(57)【要約】      （修正有）【課題】運転コストが削減できる冷却システムの運転方法の提供。【解決手段】開放式冷却塔１と冷凍機２を備えた冷却システムの運転方法であって、前記冷却システムが、前記開放式冷却塔と前記冷凍機の間で、前記開放式冷却塔から、冷却水の送水ライン１１、冷凍機、冷却水の返送ライン１２を通り、前記冷却塔に戻る冷却水の循環ラインを有しており、さらに前記開放式冷却塔が、冷却水の補給水ライン１６と冷却水の排水ライン１３を有しているものであり、前記冷却システムの運転方法が、冷却水の循環運転を継続するとき、前記冷却水の循環ライン内に蓄積したスケールを前記冷却水の排水ラインから冷却水の一部と共に排水し、前記排水により減少した冷却水を前記冷却水の補給水ラインから補給する運転方法であり、前記補給水ラインから補給する補給水として、電気伝導度が１００μＳ／ｃｍ以下の水を使用する、冷却システムの運転方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開放式冷却塔と冷凍機を備えた冷却システムの運転方法であって、
前記冷却システムが、
前記開放式冷却塔と前記冷凍機の間で、前記開放式冷却塔から、冷却水の送水ライン、冷凍機、冷却水の返送ラインを通り、前記冷却塔に戻る冷却水の循環ラインを有しており、
さらに前記開放式冷却塔が、冷却水の補給水ラインと冷却水の排水ラインを有しているものであり、
前記冷却システムの運転方法が、
前記冷却水循環ラインに冷却水を循環させる冷却水の循環運転を継続するとき、
前記冷却水の循環ライン内に蓄積したスケールを前記冷却水の排水ラインから冷却水の一部と共に排水し、前記排水により減少した冷却水を前記冷却水の補給ラインから補給する運転方法であり、
前記補給ラインから補給する補給水として、電気伝導度が１００μＳ／ｃｍ以下の水を使用する、冷却システムの運転方法。
【請求項２】
前記冷却水の循環ラインを循環する冷却水の電気伝導度が１０００μＳ／ｃｍ以上になったときに冷却水の循環運転を停止して、排水ラインから冷却水の一部を排水し、前記補給水ラインから逆浸浸透膜装置で処理した処理水を含む電気伝導度が１００μＳ／ｃｍ以下の水を補給する、請求項１記載の冷却システムの運転方法。
【請求項３】
前記補給水が、逆浸浸透膜装置で処理した処理水、または逆浸浸透膜装置で処理した処理水と地下水もしくは水道水の混合水である、請求項１または２記載の冷却システムの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却塔と冷凍機を備えた冷却システムの運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷却塔（クーリングタワー）は、建物内の空調設備などとして使用されている冷凍機の冷却水を冷却するために使用されている。
冷却塔と冷凍機は、冷凍機にて室内空気を冷却することで加温された冷却水を冷却塔に戻して冷却塔で冷却した後、冷凍機に送る循環ラインを利用した循環運転を実施している
【０００３】
冷却塔には開放式と密閉式がある。
開放式の冷却塔は、ファンを使用して円筒形の充填材の外側から内側に空気を通しながら、並行して充填材の上方に設置された上部水槽から冷却水を散水して、冷却水と外気を直接接触させることで冷却水を冷却するものである。冷却後の冷却水は、充填材の下方に設置された下部水槽に集めて循環使用される。
この冷却過程において、散水した冷却水の一部が蒸発したり、飛散したりするため、循環運転を継続すると、循環ラインの冷却水中のスケール成分濃度が高くなり、さらに継続すると循環ラインが詰まるおそれもある。
このため、通常は蒸発飛散した冷却水と同量の水を補給すると共に、循環ライン内の冷却水の一部を排水した後、新鮮な補給水（水道水）を補給している。
【０００４】
特許文献１、２には、上記循環ライン中に逆浸透膜装置を配置して循環水を処理することで、スケール成分濃度の上昇を抑制する発明が記載されている。
特許文献３〜５には、逆浸透膜などを使用して上記循環ラインから排水された水を処理し、再利用する発明が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−９５４９３号公報
【特許文献２】特開平４−２５０８８０号公報
【特許文献３】特開２００２−１８４３７号公報
【特許文献４】特開２００２−３１０５９５号公報
【特許文献５】特開２００３−１２５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、冷却水の排水量と補給水の補給量を減少させ、運転コストを低減させることができる、冷却塔と冷凍機を備えた冷却システムの運転方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、開放式冷却塔と冷凍機を備えた冷却システムの運転方法であって、
