供給源(図示せず)に接続されている。源流側補給水ラインL121の下流側は、補給水分岐部J121に接続されている。源流側補給水ラインL121には、補給水W120の供給源から供給される補給水W120が流通する。
源流側補給水ラインL121には、上流側から順に、補給水ポンプ141及び補給水バルブ142が接続されている。補給水ポンプ141は、補給水ラインL120(源流側補給水ラインL121、原水補給水ラインL122、軟化水補給水ラインL123)の上流側から下流側へ向けて、補給水W120を送り出すことができる。補給水バルブ142は、補給水分岐部J121と補給水ポンプ141との間において、源流側補給水ラインL121を開閉することができる。
原水補給水ラインL122の上流側の端部は、補給水分岐部J121を介して、源流側補給水ラインL121に接続されている。原水補給水ラインL122には、源流側補給水ラインL121及び補給水分岐部J121を介して、補給水W120が導入され、流通する。なお、原水補給水ラインL122を流通する補給水W120は、源流側補給水ラインL121を流通する補給水W120と同じであるが、説明の便宜上、源流側補給水ラインL121を流通する補給水W120を「原水補給水W121」ともいう。
原水補給水ラインL122の下流側の端部153は、冷却塔110の塔本体111に接続されており、貯留部116の上方に離間して位置する。これにより、原水補給水ラインL122を介して、原水補給水W121が貯留部116に補給される。また、原水補給水ラインL122には、上流側から順に、補助原水補給水バルブ151及び原水補給水バルブ152が接続されている。
補助原水補給水バルブ151は、通常、開放しているが、原水補給水バルブ152のメンテナンス時等に閉鎖して用いられる。
原水補給水バルブ152は、弁開度を調節可能な制御弁から構成されている。原水補給水バルブ152は、原水補給水ラインL122における補給水分岐部J121(補助原水補給水バルブ151)と原水補給水ラインL122の下流側の端部153との間において、原水補給水ラインL122を開閉することができる。
本実施形態においては、補給水ポンプ141、原水補給水バルブ152等から「原水補給水ラインL122を介して、原水補給水W121を散水部112、貯留部116及び循環水ラインL110のいずれか1つ以上へ向けて流通させる原水補給水流通手段」が構成されている。
軟化水補給水ラインL123は、軟化水補給水W122を冷却塔110の貯留部116へ補給するラインである。軟化水補給水ラインL123には、上流側から順に、軟水化装置143及び軟化水補給水バルブ144が接続されている。
軟化水補給水ラインL123の上流側の端部は、補給水分岐部J121を介して、源流側補給水ラインL121に接続されている。軟化水補給水ラインL123の下流側の端部は、冷却塔110の塔本体111に接続されている。
軟化水補給水ラインL123の下流側の端部には、貯留部116に貯留される循環水W110の水位を管理するボールタップ式の給水栓145が設けられている。給水栓145は、貯留部116に貯留される循環水W110の水位が低下すると、ボールタップが作動し、軟化水補給水ラインL123を流通する軟化水補給水W122が貯留部116に補給されるように構成されている。
軟水化装置143は、原水(硬水)からなる補給水W120を軟水化し、軟化水補給水W122を生成する(得る)装置である。軟水化装置143は、補給水W120に含まれる硬度成分、具体的には、カルシウムイオン及びマグネシウムイオンを低減し(除去し)、原水からなる補給水W120から軟化水補給水W122を生成する装置である。
軟化水とは、原水(硬水)に軟水化処理を行うことにより得られる(生成される)、硬度が低減された水をいう。軟化水には、原水(硬水)に純水化処理を行うことにより得られる(生成される)純水も含まれる。つまり、軟化水には純水が含まれ、また、軟水化処理には純水化処理が含まれる。
軟化水は、硬度が10mg/L以下に低減されているものが好ましく、硬度が1mg/L以下に低減されているものが更に好ましい。
軟水化装置143は、軟水化処理を行うことができれば特に制限されない。軟水化装置143としては、イオン交換樹脂を利用して陽イオン交換を行い軟水化処理を行う陽イオン交換装置、イオン交換樹脂を利用して陽イオン交換及び陰イオン交換を行い、軟水化処理を行うイオン交換装置、逆浸透膜(RO膜)を利用して濾過を行い、軟水化処理を行う逆浸透膜装置、電気透析を利用して軟水化処理を行う電気透析装置(電気式脱イオン装置)等が挙げられる。
軟化水補給水バルブ144は、弁開度を調節可能な制御弁から構成されている。軟化水補給水バルブ144は、軟化水補給水ラインL123の下流側の端部と軟水化装置143との間において、軟化水補給水ラインL123を開閉することができる。本実施形態においては、補給水ポンプ141、軟化水補給水バルブ144等から「軟化水補給水ラインL123を介して、軟化水補給水W122を散水部112、貯留部116及び循環水ラインL110のうちのいずれか1つ以上へ向けて流通させる軟化水補給水流通手段」が構成されている。
排水ラインL130は、貯留部116の底部に接続されており、下方に向けて延びている。排水ラインL130は、貯留部116に貯留された循環水W110を、排水W130として水処理システム100の系外へ排出する。排水ラインL130の途中には、排水バルブ161が接続されている。排水ラインL130における排水バルブ161の下流側には、オーバーフローラインL140(後述)が、排水合流部J131を介して接続されている。排水バルブ161は、弁開度を調節可能な制御弁から構成されている。排水バルブ161は、貯留部116と排水合流部J131との間において、排水ラインL130を開閉することができる。
オーバーフローラインL140は、貯留部116から溢れる循環水W110を、排水W130として水処理システム100の系外へ排出するラインである。オーバーフローラインL140の上流側の端部162は、冷却塔110の貯留部116から上方に離間した位置に位置する。オーバーフローラインL140は、排水合流部J131において排水ラインL130と接続(合流)する。
貯留部116から溢れる循環水W110は、オーバーフローラインL140の上流側の端部162からオーバーフローラインL140へ流入する。オーバーフローラインL140へ流入した循環水W110は、排水合流部J131を介して排水ラインL130へ流入し、排水W130として水処理システム100の系外へ排出される。
次に、図2を参照して、第1実施形態の水処理システム100の制御に係る機能について説明する。図2は、第1実施形態の水処理システム100の制御に係る機能ブロック図である。
システム制御装置101は、第1実施形態の水処理システム100における各部を制御する。図2に示すように、システム制御装置101は、例えば、循環水ポンプ132、補給水ポンプ141、軟化水補給水バルブ144、原水補給水バルブ152、排水バルブ161及びファン駆動部122に電気的に接続される。
また、システム制御装置101は、水処理システム100における各測定装置に電気的に接続され、各測定装置から測定情報を受信する。例えば、システム制御装置101は、電気伝導率測定装置133に電気的に接続され、電気伝導率測定装置133により測定された電気伝導率情報を受信する。また、システム制御装置101は、硬度測定装置134に電気的に接続され、硬度測定装置134により測定された硬度の情報を受信する。
システム制御装置101は、制御部102と、メモリ103と、を備える。制御部102は、濃縮度判定部181と、運転モード選択手段としての運転モード選択部182と、流量制御手段としての補給水制御部183と、を有する。
濃縮度判定部181は、電気伝導率測定装置133により測定される循環水W110の電気伝導率が所定の閾値以上であるか否かを判定する。所定の閾値は、例えば、スライムの発生の抑制を確保できる上限の電気伝導率が設定される。
運転モード選択部182は、硬度測定装置134により測定された循環水W110の硬度に基づいて、第1運転モード又は第2運転モードのいずれかを選択する。第1運転モードは、原水補給水W121を循環水W110として循環水ラインL110を循環させる運転モードである。すなわち、第1運転モードは、循環水W110の冷却を行う通常の運転モードである。
また、第2運転モードは、軟化水補給水W122を循環水W110として循環水ラインL110を循環させる運転モードである。すなわち、第2運転モードは、循環水W110の冷却を行いながら同時にスケールの除去洗浄を行う運転モード、又は循環水W110によるスケールの除去洗浄のみを行う運転モードである。
補給水制御部183は、濃縮度判定部181により循環水W110の電気伝導率が所定の閾値以上であると判定された場合に、補給水ポンプ141、軟化水補給水バルブ144、原水補給水バルブ152、排水バルブ161、ファン駆動部122等の制御を行う。補給水制御部183による制御により、補給水W120は、冷却塔110の貯留部116に補給される。
また、補給水制御部183は、運転モード選択部182により選択された運転モードに基づいて、原水補給水流通手段(補給水ポンプ141、原水補給水バルブ152等)による原水補給水W121の流通及び/又は軟化水補給水流通手段(補給水ポンプ141、軟化水補給水バルブ144等)による軟化水補給水W122の流通を制御する。なお、原水補給水流通手段及び軟化水補給水流通手段の「制御」とは、それぞれの補給水の流通を止める場合(0%)、すべて流通させる場合(100%)及びわずかに流通させる場合(例えば、5%)等を含む。すなわち、「制御」とは、それぞれの補給水の流通を0〜100%の範囲で調節することをいう。
メモリ103は、水処理システム100の制御に必要な制御プログラムや各種データ等を記憶する。具体的には、メモリ103は、水処理システム100の制御に必要な各種機能を動作させる制御プログラム、電気伝導率測定装置133によって測定された電気伝導率、硬度測定装置134によって測定された硬度、各種閾値、各種計算値等を記憶する。
上述した運転モード選択部182は、硬度測定装置134により測定された循環水W110の硬度が所定の閾値未満の場合に、第1運転モードを選択する。また、運転モード選択部182は、硬度測定装置134により測定された循環水W110の硬度が所定の閾値以上の場合に、第2運転モードを選択する。所定の閾値としては、例えば、配管系等の腐食抑制効果を確保できる下限の硬度(例えば、10〜20ppm)が設定される。
補給水制御部183は、運転モード選択部182により第1運転モードが選択された場合に、貯留部116へ原水補給水W121を流通させるように、前記原水補給水流通手段及び/又は前記軟化水補給水流通手段を制御する。また、運転モード選択部182により第2運転モードが選択された場合に、貯留部116へ軟化水補給水W122を流通させるように、前記原水補給水流通手段及び/又は前記軟化水補給水流通手段を制御する。
このように、補給水制御部183は、運転モード選択部182により第1運転モードが選択された場合、すなわち循環水W110の硬度が所定の閾値未満の場合には、配管系等の腐食を抑制するために、補給水ポンプ141、原水補給水バルブ152等で構成される原水補給水流通手段及び/又は補給水ポンプ141、軟化水補給水バルブ144等で構成される軟化水補給水流通手段を制御して、原水補給水W121を循環水W110として循環水ラインL110を循環させる。これにより、循環水W110を循環する循環水W110の硬度を、配管系等の腐食を抑制するのに必要な硬度まで高くすることができる。
また、補給水制御部183は、運転モード選択部182により第2運転モードが選択された場合、すなわち循環水W110の硬度が所定の閾値以上の場合には、スケールの除去洗浄のために、補給水ポンプ141、原水補給水バルブ152等で構成される原水補給水流通手段及び/又は補給水ポンプ141、軟化水補給水バルブ144等で構成される軟化水補給水流通手段を制御して、軟化水補給水W122を循環水W110として循環水ラインL110を循環させる。これにより、循環水W110を循環する循環水W110の硬度を、スケールの除去洗浄に必要な硬度まで低くすることができる。
次に、図1及び図2を参照して、第1実施形態の水処理システム100の動作について説明する。
循環水ポンプ132が作動することにより、冷却塔110の貯留部116に貯留される循環水W110は、循環水ラインL110(循環水供給ラインL111、循環水回収ラインL112)の上流側から下流側へ向けて送り出される。
詳細には、循環水W110は、循環水供給ラインL111を介して、被冷却装置131に供給される。循環水W110は、被冷却装置131の循環水導入部131aから前記循環水流路を通過して被冷却装置131を冷却し、循環水排出部131bから循環水回収ラインL112へ排出される。
循環水回収ラインL112へ排出された循環水W110は、散水部112の上部水槽113へ導入される。上部水槽113へ導入された循環水W110は、散水口114から塔本体111の内部へ散布される。散布された循環水W110は、図1に破線で示すように、塔本体111の内部を落下して、貯留部116に受け止められる。このようにして、貯留部116に貯留される循環水W110は、循環水ラインL110、散水部112等を介して循環する。
また、冷却塔110において、システム制御装置101によりファン駆動部122を作動させ、ファン120を回転させる。これにより、ルーバ118を通じて塔本体111の内部へ外気(エア)E1が流入する。外気E1は、塔本体111の内部を通過し、排気E2として上部開口部121から塔本体111の外部へ排出される。
塔本体111の内部を落下する循環水W110は、塔本体111の内部へ流入する外気E1に触れて冷却される。このように冷却されて貯留部116へ戻る(落下する)循環水W110は、循環水供給ラインL111を介して再び被冷却装置131へ供給され、循環水回収ラインL112を介して冷却塔110の散水部112へ戻る。従って、貯留部116に貯留された循環水W110は、循環水供給ラインL111、被冷却装置131の循環水流路及び循環水回収ラインL112を循環して、被冷却装置131を冷却する冷却水として機能する。
また、循環水W110の濃縮が進んでいる場合には、循環水W110の濃縮を解消し、スライム、藻類等の発生を抑制するために、冷却塔110の貯留部116へ補給水W120の補給を行うと共に、循環水W110の排出を行う。
具体的には、第1実施形態の水処理システム100において、電気伝導率測定装置133により測定された電気伝導率に基づいて、濃縮度判定部181により循環水W110が濃縮していると判定された場合には、補給水制御部183は、補給水ポンプ141、軟化水補給水バルブ144、原水補給水バルブ152等を制御して、補給水ラインL120を介して、冷却塔110の貯留部116へ補給水W120(原水補給水W121)の補給を開始する。また、補給水制御部183は、補給水W120の補給とほぼ同時に、排水バルブ161を制御して、貯留部116に貯留された循環水W110を、排水W130として、排水ラインL130を介して水処理システム100の系外へ排出する。
その後、電気伝導率測定装置133により測定された電気伝導率に基づいて、濃縮度判定部181により循環水W110が濃縮していないと判定された場合には、補給水制御部183は、補給水ポンプ141、軟化水補給水バルブ144、原水補給水バルブ152等を制御して、補給水ラインL120を介して、冷却塔110の貯留部116への補給水W120(原水補給水W121)の補給を停止する。また、補給水W120の補給の停止とほぼ同時に、補給水制御部183は、排水バルブ161を閉鎖し、貯留部116からの循環水W110の水処理システム100の系外への排出を停止する。これらの結果、貯留部116における循環水W110の濃縮度が低下する。
第1実施形態の水処理システム100では、通常時は第1運転モードが選択されるため、補給水W120として原水補給水W121が補給される。すなわち、原水補給水W121の硬度が所定の閾値未満の場合には、配管系等の腐食を抑制するために、補給水ポンプ141、原水補給水バルブ152等で構成される原水補給水流通手段を制御して、原水補給水W121を循環水W110として循環水ラインL110を循環させる。
一方、補給水W120として原水補給水W121を補給し続けると、貯留部116における循環水W110の硬度が高まり、延いては、循環水ラインL110を流通する循環水W110の硬度が高まる。循環水W110の硬度が高まると、循環水ラインL110の配管系等においてスケールの発生が促進される。
このため、補給水制御部183は、運転モード選択部182により第2運転モードが選択された場合に、貯留部116へ、軟化水補給水W122を流通させるように、補給水ポンプ141、軟化水補給水バルブ144等で構成される軟化水補給水流通手段を制御して、軟化水補給水W122を循環水W110として循環水ラインL110を循環させる。これにより、循環水W110を循環する循環水W110の硬度は、スケールの除去洗浄に必要な硬度まで低くなる。
このように、補給水制御部183は、循環水W110の硬度に基づいて選択された運転モードに応じて、補給水W120(原水補給水W121又は軟化水補給水W122)の供給経路を制御することにより、循環水ラインL110において、配管系等の腐食を抑制しつつ、スケールの除去洗浄を行うことができる。
次に、第1実施形態の水処理システム100において、通常の運転を行いながらスケールの除去洗浄を行う場合の動作を、図3及び図4を参照しながら説明する。図3は、第1実施形態の水処理システム100において運転モードを選択する動作を示すフローチャートである。また、図4は、第1実施形態の水処理システム100において補給水の供給経路を制御する動作を示すフローチャートである。
まず、循環水W110の硬度に基づいて運転モードを選択する動作を、図3を参照して説明する。
図3に示すように、ステップST101において、硬度測定装置134は、循環水W110の硬度を測定する。硬度測定装置134により測定された硬度の情報は、システム制御装置101のメモリ103に硬度情報として入力(記憶)される。
ステップST102において、運転モード選択部182は、メモリ103に記憶された硬度情報に基づいて、循環水W110の硬度が所定の閾値以上か否かを判定する。循環水W110の硬度が所定の閾値以上(YES)の場合には、ステップST103へ進む。また、循環水W110の硬度が所定の閾値未満(NO)の場合には、ステップST104へ進む。
循環水W110の硬度が所定の閾値以上(YES)の場合には、循環水W110の硬度は、配管系等の腐食抑制効果を得るために十分な高さを有している。そのため、補給水W120の硬度を高める必要はなく、スケールの除去洗浄効果を重視して、補給水W120として軟化水補給水W122を補給する。このため、ステップST103において、運転モード選択部182は、第2運転モードを選択する。