前記冷却システムが、
前記開放式冷却塔と前記冷凍機の間で、前記開放式冷却塔から、冷却水の送水ライン、冷凍機、冷却水の返送ラインを通り、前記冷却塔に戻る冷却水の循環ラインを有しており、
さらに前記開放式冷却塔が、冷却水の補給水ラインと冷却水の排水ラインを有しているものであり、
前記冷却システムの運転方法が、
前記冷却水循環ラインに冷却水を循環させる冷却水の循環運転を継続するとき、
前記冷却水の循環ライン内に蓄積したスケールを前記冷却水の排水ラインから冷却水の一部と共に排水し、前記排水により減少した冷却水を前記冷却水の補給ラインから補給する運転方法であり、
前記補給ラインから補給する補給水のとして、電気伝導度が１００μＳ／ｃｍ以下の水を使用する、冷却システムの運転方法を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の処理システムの運転方法によれば、循環ライン内の循環水の電気伝導度を低いレベルで維持することができるようになる。
このため、冷却水の排水量を大きく削減することができ、冷却水の補給水として水道水を使用した場合と比べると、上水道料金と下水道料金を合わせた大きな運転コストの低減効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の冷却システムの運転方法を実施するための冷却システムの処理フロー図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜冷却システム＞
図１に示す冷却システムでは、冷却塔１、冷凍機２、中水槽３、受水槽４、逆浸透膜装置（ＲＯ装置）５、補給水槽６の設置場所は特に制限されるものではない。
冷却塔１と冷凍機２は、冷却塔１から冷凍機２に向かって流れる、ポンプ２１が配置された冷却水ライン１１で接続されている。
冷却塔１は、特許文献１〜５にも記載されている公知のものであり、冷凍機２から戻された加温された冷却水を外気と熱交換する開放型のものである。
冷却塔１は、中水槽３と接続された排水ライン１３を有している。排水ライン１３には開閉バルブを配置することができる。
冷凍機２は特に制限されるものではなく、蒸気圧縮冷凍機、吸収式冷凍機、吸着式冷凍機などを挙げることができる。
【００１１】
冷凍機２と冷却塔１は、冷凍機２から冷却塔１に向かって流れる冷却水の返送ライン１２で接続されている。
冷却塔１から、冷却水ライン１１、冷凍機２および冷却水の返送ライン１２を通り、冷却塔１に戻る冷却水の循環ラインが形成されている。
冷却水循環ラインには、図示していない電気伝導度を測定するための採水ラインが接続されており、さらに前記採水ラインには電気伝導度の測定器が接続されており、電気伝導度が自動計測できるようになっていてもよい。
【００１２】
受水槽４には、水道水や地下水を貯水する。
受水槽４と逆浸透膜装置（ＲＯ装置）５は、ＲＯ装置ポンプ２２が配置された送水ライン１４で接続されている。
ＲＯ装置５は、例えば、ダイセン・メンブレン・システムズ株式会社より販売されている、装置型式ＶＣＲ４０シリーズ、ＶＣＲ８０シリーズ、ＮＥＲ４０シリーズ、ＮＥＲ８０シリーズ、ＳＨＲシリーズなどを用いることができる。
【００１３】
ＲＯ装置５の透過水出口５ａと補給水槽６は、ＲＯ装置処理水（ＲＯ水）の送水ライン１５で接続されている。
ＲＯ装置５の濃縮水出口５ｂは、濃縮水ライン１８により中水槽３に接続されているか、または図示するように濃縮水ライン１８が排水ライン１５に接続されていてもよい。
なお、運転開始時、または必要に応じて冷却塔１に冷却用の水（水道水、地下水）を供給できるようにするため、ＲＯ装置５を介さずに受水槽４と補給水槽６を接続するライン１９とポンプ２３を設けることができる。
【００１４】
補給水槽６と冷却塔１は、冷却水の補給水ライン１６で接続されている。冷却水の補給水ライン１６には、スケール防止剤が入った容器７からスケール防止剤を添加するためのライン１７が接続されていてもよい。
スケール防止剤は公知のものを使用することができ、例えば、ホスホン酸系、ポリリン酸系、ポリアクリル酸系、ポリアクリルアミド系などのスケール防止剤を使用することができる。
【００１５】
＜冷却システムの運転方法＞
冷凍機２の運転を開始し、冷却塔１から冷却水を冷却水ライン１１で送る。
冷却水ライン１１で送られた冷却水は、冷凍機２での熱交換により加温された後、戻りライン１２で冷却塔１に戻されて再度冷却された後、再び冷却水ライン１１から冷凍機２に送られる。
冷却システムの運転中は、このような冷却水循環ラインを利用した循環運転が継続して実施される。
【００１６】
冷却塔１において水を冷却するときには、戻ってきた加温された冷却水と外気を熱交換させることで冷却する。この際、冷却水の一部が、蒸発・飛散する。