一方、循環水W110の硬度が所定の閾値未満(NO)の場合には、循環水W110の硬度は、配管系等の腐食抑制効果を得るための十分な高さを有していない。そのため、補給水W120の硬度を高める必要があり、腐食抑制を図ることを重視して、補給水W120として原水補給水W121を補給する。このため、ステップST104において、運転モード選択部182は、通常の運転となる第1運転モードを選択する。
ステップST105において、制御部102は、メモリ103に記憶している硬度情報をクリアして、本フローチャートの処理を終了する。又は、必要に応じてステップST101へリターンする。
次に、選択された運転モードに応じて補給水W120の補給経路を制御する動作を、図4を参照して説明する。
図4に示すように、ステップST201において、補給水制御部183は、運転モードが変更されたか否かを判定する。ここで、運転モードが変更された(YES)と判定した場合には、ステップST202へ進む。また、運転モードが変更されていない(NO)と判定した場合は、再びステップST201へリターンする。
ステップST202において、補給水制御部183は、第1運転モードから第2運転モードに変更されたか否かを判定する。第1運転モードから第2運転モードに変更された(YES)場合には、ステップST203へ進む。また、第1運転モードから第2運転モードに変更されたのではない(NO)場合、すなわち第2運転モードから第1運転モードに変更された場合には、ステップST204へ進む。
ステップST203において、補給水制御部183は、原水補給水バルブ152を制御して、原水補給水W121の貯留部116への流通を制限すると共に、軟化水補給水バルブ144を制御して、軟化水補給水W122を貯留部116へ流通させる。すなわち、補給水制御部183は、原水補給水バルブ152を閉じて原水補給水W121の供給を停止すると共に、軟化水補給水バルブ144を開いて軟化水補給水W122の補給を開始するように制御する。これにより、循環水ラインL110を流通する循環水W110の硬度を低くすることができる。
また、ステップST204において、補給水制御部183は、原水補給水バルブ152を制御して原水補給水W121を貯留部116へ流通させると共に、軟化水補給水バルブ144を制御して軟化水補給水W122の貯留部116への流通を制限する。すなわち、補給水制御部183は、原水補給水バルブ152を開いて原水補給水W121の補給を開始させると共に、軟化水補給水バルブ144を閉じて軟化水補給水W122の供給を停止するように制御する。これにより、循環水ラインL110を流通する循環水W110の硬度を高くすることができる。上記ステップST203、又はステップST204を実行した後、本フローチャートの処理を終了する。
第1実施形態の水処理システム100によれば、例えば、次のような効果が奏される。
第1実施形態の水処理システム100は、循環水W110の硬度を測定する硬度測定装置134と、硬度測定装置134により測定された循環水W110の硬度に基づいて、原水補給水W121を循環させる第1運転モード又は軟化水補給水W122を循環させる第2運転モードのいずれかを選択する運転モード選択部182と、運転モード選択部182により第1運転モードが選択された場合に、貯留部116へ原水補給水W121を流通させるように原水補給水流通手段(補給水ポンプ141、原水補給水バルブ152等)及び/又は軟化水補給水流通手段(補給水ポンプ141、軟化水補給水バルブ144等)を制御し、運転モード選択部182により第2運転モードが選択された場合に、貯留部116へ軟化水補給水W122を流通させるように前記原水補給水流通手段及び/又は前記軟化水補給水流通手段を制御する補給水制御部183と、を備える。
そのため、例えば、硬度測定装置134で測定された循環水W110の硬度が高くなり、運転モード選択部182で第2運転モードが選択されると、補給水制御部183により前記原水補給水流通手段及び/又は前記軟化水補給水流通手段が制御されて原水補給水W121の補給を停止すると共に、軟化水補給水W122の補給を開始する。これにより、循環水ラインL110を流通する循環水W110の硬度が低くなり、スケールの除去洗浄を行うことができる。
また、硬度測定装置134で測定された循環水W110の硬度が低くなり、運転モード選択部182で第1運転モードが選択されると、補給水制御部183により前記原水補給水流通手段及び/又は前記軟化水補給水流通手段が制御されて原水補給水W121の補給が開始されると共に、軟化水補給水W122の補給を停止する。これにより、循環水ラインL110を流通する循環水W110の硬度が高くなり、配管系等の腐食を抑制することができる。
また、第1実施形態の水処理システム100において、第2運転モードが選択された場合に、軟化水補給水W122を貯留部116へ補給すると共に、洗浄剤供給部135から洗浄剤を貯留部116へ供給するようにしてもよい。このように、軟化水補給水W122に洗浄剤を混合させることにより、スケールの除去洗浄の効果をより高めることができる。なお、軟化水補給水W122に洗浄剤を混合させない場合は、スケールの除去洗浄がより容易となり且つ無薬品によるスケールの除去洗浄を行うことができる。
従って、循環水W110が流通する循環水ラインL110において、スケールの除去洗浄及び配管系等の腐食の抑制をより確実に行うことができる。
また、本実施形態では、硬度測定装置134により測定された循環水W110の硬度に基づいて第1運転モード又は第2運転モードのいずれかを選択するようにしている。このため、原水補給水W121の硬度の変動に係わらず、スケールの除去洗浄及び配管系等の腐食の抑制を安定して行うことができる。
次に、本発明の他の実施形態について説明する。他の実施形態については、主として、第1実施形態とは異なる点を中心に説明し、第1実施形態と同様の構成については、同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。他の実施形態において特に説明しない点は、第1実施形態についての説明が適宜に適用又は援用される。
<第2実施形態>
次に、図5及び図6を参照して、本発明の第2実施形態の水処理システム100Aの概略について説明する。図5は、本発明の第2実施形態の水処理システム100Aを示す概略構成図である。図6は、第2実施形態の水処理システム100Aの制御に係る機能ブロック図である。
図5に示すように、第2実施形態における水処理システム100Aでは、第1実施形態(図1)と比して、硬度測定装置134を省略している。その他の構成は第1実施形態と同じである。
一方、図6に示すように、第2実施形態におけるシステム制御装置101の制御部102は、タイムカウンタ部184を備える。タイムカウンタ部184は、循環水ポンプ132の駆動時間に基づいて、循環水W110の積算循環時間を計測する部位である。また、メモリ103は、水処理システム100の制御に必要な各種機能を動作させる制御プログラム、電気伝導率測定装置133によって測定された電気伝導率、タイムカウンタ部184によって計測された積算循環時間、各種閾値、各種計算値等を記憶する。
第2実施形態の水処理システム100Aは、第1実施形態の水処理システム100に比して、運転モード選択部182が、タイムカウンタ部184により計測された循環水W110の積算循環時間に基づいて、第1運転モード又は第2運転モードのいずれかを選択するように構成されている点が異なる。
詳細には、本実施形態の運転モード選択部182は、タイムカウンタ部184により計測された循環水W110の積算循環時間が所定時間未満の場合には、第1運転モードを選択し、所定時間以上の場合には、第2運転モードを選択する。所定時間としては、通常の運転において、循環水W110として原水補給水W121を循環させた場合に、配管系等の腐食抑制効果を確保できる下限の時間(例えば、24時間)と、原水補給水W121に生じる硬度の変化の下限とを考慮した時間が設定される。
また、本実施形態の補給水制御部183は、運転モード選択部182により第1運転モードが選択された場合に、貯留部116へ原水補給水W121を流通させるように、前記原水補給水流通手段及び/又は前記軟化水補給水流通手段を制御する。また、運転モード選択部182により第2運転モードが選択された場合に、貯留部116へ軟化水補給水W122を流通させるように、前記原水補給水流通手段及び/又は前記軟化水補給水流通手段を制御する。
第2実施形態における水処理システム100Aに関するその他の構成は、第1実施形態における水処理システム100に関する構成(制御に係る構成を含む)と同様である。そのため、第1実施形態における水処理システム100に関する構成についての説明を援用して、第2実施形態における水処理システム100Aに関する構成についての説明を省略する。
次に、第2実施形態の水処理システム100Aにおいて、通常の運転を行いながらスケールの除去洗浄を行う場合の動作を、図7を参照しながら説明する。図7は、第2実施形態の水処理システム100Aにおいて運転モードを選択する動作を示すフローチャートである。
図7に示すように、ステップST301において、タイムカウンタ部184は、循環水W110の積算循環時間を計測する。タイムカウンタ部184で計測している積算循環時間は、メモリ103に記憶される。ステップST302において、運転モード選択部182は、タイムカウンタ部184で計測している循環水W110の積算循環時間が所定時間以上か否かを判定する。循環水W110の積算循環時間が所定時間以上(YES)の場合には、ステップST303へ進む。また、循環水W110の積算循環時間が所定時間未満(NO)の場合には、ステップST304へ進む。
循環水W110の積算循環時間が所定時間以上(YES)の場合には、循環水W110の硬度は、配管系等の腐食抑制効果を得るために十分な高さを有していると推測される。そのため、補給水W120の硬度を高める必要はなく、スケールの除去洗浄効果を重視して、補給水W120として軟化水補給水W122を補給する。このため、ステップST303において、運転モード選択部182は、第2運転モードを選択する。
一方、循環水W110の積算循環時間が所定時間未満(NO)の場合には、循環水W110の硬度は、配管系等の腐食抑制効果を得るための十分な高さを有していないと推測される。そのため、補給水W120の硬度を高める必要があり、腐食抑制を図ることを重視して、補給水W120として原水補給水W121を補給する。このため、ステップST304において、運転モード選択部182は、通常の運転となる第1運転モードを選択する。
ステップST305において、制御部102は、メモリ103に記憶している積算循環時間をクリアして、本フローチャートの処理を終了する。又は、必要に応じてステップST301へリターンする。
なお、選択された運転モードに応じて補給水W120の補給経路を制御する動作は、第1実施形態の図4に示すフローチャートと同じであるため説明を省略する。
第2実施形態の水処理システム100Aによれば、例えば、次のような効果が奏される。
第2実施形態の水処理システム100Aは、循環水W110の積算循環時間を計測するタイムカウンタ部184と、タイムカウンタ部184により計測された循環水W110の積算循環時間に基づいて、原水補給水W121を循環させる第1運転モード又は軟化水補給水W122を循環させる第2運転モードのいずれかを選択する運転モード選択部182と、運転モード選択部182により第1運転モードが選択された場合に、貯留部116へ原水補給水W121を流通させるように原水補給水流通手段(補給水ポンプ141、原水補給水バルブ152等)及び/又は軟化水補給水流通手段(補給水ポンプ141、軟化水補給水バルブ144等)を制御し、運転モード選択部182により第2運転モードが選択された場合に、貯留部116へ軟化水補給水W122を流通させるように前記原水補給水流通手段及び/又は前記軟化水補給水流通手段を制御する補給水制御部183と、を備える。
そのため、例えば、タイムカウンタ部184で計測された循環水W110の積算循環時間が所定時間以上となり、運転モード選択部182で第2運転モードが選択されると、補給水制御部183により前記原水補給水流通手段及び/又は前記軟化水補給水流通手段が制御されて原水補給水W121の供給が停止すると共に、軟化水補給水W122の補給が開始される。これにより、循環水ラインL110を流通する循環水W110の硬度が低くなり、スケールの除去洗浄を行うことができる。
また、タイムカウンタ部184で計測された循環水W110の積算循環時間が所定時間未満であるために、運転モード選択部182で第1運転モードが選択されると、補給水制御部183により前記原水補給水流通手段及び/又は前記軟化水補給水流通手段が制御されて原水補給水W121の補給が開始されると共に、軟化水補給水W122の補給が停止する。これにより、循環水ラインL110を流通する循環水W110の硬度が高くなり、配管系等の腐食を抑制することができる。
また、第2実施形態の水処理システム100Aにおいて、第2運転モードが選択された場合に、軟化水補給水W122を貯留部116へ補給すると共に、洗浄剤供給部135から洗浄剤を貯留部116へ供給するようにしてもよい。このように、軟化水補給水W122に洗浄剤を混合させることにより、スケールの除去洗浄の効果をより高めることができる。なお、軟化水補給水W122に洗浄剤を混合させない場合は、スケールの除去洗浄がより容易となり且つ無薬品によるスケールの除去洗浄を行うことができる。
従って、循環水W110が流通する循環水ラインL110において、スケールの除去洗浄及び配管系等の腐食の抑制をより確実に行うことができる。
また、本実施形態では、タイムカウンタ部184で計測された循環水W110の積算循環時間に基づいて第1運転モード又は第2運転モードのいずれかを選択するようにしている。このため、原水補給水W121の硬度の変動に係わらず、スケールの除去洗浄及び配管系等の腐食の抑制を安定して行うことができる。
<第3実施形態>
次に、図8を参照して、本発明の第3実施形態の水処理システム200の概略について説明する。図8は、本発明の第3実施形態の水処理システム200を示す概略構成図である。本実施形態においては、第1実施形態と同様の構成については、同じ符号(ただし、3桁の数字のうち百の位を「1」から「2」に代えている)を付し、詳細な説明を省略又は簡略化する。
第3実施形態の水処理システム200は、第1実施形態の水処理システム100に比して、冷却塔210が密閉式冷却塔からなる点が主として異なる。密閉式冷却塔は、開放式冷却塔に比して、冷却塔210に、被冷却装置231を冷却する循環液W210が密閉状態で流通する冷却塔内部ラインL250と、冷却塔内部ラインL250に位置する(流通する)循環液W210を冷却するために散布水W240を冷却塔内部ラインL250の外側へ散布する散水部212と、散布された散布水W240を貯留する貯留部216とが設けられている点、及び、冷却塔210に、散水部212から散布され貯留部216に貯留された散布水W240を循環させる散布水ラインL260が接続されている点が、主として異なる。
図8に示すように、第3実施形態の水処理システム200は、冷却塔210を有しており、被冷却装置231を冷却するために、冷却液を循環させるシステムである。冷却液は、その節約を図る観点から、冷却塔210で冷却しながら循環して用いられる(循環する冷却液を以下「循環液W210」ともいう)。第3実施形態における冷却塔210は、いわゆる密閉式冷却塔からなる。
第3実施形態の水処理システム200は、散布水W240の貯留部216を有する冷却塔210と、被冷却装置231と、冷却塔210と被冷却装置231との間で循環液W210を循環させる循環液ラインL210と、散布水W240を循環させる散布水ラインL260と、冷却塔210の貯留部216に補給水W220を補給する補給水ラインL220と、冷却塔210の貯留部216に貯留された散布水W240を、排水W230として水処理システム200の系外へ強制的に排出する排水ラインL230と、冷却塔210の貯留部216から溢れる散布水W240を排出するオーバーフローラインL240と、散布水W240の電気伝導率を測定する電気伝導率測定装置233と、原水補給水W221の硬度を測定する硬度測定装置234と、水処理システム200の各部の制御を行うシステム制御装置201と、を主体として構成されている。
冷却塔210は、循環液W210が密閉状態で流通する冷却塔内部ラインL250と、冷却塔内部ラインL250に位置する循環液W210を冷却するために散布水W240を冷却塔内部ラインL250の外側へ散布する散水部212と、散布された散布水W240を貯留する貯留部216とを有する。
循環液ラインL210は、冷却塔内部ラインL250に位置する循環液W210を冷却塔210から被冷却装置231へ供給する循環液供給ラインL211と、循環液W210を被冷却装置231から冷却塔210の冷却塔内部ラインL250へ回収する循環液回収ラインL212と、を有する。循環液ラインL210は、循環液供給ラインL211、循環液回収ラインL212及び冷却塔内部ラインL250を介して、冷却塔210と被冷却装置231との間で循環液W210を循環させる。
散布水ラインL260は、貯留部216に接続されると共に散水部212に接続されている。散布水ラインL260は、散水部212から散布され貯留部216に貯留された散布水W240を、冷却塔210の外部において循環させる。
「ライン」とは、流路、経路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。
続いて、第3実施形態における冷却塔210について説明する。冷却塔210は、被冷却装置231を冷却するための循環液W210を、被冷却装置231へ供給する前に、冷却するものである。循環液W210は、一般的には、水(水溶液)であるが、水以外の液体でもよい。
冷却塔210は、塔本体211と、冷却塔内部ラインL250と、散水部212と、貯留部216と、ルーバ218と、ファン220と、上部開口部221と、ファン駆動部222と、を備える。
塔本体211は、冷却塔210の外郭を形成するものである。塔本体211の上部には、複数の散水部212、ファン220、上部開口部221及びファン駆動部222が設けられる。塔本体211の内部には、冷却塔内部ラインL250が設けられる。塔本体211の下部には、貯留部216が設けられる。塔本体211の側部には、ルーバ218が設けられる。
散水部212は、被冷却装置231を冷却する循環液W210を冷却するために、散布水W240を、循環液W210が位置する冷却塔内部ラインL250の外側に散布する部位である。散水部212は、散布水ラインL260を介して循環する散布水W240を、塔本体211の内部において冷却塔内部ラインL250の外側へ散布(散水)する。