このため、冷却システムの循環運転を継続すると、シリカ、マグネシウム、カルシウムなどのスケール成分濃度が次第に高くなってくる。
このときのスケール成分濃度を電気伝導度で評価することで、電気伝導度が所定値になったとき、運転を継続したまま、またはポンプ２１を停止して循環ラインの循環運転を停止して、排水ライン１３から循環ライン内の冷却水の一部を中水槽３に排水する。中水槽３内の排水は、そのまま中水として再利用することができる。
【００１７】
本発明では、冷却水循環ラインを循環する冷却水の電気伝導度が好ましくは１０００μＳ／ｃｍ以上、より好ましくは１２００μＳ／ｃｍ以上になったときに、循環ライン内のスケール成分を冷却水の一部と共に排水ライン１３から中水槽３に排水する。
その後、補給水槽６内の水を補給水ライン１６から冷却塔１に補給する。
このとき、補給水槽６内の水は、電気伝導度が１００μＳ／ｃｍ以下であり、好ましくは電気伝導度が８０μＳ／ｃｍ以下、より好ましくは電気伝導度が７０μＳ／ｃｍ以下であり、Ｃａイオン、Ｍｇイオン、Ｎａイオン、Ｃｌイオン、イオン状シリカなどの濃度の低いものが好ましい。
補給水槽６内の水は、前記した電気伝導度になるようにした、ＲＯ装置５で製造されたＲＯ水、ＲＯ水と地下水または水道水を混合した混合水を使用することができる。
ＲＯ装置５で製造されたＲＯ水を使用するときは、受水槽４から送水ライン１４により地下水または水道水をＲＯ装置５供給してＲＯ水を製造し、補給水槽６に送って貯水しておいたものを使用する。
ＲＯ水と地下水または水道水を混合した混合水を使用するときは、前記と同様にして補給水槽６にＲＯ水を送ると共に、受水槽４から送水ライン１９により地下水または水道水を補給水槽６に送って貯水しておいたものを使用する。
【００１８】
冷却システムの運転条件の一実施形態は、次のとおりである。
循環ラインの循環水量が２５０ｍ3／Ｈであるとき、排水ライン１３からの排水量（年間平均排水量）は、循環水量の約０．４容量％の約１ｍ3／Ｈであり、蒸発・飛散量は約２．１ｍ3／Ｈである。このため、これらの合計の約３．１ｍ3／Ｈと同量程度の補給水を補給する。
このように循環水量の一部を電気伝導度の低い水で置換することで、循環ライン内の電気伝導度を低いレベルで維持することができるようになる。
【実施例】
【００１９】
実施例１
図１に示す処理システムの運転を実施した。
受水層４には、電気伝導度が１９０μＳ／ｃｍの水道水を常時貯水した。
ＲＯ装置５によりＲＯ水（電気伝導度は約４０μＳ／ｃｍ）を製造し、補給水槽６内に貯水しておいた。
ポンプ２１を駆動させて、冷却塔１と熱交換器２の間の循環ラインで循環水量２５０ｍ3／Ｈで循環運転した。
冷却水として、最初は受水槽４と同じ水道水を使用し、補給水としてＲＯ装置５の造水能力分のＲＯ水を使用し、不足分を補うため全体の２割程度は水道水を混合して使用した。
ＲＯ水と水道水を混合した補給水の電気伝導度は、約６７μＳ／ｃｍであった。
運転中に、蒸発飛散による減少水量は補給水槽６の貯水から補給した。
【００２０】
定期的に循環ラインに接続した採水ラインから採水して、電気伝導度を測定し、循環ライン内の冷却水の電気伝導度が１２００μＳ／ｃｍを超えたとき、ポンプ２１を停止して循環運転を一時的に停止した。
【００２１】
その後、排水ライン１３から循環ライン内の冷却水の一部を中水槽３に排水した。排水量は、補給水槽６の貯水量と同程度とした。
排水後、排水量と同量程度の補給水（電気伝導度６７μＳ／ｃｍ）を補給水ライン１６から冷却塔１に補給して、循環運転を再開した。
このような運転サイクルで１年の継続運転を実施した。
その結果、運転期間中の平均排水量は７．４ｍ3／dayであった。
【００２２】
比較例１
補給水として、水道水（電気伝導度約１９０μＳ／ｃｍ）を使用したほかは、実施例１と同様にして１年の循環運転を実施した。
その結果、運転期間中の平均排水量は２３．２ｍ3／dayであった。
【００２３】
実施例１と比較例１の対比から、実施例１の運転方法を実施することによって、平均排水量を大きく削減することができた。このため、金電気料金および下水道料金の両方を節約することができ、これはＲＯ装置の運転に使用する電気料金を差し引いても、大きな運転コストの節約となった。
また運転時にスケール防止剤を添加する場合であっても、実施例１は比較例１よりも添加量を大きく減量することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明の冷却塔と冷凍機を備えた冷却システムの運転方法は、冷却塔を使用した比較的大規模の冷却システムに使用することができる。
【符号の説明】
【００２５】
１  冷却塔
２  冷凍機
３  中水槽
４  受水槽
５  ＲＯ装置
６  補給水槽
【図１】
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