散水部212は、上部水槽213と、散水口214とを備える。上部水槽213には、散布水ラインL260が接続されている。上部水槽213は、散布水ラインL260を介して循環する散布水W240を貯留する。散水口214は、上部水槽213に貯留された散布水W240を散布するために上部水槽213の下側に形成されたノズルからなる。
冷却塔内部ラインL250は、塔本体211の内部において、循環液W210が密閉状態で流通するラインである。冷却塔内部ラインL250は、塔本体211の内部において散布水W240との接触面積を確保するために蛇行している。詳細には、冷却塔内部ラインL250は、塔内部分岐部J251において、第1内部ラインL250aと第2内部ラインL250bとに分岐する。第1内部ラインL250aと第2内部ラインL250bとは、塔内部合流部J252において合流する。第1内部ラインL250a及び第2内部ラインL250bは蛇行している。第1内部ラインL250a及び第2内部ラインL250bは、それぞれ散水部212の下方に配置している。
冷却塔内部ラインL250の下流側の端部は、循環液供給ラインL211に接続されている。冷却塔内部ラインL250の上流側の端部は、循環液回収ラインL212に接続されている。
塔本体211の内部における散水部212の下方には、充填材(図示せず)が設けられる。充填材は、散水部212から散布された散布水W240を滴状にして、散布水W240と外気E1(後述)との接触面積及び接触時間を長くして、冷却塔内部ラインL250及びその内部の循環液W210を効率的に冷却するために設けられる。
貯留部216は、散水部212から散布された散布水W240を貯留する。貯留部216は、塔本体211の下部に設けられる。後述するように、貯留部216に貯留された散布水W240は、塔本体211の内部を落下する過程において冷却される。貯留部216の底部には、散布水ラインL260及び排水ラインL230が接続されている。貯留部216に貯留された散布水W240は、散布水ラインL260を介して塔本体211の外部において循環する。貯留部216に貯留された散布水W240は、排水ラインL230を介して、排水W230として水処理システム200の系外へ排出される。
ルーバ218は、塔本体211の内部へ外気(エア)E1を導入するための通気孔であり、塔本体211の外部と内部とを連通する。ルーバ218を介して、塔本体211の外部の外気E1は、塔本体211の内部へ流入することができる。
上部開口部221は、塔本体211の上部に形成された開口部であり、塔本体211の内部に位置する外気E1を塔本体211の外部に排出するために設けられる。排出されたエアを「排気E2」ともいう。
ファン220は、上部開口部221に配置されている。ファン220の回転軸220aは、上下方向に延びるように配置されている。ファン220は、ルーバ218から塔本体211の内部へ外気E1を流入させると共に、塔本体211の内部に位置する外気E1を、上部開口部221を介して塔本体211の外部に排出させるように、気流を発生させる。
ファン駆動部222は、モータ等からなり、ファン220を回転駆動する。ファン駆動部222は、ファン220の上方に配置されており、ファン220の回転軸220aに連結されている。ファン駆動部222は、ファン220の回転駆動の開始又は停止、回転速度の調整(変速)等を行う。
冷却塔210には、循環液ラインL210、散布水ラインL260及び排水ラインL230の他に、補給水ラインL220(原水補給水ラインL222、軟化水補給水ラインL223)及びオーバーフローラインL240が接続されている。これらの各ラインを介して、冷却塔210に対して、散布水W240が導入又は排出されると共に、補給水W220が補給される。
被冷却装置231は、所要の循環液流路(図示せず)を有している。この循環液流路は、循環液導入部231aと循環液排出部231bとを有している。そして、循環液導入部231aには、循環液供給ラインL211の下流側の端部が接続されている。循環液排出部231bには、循環液回収ラインL212の上流側の端部が接続されている。このように、循環液流路は、循環液供給ラインL211、循環液回収ラインL212及び冷却塔内部ラインL250と共に、冷却塔210の塔本体211と被冷却装置231との間で循環液W210を循環させるための循環経路を形成している。
循環液供給ラインL211は、冷却塔210の冷却塔内部ラインL250と被冷却装置231とを接続する。循環液供給ラインL211は、冷却塔内部ラインL250に位置する循環液W210を被冷却装置231に供給することができる。
循環液供給ラインL211の途中には、循環液ポンプ232が接続されている。循環液ポンプ232は、循環液ラインL210(循環液供給ラインL211、循環液回収ラインL212)の上流側から下流側へ向けて、循環液W210を送り出すことができる。
循環液回収ラインL212は、被冷却装置231と冷却塔210の冷却塔内部ラインL250とを接続する。循環液回収ラインL212は、被冷却装置231において熱交換により加温された循環液W210を、冷却塔210の冷却塔内部ラインL250へ回収することができる。
散布水ラインL260は、貯留部216に貯留された散布水W240を冷却塔210から散布水ポンプ239へ供給する散布水供給ラインL261と、散布水ポンプ239と、散布水W240を散布水ポンプ239から冷却塔210の散水部212へ回収する散布水回収ラインL262と、を有する。散布水ラインL260は、散布水供給ラインL261及び散布水回収ラインL262を介して、冷却塔210の外部において散布水W240を循環させる。
散布水回収ラインL262の下流側は、散布水分岐部J241において複数のラインに分岐している。散布水ラインL260において、散布水分岐部J241よりも上流側のラインを「上流側散布水回収ラインL262a」ともいい、散布水分岐部J241よりも下流側の複数のラインを「下流側散布水回収ラインL262b」ともいう。複数の下流側散布水回収ラインL262bの下流側の端部は、それぞれ複数の散水部212に接続されている。
散布水ポンプ239は、散布水ラインL260の途中(散布水供給ラインL261と散布水回収ラインL262との間)に接続されている。散布水ポンプ239は、散布水ラインL260(散布水供給ラインL261、散布水回収ラインL262)の上流側から下流側へ向けて、散布水W240を送り出すことができる。
電気伝導率測定装置233は、散布水W240の電気伝導率を測定する装置である。電気伝導率測定装置233は、散布水ラインL260に接続されている。詳細には、散布水供給ラインL261には、測定接続部J242が設けられている。電気伝導率測定装置233は、測定ラインL263を介して、測定接続部J242において散布水供給ラインL261に接続されている。
散布水W240の濃縮度が高まると、腐食性イオン及びスケール発生因子の濃度が高くなる。これにより、散布水W240の電気伝導率が高くなる。そこで、水処理システム200においては、電気伝導率測定装置233により測定される電気伝導率が所定の閾値よりも高くなった場合には、散布水W240の濃縮度を低下させるため(電気伝導率を低下させるため)に、補給水W220(原水補給水W221)を冷却塔210の貯留部216へ補給し、貯留部216に貯留される散布水W240を希釈する。このようにして、散布水W240の電気伝導率に基づいて、散布水W240の濃縮度を管理する。
硬度測定装置234は、散布水W240の硬度を測定する装置である。硬度測定装置234は、散布水供給ラインL261に接続されている。詳細には、硬度測定装置234は、測定ラインL263を介して、測定接続部J242において散布水供給ラインL261に接続されている。硬度測定装置234の測定結果は、後述のシステム制御装置201の制御部202へ入力される。
洗浄剤供給部235は、貯留部216に洗浄剤を供給する装置である。洗浄剤は、おもに配管系等に発生したスケールの除去洗浄に用いられる薬品である。洗浄剤は、後述の第2運転モードにおいて、必要に応じて供給される。洗浄剤供給部235において洗浄剤を供給するタイミング及び供給する量は、後述するシステム制御装置201の制御部202により制御されている。
補給水ラインL220は、補給水W220を冷却塔210の貯留部216へ補給するラインである。補給水ラインL220は、源流側補給水ラインL221と、補給水分岐部J221と、原水補給水ラインL222と、軟化水補給水ラインL223と、を備える。
補給水分岐部J221は、源流側補給水ラインL221から原水補給水ラインL222と軟化水補給水ラインL223とが分岐する部位である。
源流側補給水ラインL221の上流側は、水道水や工業用水等の原水からなる補給水W220の供給源(図示せず)に接続されている。源流側補給水ラインL221の下流側は、補給水分岐部J221に接続されている。源流側補給水ラインL221には、補給水W220の供給源から供給される補給水W220が流通する。
源流側補給水ラインL221には、上流側から順に、補給水ポンプ241及び補給水バルブ242が接続されている。補給水ポンプ241は、補給水ラインL220(源流側補給水ラインL221、原水補給水ラインL222、軟化水補給水ラインL223)の上流側から下流側へ向けて、補給水W220を送り出すことができる。補給水バルブ242は、補給水分岐部J221と補給水ポンプ241との間において、源流側補給水ラインL221を開閉することができる。
原水補給水ラインL222は、原水補給水W221を冷却塔210の貯留部216へ供給するラインである。原水補給水ラインL222の上流側の端部は、補給水分岐部J221を介して、源流側補給水ラインL221に接続されている。
原水補給水ラインL222には、源流側補給水ラインL221及び補給水分岐部J221を介して、補給水W220が導入され、流通する。なお、原水補給水ラインL222を流通する補給水W220は、源流側補給水ラインL221を流通する補給水W220と同じであるが、説明の便宜上、源流側補給水ラインL221を流通する補給水W220を「原水補給水W221」ともいう。
原水補給水ラインL222の下流側の端部253は、冷却塔210の塔本体211に接続されており、貯留部216の上方に離間して位置する。これにより、原水補給水ラインL222を介して、原水補給水W221が貯留部216に補給される。また、原水補給水ラインL222には、上流側から順に、補助原水補給水バルブ251及び原水補給水バルブ252が接続されている。
補助原水補給水バルブ251は、通常、開放しているが、原水補給水バルブ252のメンテナンス時等に閉鎖して用いられる。
原水補給水バルブ252は、弁開度を調節可能な制御弁から構成されている。原水補給水バルブ252は、原水補給水ラインL222における補給水分岐部J221(補助原水補給水バルブ251)と原水補給水ラインL222の下流側の端部253との間において、原水補給水ラインL222を開閉することができる。本実施形態においては、補給水ポンプ241、原水補給水バルブ252等から「原水補給水ラインL222を介して、原水補給水W221を散水部212、貯留部216及び散布水ラインL260のうちのいずれか1つ以上へ向けて流通させる原水補給水流通手段」が構成されている。
軟化水補給水ラインL223は、軟化水補給水W222を冷却塔210の貯留部216へ供給するラインである。軟化水補給水ラインL223には、上流側から順に、軟水化装置243及び軟化水補給水バルブ244が接続されている。
軟化水補給水ラインL223の上流側の端部は、補給水分岐部J221を介して、源流側補給水ラインL221に接続されている。軟化水補給水ラインL223の下流側の端部は、冷却塔210の塔本体211に接続されている。補給水合流ラインL224の下流側の端部には、貯留部216に貯留される散布水W240の水位を管理するボールタップ式の給水栓245が設けられている。
給水栓245は、貯留部216に貯留される散布水W240の水位が低下すると、ボールタップが作動し、軟化水補給水ラインL223を流通する軟化水補給水W222が貯留部216に補給されるように構成されている。
軟水化装置243は、原水(硬水)からなる補給水W220を軟水化し、軟化水補給水W222を生成する(得る)装置である。軟水化装置243は、補給水W220に含まれる硬度成分、具体的には、カルシウムイオン及びマグネシウムイオンを低減し(除去し)、原水からなる補給水W220から軟化水補給水W222を生成する装置である。
軟化水補給水バルブ244は、弁開度を調節可能な制御弁から構成されている。軟化水補給水バルブ244は、軟化水補給水ラインL223の下流側の端部と軟水化装置243との間において、軟化水補給水ラインL223を開閉することができる。本実施形態においては、補給水ポンプ241、軟化水補給水バルブ244等から「軟化水補給水ラインL223を介して、軟化水補給水W222を散水部212、貯留部216及び散布水ラインL260のうちのいずれか1つ以上へ向けて流通させる軟化水補給水流通手段」が構成されている。
第3実施形態における排水ラインL230に関する構成は、第1実施形態における排水ラインL130に関する構成(図1参照)と同様である。そのため、第1実施形態における排水ラインL130に関する構成についての説明を援用して、第3実施形態における排水ラインL230に関する構成についての説明を省略する。
次に、図9を参照して、第3実施形態の水処理システム200の制御に係る機能について説明する。図9は、第3実施形態の水処理システム200の制御に係る機能ブロック図である。
システム制御装置201は、第3実施形態の水処理システム200における各部を制御する。図9に示すように、システム制御装置201は、例えば、補給水ポンプ241、散布水ポンプ239、軟化水補給水バルブ244、原水補給水バルブ252、排水バルブ261、ファン駆動部222に電気的に接続される。
また、システム制御装置201は、水処理システム200における各測定装置に電気的に接続され、各測定装置から測定情報を受信する。例えば、システム制御装置201は、電気伝導率測定装置233に電気的に接続され、電気伝導率測定装置233により測定された電気伝導率情報を受信する。また、システム制御装置201は、硬度測定装置234に電気的に接続され、硬度測定装置234により測定された硬度の情報を受信する。
システム制御装置201は、制御部202と、メモリ203と、を備える。制御部202は、濃縮度判定部281と、運転モード選択手段としての運転モード選択部282と、流量制御手段としての補給水制御部283と、を有する。
第3実施形態におけるシステム制御装置201の構成及び動作は、第1実施形態におけるシステム制御装置101の構成及び動作と同様である。ただし、第1実施形態では、循環水W110の硬度に基づいて補給水W120の供給経路を制御するのに対して、第3実施形態では、散布水W240の硬度に基づいて補給水W220の供給経路を制御する点が、両実施形態で異なる。この点を勘案した上で、第1実施形態におけるシステム制御装置101の構成及び動作についての説明を援用し、第3実施形態におけるシステム制御装置201の構成及び動作についての説明を省略する。
次に、図8及び図9を参照して、第3実施形態の水処理システム200の動作について説明する。
循環液ポンプ232が作動することにより、冷却塔210の冷却塔内部ラインL250に位置する循環液W210は、循環液ラインL210(循環液供給ラインL211、循環液回収ラインL212)の上流側から下流側へ向けて送り出される。
また、循環液W210は、循環液供給ラインL211を介して、被冷却装置231に供給される。循環液W210は、被冷却装置231の循環液導入部231aから前記循環液流路を通過して被冷却装置231を冷却し、循環液排出部231bから循環液回収ラインL212へ排出される。循環液回収ラインL212へ排出された循環液W210は、冷却塔210の冷却塔内部ラインL250へ導入される。このようにして、循環液W210は、循環液ラインL210、冷却塔内部ラインL250等を介して循環する。
また、散布水ポンプ239が作動することにより、冷却塔210の貯留部216に貯留される散布水W240は、散布水ラインL260(散布水供給ラインL261、散布水回収ラインL262)の上流側から下流側へ向けて送り出される。
散布水ラインL260へ送り出された散布水W240は、散水部212の上部水槽213へ導入される。上部水槽213へ導入された散布水W240は、散水口214から塔本体211の内部において冷却塔内部ラインL250の外側へ散布される。散布された散布水W240は、図8に破線で示すように、塔本体211の内部を落下して、貯留部216に受け止められる。このようにして、貯留部216に貯留される散布水W240は、散布水ラインL260、散水部212等を介して循環する。
また、冷却塔210において、システム制御装置201によりファン駆動部222を作動させ、ファン220を回転させる。これにより、ルーバ218を通じて塔本体211の内部へ外気E1が流入する。外気E1は、塔本体211の内部を通過し、排気E2として上部開口部221から塔本体211の外部へ排出される。
塔本体211の内部を落下する散布水W240は、塔本体211の内部へ流入する外気E1に触れて冷却される。このように冷却されて貯留部216へ戻る(落下する)散布水W240は、散布水ラインL260を介して再び冷却塔210の散水部212へ戻る。従って、貯留部216に貯留された散布水W240は、散布水ラインL260を循環して、冷却塔内部ラインL250及びその内部の循環液W210を冷却する冷却水として機能する。
第3実施形態における水処理システム200に関するその他の構成は、第1実施形態における水処理システム100に関する構成(制御に係る構成を含む)と同様である。ただし、第1実施形態では、循環水W110の硬度に基づいて補給水W120の供給経路を制御するのに対して、第3実施形態では、散布水W240の硬度に基づいて補給水W220の供給経路を制御する点が、両実施形態で異なる。この点を勘案した上で、第1実施形態における水処理システム100に関する構成についての説明を援用して、第3実施形態における水処理システム200に関する構成についての説明を省略する。
また、第3実施形態における水処理システム200において、補給水W220の硬度に基づいて運転モードを選択する動作は、第1実施形態における水処理システム100に関する動作(図3に示すフローチャートに基づく動作)と同様である。また、第3実施形態における水処理システム200において、運転モードに応じて補給水W220の供給経路を制御する動作は、第1実施形態における水処理システム100に関する動作(図4に示すフローチャートに基づく動作)と同様である。そのため、第1実施形態及における水処理システム100に関する動作についての説明を援用して、第3実施形態における水処理システム200に関する動作(フローチャートに基づく実施例)についての説明を省略する。
第3実施形態の水処理システム200によれば、例えば、次のような効果が奏される。
散布水W240の硬度を測定する硬度測定装置234と、硬度測定装置234により測定された散布水W240の硬度に基づいて、原水補給水W221を循環させる第1運転モード又は軟化水補給水W222を循環させる第2運転モードのいずれかを選択する運転モード選択部282と、運転モード選択部282により第1運転モードが選択された場合に、貯留部216へ原水補給水W221を流通させるように原水補給水流通手段(補給水ポンプ241、原水補給水バルブ252等)及び/又は軟化水補給水流通手段(補給水ポンプ241、軟化水補給水バルブ244等)を制御し、運転モード選択部282により第2運転モードが選択された場合に、貯留部216へ軟化水補給水W222を流通させるように前記原水補給水流通手段及び/又は前記軟化水補給水流通手段を制御する補給水制御部283と、を備える。
そのため、例えば、硬度測定装置234で測定された散布水W240の硬度が高くなり、運転モード選択部282で第2運転モードが選択されると、補給水制御部283により前記原水補給水流通手段及び/又は前記軟化水補給水流通手段が制御されて原水補給水W221の補給が停止すると共に、軟化水補給水W222の補給が開始される。これにより、散布水ラインL260を流通する散布水W240の硬度が低くなり、スケールの除去洗浄を行うことができる。
また、硬度測定装置234で測定された散布水W240の硬度が低くなり、運転モード選択部282で第1運転モードが選択されると、補給水制御部283により前記原水補給水流通手段及び/又は前記軟化水補給水流通手段が制御されて原水補給水W221の補給が開始されると共に、軟化水補給水W222の補給が停止する。これにより、散布水ラインL260を流通する散布水W240の硬度が高くなり、配管系等の腐食を抑制することができる。
また、第3実施形態の水処理システム200において、第2運転モードが選択された場合に、軟化水補給水W222を貯留部216へ補給すると共に、洗浄剤供給部235から洗浄剤を貯留部216へ供給するようにしてもよい。このように、軟化水補給水W222に洗浄剤を混合させることにより、スケールの除去洗浄の効果をより高めることができる。なお、軟化水補給水W222に洗浄剤を混合させない場合は、スケールの除去洗浄がより容易となり且つ無薬品によるスケールの除去洗浄を行うことができる。
従って、散布水W240が流通する散布水ラインL260において、スケールの除去洗浄及び配管系等の腐食の抑制をより確実に行うことができる。
また、本実施形態では、硬度測定装置234により測定された散布水W240の硬度に基づいて第1運転モード又は第2運転モードのいずれかを選択するようにしている。このため、原水補給水W221の硬度の変動に係わらず、スケールの除去洗浄及び配管系等の腐食の抑制を安定して行うことができる。
<第4実施形態>
次に、図10及び図11を参照して、本発明の第4実施形態の水処理システム200Aの概略について説明する。図10は、本発明の第4実施形態の水処理システム200Aを示す概略構成図である。図11は、第4実施形態の水処理システム200Aの制御に係る機能ブロック図である。
図10に示すように、第4実施形態における水処理システム200Aでは、第3実施形態(図8)に比して、硬度測定装置234を省略している。その他の構成は第3実施形態と同じである。
一方、図11に示すように、第4実施形態の水処理システム200Aは、タイムカウンタ部284を備える。タイムカウンタ部284は、散布水ポンプ239の駆動時間に基づいて、散布水W240の積算循環時間を計測する。また、メモリ203は、水処理システム200A制御に必要な各種機能を動作させる制御プログラム、電気伝導率測定装置233によって測定された電気伝導率、タイムカウンタ部284によって計測された積算循環時間、各種閾値、各種計算値等を記憶する。
第4実施形態の水処理システム200Aは、第3実施形態の水処理システム200に比して、運転モード選択部282が、タイムカウンタ部284により計測された散布水W240の積算循環時間に基づいて、第1運転モード又は第2運転モードのいずれかを選択するように構成されている点が異なる。
詳細には、本実施形態の運転モード選択部282は、タイムカウンタ部284により計測された散布水W240の積算循環時間が所定時間未満の場合には、第1運転モードを選択し、所定時間以上の場合には、第2運転モードを選択する。所定時間としては、通常の運転において、散布水W240として原水補給水W221を循環させた場合に、配管系等の腐食抑制効果を確保できる下限の時間(例えば、24時間)と、原水補給水W221に生じる硬度の変化の下限とを考慮した時間が設定される。
また、本実施形態の補給水制御部283は、運転モード選択部282により第1運転モードが選択された場合に、貯留部216へ原水補給水W221を流通させるように、前記原水補給水流通手段及び/又は前記軟化水補給水流通手段を制御する。また、運転モード選択部282により第2運転モードが選択された場合に、貯留部216へ軟化水補給水W222を流通させるように、前記原水補給水流通手段及び/又は前記軟化水補給水流通手段を制御する。
第4実施形態における水処理システム200Aに関するその他の構成は、第3実施形態における水処理システム200に関する構成(制御に係る構成を含む)と同様である。そのため、第3実施形態における水処理システム200に関する構成についての説明を援用して、第4実施形態における水処理システム200Aに関する構成についての説明を省略する。
また、第4実施形態における水処理システム200Aにおいて、散布水W240の積算循環時間に基づいて運転モードを選択する動作は、第2実施形態における水処理システム100Aに関する動作(図7に示すフローチャートに基づく動作)と同様である。また、第4実施形態における水処理システム200Aにおいて、運転モードに応じて補給水W220の供給経路を制御する動作は、第1実施形態における水処理システム100に関する動作(図4に示すフローチャートに基づく動作)と同様である。そのため、第2実施形態及における水処理システム100Aに関する動作、及び第1実施形態及における水処理システム100に関する動作についての説明を援用して、第4実施形態における水処理システム200Aに関する動作(フローチャートに基づく実施例)についての説明を省略する。
第4実施形態の水処理システム200Aによれば、例えば、次のような効果が奏される。
第4実施形態の水処理システム200Aは、散布水W240の積算循環時間を計測するタイムカウンタ部284と、タイムカウンタ部284により計測された散布水W240の積算循環時間に基づいて、原水補給水W221を循環させる第1運転モード又は軟化水補給水W222を循環させる第2運転モードのいずれかを選択する運転モード選択部282と、運転モード選択部282により第1運転モードが選択された場合に、貯留部216へ原水補給水W221を流通させるように原水補給水流通手段(補給水ポンプ241、原水補給水バルブ252等)及び/又は軟化水補給水流通手段(補給水ポンプ241、軟化水補給水バルブ244等)を制御し、運転モード選択部282により第2運転モードが選択された場合に、貯留部216へ軟化水補給水W222を流通させるように前記原水補給水流通手段及び/又は前記軟化水補給水流通手段を制御する補給水制御部283と、を備える。
そのため、例えば、タイムカウンタ部284で計測された散布水W240の積算循環時間が所定時間以上になり、運転モード選択部282で第2運転モードが選択されると、補給水制御部283により前記原水補給水流通手段及び/又は前記軟化水補給水流通手段が制御されて原水補給水W221の補給が停止すると共に、軟化水補給水W222の補給が開始される。これにより、散布水ラインL260を流通する散布水W240の硬度が低くなり、スケールの除去洗浄を行うことができる。
また、タイムカウンタ部284で計測された散布水W240の積算循環時間が所定時間未満であるために、運転モード選択部282で第1運転モードが選択されると、補給水制御部283により前記原水補給水流通手段及び/又は前記軟化水補給水流通手段が制御されて原水補給水W221の補給が開始されると共に、軟化水補給水W222の補給が停止する。これにより、散布水ラインL260を流通する散布水W240の硬度が高くなり、配管系等の腐食を抑制することができる。
また、第4実施形態の水処理システム200Aにおいて、第2運転モードが選択された場合に、軟化水補給水W222を貯留部216へ補給すると共に、洗浄剤供給部235から洗浄剤を貯留部216へ供給するようにしてもよい。このように、軟化水補給水W222に洗浄剤を混合させることにより、スケールの除去洗浄の効果をより高めることができる。なお、軟化水補給水W222に洗浄剤を混合させない場合は、スケールの除去洗浄がより容易となり且つ無薬品によるスケールの除去洗浄を行うことができる。
従って、散布水W240が流通する散布水ラインL260において、スケールの除去洗浄及び配管系等の腐食の抑制をより確実に行うことができる。
また、本実施形態では、タイムカウンタ部284で計測された散布水W240の積算循環時間に基づいて第1運転モード又は第2運転モードのいずれかを選択するようにしている。このため、原水補給水W221の硬度の変動に係わらず、スケールの除去洗浄及び配管系等の腐食の抑制を安定して行うことができる。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。なお、以下の説明において、カッコ内の符号は他の実施形態の同等部分を示している。
第1実施形態において、硬度測定装置134は、循環水W110の硬度を測定することができれば、循環水供給ラインL111に限らず、別の場所に接続されていてもよい。すなわち、硬度測定装置134は、循環水供給ラインL111のほか、循環水回収ラインL112、散水部112及び貯留部116のいずれかに接続されていればよい。
第3実施形態において、硬度測定装置234は、散布水W240の硬度を測定することができれば、散布水供給ラインL261に限らず、別の場所に接続されていてもよい。すなわち、硬度測定装置234は、散布水供給ラインL261のほか、散布水回収ラインL262、散水部212及び貯留部216のいずれかに接続されていればよい。
第1実施形態及び第2実施形態において、洗浄剤は、循環水W110に供給することができれば、貯留部116に限らず、別の場所から供給してもよい。すなわち、洗浄剤は、散水部112、循環水ラインL110、原水補給水ラインL122及び軟化水補給水ラインL123のいずれかにおいて供給されればよい。
第3実施形態及び第4実施形態において、洗浄剤は、散布水W240に供給することができれば、貯留部216に限らず、別の場所から供給してもよい。すなわち、洗浄剤は、散水部212、散布水ラインL260、原水補給水ラインL222及び軟化水補給水ラインL223のいずれかにおいて供給されればよい。
第1実施形態及び第2実施形態において、原水補給水ラインL122の下流側は、軟化水補給水バルブ144と給水栓145との間に接続されていてもよい。すなわち、原水補給水W121は、原水補給水ラインL122又は軟化水補給水ラインL123のいずれかにより冷却塔110へ供給されればよい。
第3実施形態及び第4実施形態において、原水補給水ラインL222の下流側は、軟化水補給水バルブ244と給水栓245との間に接続されていてもよい。すなわち、原水補給水W221は、原水補給水ラインL222又は軟化水補給水ラインL223のいずれかにより冷却塔210へ供給されればよい。
第1実施形態及び第2実施形態において、原水補給水ラインL122の下流側は、冷却塔110の散水部112に接続されていてもよいし、循環水ラインL110に接続されていてもよい。すなわち、原水補給水W121は、貯留部116、散水部112及び循環水ラインL110のうちのいずれか1つ以上へ補給されればよい。また、軟化水補給水ラインL123の下流側は、冷却塔110の散水部112に接続されていてもよいし、循環水ラインL110に接続されていてもよい。すなわち、軟化水補給水W122は、貯留部116、散水部112及び循環水ラインL110のうちのいずれか1つ以上へ補給されればよい。
第3実施形態及び第4実施形態において、原水補給水ラインL222の下流側は、冷却塔210の散水部212に接続されていてもよいし、散布水ラインL260に接続されていてもよい。すなわち、原水補給水W221は、貯留部216、散水部212及び散布水ラインL260のうちのいずれか1つ以上へ補給されればよい。また、軟化水補給水ラインL223の下流側は、冷却塔210の散水部212に接続されていてもよいし、散布水ラインL260に接続されていてもよい。すなわち、軟化水補給水W222は、貯留部216、散水部212及び散布水ラインL260のうちのいずれか1つ以上へ補給されればよい。
第1実施形態及び第2実施形態において、第1運転モードは、原水補給水W121を循環させるだけでなく、原水補給水W121に若干の軟化水補給水W122を混合させた補給水を循環させてもよい。すなわち、第1運転モードでは、「主として原水補給水W121を」循環水W110として循環水ラインL110に循環させればよく、必ずしも原水補給水W121を100%として循環させなくてもよい。例えば、原水補給水W121を90%以上とし、残りを軟化水補給水W122としてもよい。
第3実施形態及び第4実施形態において、第1運転モードは、原水補給水W221を循環させるだけでなく、原水補給水W221に若干の軟化水補給水W222を混合させた散布水を循環させてもよい。すなわち、第1運転モードでは、「主として原水補給水W221を」散布水W240として散布水ラインL260に循環させればよく、必ずしも原水補給水W221を100%として循環させなくてもよい。例えば、原水補給水W221を90%以上とし、残りを軟化水補給水W222としてもよい。
第1実施形態及び第2実施形態において、第2運転モードは、軟化水補給水W122を循環させるだけでなく、軟化水補給水W122に若干の原水補給水W121を混合させた補給水を循環させてもよい。すなわち、第2運転モードでは、「実質的に軟化水補給水W122のみを」循環水W110として循環水ラインL110に循環させればよく、必ずしも軟化水補給水W122を100%として循環させなくてもよい。例えば、軟化水補給水W122を90%以上とし、残りを原水補給水W121としてもよい。
第3実施形態及び第4実施形態において、第2運転モードは、軟化水補給水W222を循環させるだけでなく、軟化水補給水W222に若干の原水補給水W221を混合させた散布水を循環させてもよい。すなわち、第2運転モードでは、「実質的に軟化水補給水W222のみを」散布水W240として散布水ラインL260に循環させればよく、必ずしも軟化水補給水W222を100%として循環させなくてもよい。例えば、軟化水補給水W222を90%以上とし、残りを原水補給水W221としてもよい。
第1実施形態及び第2実施形態においては、濃縮度判定部181により循環水W110が濃縮していると判定された場合に、貯留部116へ補給水W120として原水補給水W121を補給するようにしている。これに限らず、補給水W120として、原水補給水W121と、若干の軟化水補給水W122とを補給するようにしてもよい。すなわち、原水補給水バルブ152を開いて原水補給水W121を補給すると共に、軟化水補給水バルブ144を少し開いて軟化水補給水W122を若干量だけ補給するようにしてもよい。
第3実施形態及び第4実施形態においては、濃縮度判定部281により散布水W240が濃縮していると判定された場合に、貯留部216へ補給水W220として原水補給水W221を補給するようにしている。これに限らず、補給水W220として、原水補給水W221と、若干の軟化水補給水W222とを補給するようにしてもよい。すなわち、原水補給水バルブ252を開いて原水補給水W221を補給すると共に、軟化水補給水バルブ244を少し開いて軟化水補給水W222を若干量だけ補給するようにしてもよい。
第2実施形態において、循環水W110の積算流量に基づいて運転モードを選択するようにしてもよい。積算流量は、循環水ポンプ132から供給される循環水W110の単位時間当たりの流量と、タイムカウンタ部184で計測された積算循環時間とから算出することができる。同様に、第4実施形態において、散布水W240の積算流量に基づいて運転モードを選択するようにしてもよい。積算流量は、散布水ポンプ239から供給される散布水W240の単位時間当たりの流量と、タイムカウンタ部284で計測された積算循環時間とから算出することができる。
第1実施形態〜第4実施形態において、例えば、24時間毎、1ヶ月毎、及び半年毎というように、特定の期間が経過した時点で手動によりシステム制御装置101(201)を操作して、運転モードを切り替えるようにしてもよい(第1運転モード→第2運転モード、又は第2運転モード→第1運転モード)。また、冷却塔110(210)の運転を停止する期間(例えば、夜間、冬場等)に、手動によりシステム制御装置101(201)を操作して、運転モードを第1運転モードから第2運転モードに切り替えるようにしてもよい。この場合、冷却塔110(210)の運転を行う期間(例えば、昼間、春〜秋等)では、運転モードを第2運転モードから第1運転モードに切り替える。
また、第1実施形態〜第4実施形態において、被冷却装置131(231)を熱交換機とした場合は、熱交換器の熱交換効率が低下した時点で運転モードを第1運転モードから第2運転モードに切り替えるようにしてもよい。この場合は、循環水W110(循環液W210)の硬度が所定の閾値よりも低くなったとき、又は積算循環時間が所定時間を経過したときに、運転モードを第2運転モードから第1運転モードに切り替える。
第1実施形態〜第4実施形態において、第2運転モードが選択された場合に、循環水W110(散布水W240)の循環を継続しながら補給水W120(W220)の供給経路を制御してもよい。この場合は、循環水W110(散布水W240)として流通する原水補給水W121(W221)に、徐々に軟化水補給水W122(W222)が混合する。この後、ほぼすべての循環水W110(散布水W240)が軟化水補給水W122(W222)に入れ替わる。或いは、水処理システムの運転を止めて、循環水ラインL110(散布水ラインL260)から循環水W110(散布水W240)を排出してから、軟化水補給水W122(W222)を貯留部116(216)へ補給するようにしてもよい。この場合は、ほぼすべての循環水W110(散布水W240)を軟化水補給水W122(W222)に入れ替えてから、第2運転モードでの運転を開始する。