冷却塔のカルシウムスケールとは?その原因と対策方法を解説

冷却塔(クーリングタワー)は、いったん温まってしまった冷却水を冷やすことで再び使用できるようにする装置で、空調や冷凍機を使う際には大切な存在です。
しかし、汚れなども溜まりやすく、カルシウムスケールの被害で悩まされてしまいます。

本記事では、カルシウムスケールが発生する原因や、起きてしまう被害、そのためにはどう対策をしたらいいのかを解説していきます。

冷却塔(クーリングタワー)とカルシウムスケールとは

詳しい冷却塔(クーリングタワー)の役割や、カルシウムスケールがどんなものかわからない方もいるかもしれません。
はじめに冷却塔(クーリングタワー)はどのようなものか、カルシウムスケールは何かを詳しく見ていきましょう。

冷却塔(クーリングタワー)とは

冷却塔は別の名を『クーリングタワー』といい、商業施設やオフィスビルの屋上などに設置されています。
空調設備で使用されることが多く、食材などを凍らせてる冷凍機でも冷却塔(クーリングタワー)は使われています。

冷凍機などの主機では冷水を冷やす働きをしますが、熱交換により冷却水が温められてしまいます。
温められた冷却水は効率よく機能できないため、冷却塔(クーリングタワー)で冷却水の温度を下げる必要があるのです。

冷却塔(クーリングタワー)では外気と水を触れさせ、水が蒸発する際に周りの熱を奪う気化熱の原理で冷却水を冷やしています。

カルシウムスケールとは

冷却塔(クーリングタワー)は開放型と密閉型に分かれます。特に開放型では外気と触れ合うため、余計な汚れや菌も一緒に入り込みます。

短時間その水を使用しているのであれば菌も大きく増えませんが、何回も水を再利用して使用するため、不衛生になりやすくなります。

さらに水を循環させる際に、開放型では一部の冷却水が蒸発してなくなってしまうため、最初の冷却水よりも高度成分が濃くなってしまうのです。
ちょうどいい濃度のときにはカルシウムスケールが発生していなくても、何回も循環しているうちに、目に見えて汚れます。

カルシウムスケールのほかに、シリカなどさまざまなものがスケール化してしまうことがあり、そのままにしてしまうと、冷却塔(クーリングタワー)の効率が悪くなってしまいます。
さまざまなスケール類は硬くなる傾向があり、水にもあまり溶けません。
自分たちでどうにかしたいと思い汚れを落とそうとしても、ほとんど落ちません。

冷却塔(クーリングタワー)の水を見たときに白い付着物が付いていたり、普段より水の流れが悪かったりする場合は、スケールが発生しているかもしれないと思っていたほうがいいでしょう。

硬くこびりつきストレーナや配管の中が詰まる場合、上手に熱交換ができず、正常に作動しない場合もあります。

冷却塔(クーリングタワー)は汚れやすい

カルシウムスケールをはじめ、冷却塔(クーリングタワー)の中は汚れやすいということを覚えておいたほうがいいでしょう。
水を利用していることから、そこまで汚れを気にしない方もいるかもしれません。

しかし、冷却塔(クーリングタワー)の中でも、特に開放型は直接外気と触れ合うため微生物や空気中の汚れなどが入ってきてしまいます。

温度によっては菌が繁殖しやすい環境となり、一気に藻や微生物が増えるケースもあります。

カルシウムスケールなどのスケール類も強固な汚れとなってこびりつきますが、微生物も固体表面に付着しやすいため、気を付けなければなりません。

冷却塔(クーリングタワー)の中にカルシウムスケールができてしまう原因

決まった量であれば、水の中にカルシウムなどの成分も溶け込んでしまうため、強固な汚れとなって発生するわけではありません。

しかし、何回も循環し一部の冷却水を蒸発させ使用していると、カルシウムの濃度も濃くなってしまいます。
薄いときにはそこまで気にならなかったものが、濃くなってしまうことで溶けきれず、沈殿してしまうのです。

特に開放型の冷却塔では、常に蒸発が行われてしまうため冷却水量が減少し、いつの間にか濃度が濃くなりすぎてカルシウムスケールとなってしまうことがあります。

カルシウムは二酸化炭素と結びつきやすいという特徴もあり、炭酸カルシウムになると水に溶けにくくなってしまい、これらが結晶化しくっついてしまいます。
機器の大切なところにこびりつき、性能が低下する原因になってしまいます。

カルシウムスケールにより発生しうる被害

カルシウムスケールは、増えて汚れが取れなくなると、熱交換がうまくできなくなってしまいます。
それまで冷却塔(クーリングタワー)が効率よく動く温度に調節できていても、カルシウムスケールがくっついてしまうと、普段よりも動きが悪くなってきたように感じるでしょう。

特に配管が詰まって本来出てくるはずの冷却水が出てこない場合は、カルシウムスケールが影響している可能性が高いです。

熱が上手に移動しなくなると、熱伝導も悪くなってしまい、エネルギーも普段以上に使用しなければいけなくなります。

エネルギーを多く使うため地球環境にも良くないですし、コストも高くなってしまいます。
付着しているものが多ければ、それに比例して熱交換がうまくいかなくなるため、気がついたら早めに解決するようにしましょう。

カルシウムスケールを抑える2つの対策

少しでもカルシウムスケールを増やさないようにすることが大切です。
どんな対策ができるのかチェックしておきましょう。

対策1.薬剤を使用する方法

ブロー装置と薬液注入装置の併用が効果的です。定期的な薬注タンクへの薬品投入が必要ですが、効果を維持することができます。

タイマー制御などを上手に利用することで、薬剤費も抑えることが可能です。
現在の薬剤は環境に配慮した成分になっているため、安心して使用することができます。

ケースに応じた最適な商品について、詳しくはメーカーにお問合せください。

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対策2.軟水器やろ過器で対策

軟水器やろ過器は、カルシウムスケールをはじめ、ほかにもスケールとして発生しやすい成分を完全に取り除くことができるため、きれいな冷却水を使えます。

これまで悩みとなっていたスケールが発生しない分楽にはなりますが、対策の中でも特に高いコストがかかるため、費用を抑えたい方には不向きかもしれません。

定期的に交換しなければならないため、忘れないようにする必要もあります。

まとめ

冷却塔(クーリングタワー)は水を循環させ、補給を行いながら効率よく運転しています。

開放型の冷却水は一部を蒸発させ冷やすため、カルシウムなどの濃度が高くなり、カルシウムスケールとなってしまいます。
こびりつくと落ちにくく、さらには熱交換も上手にできなくなり、エネルギーコストも高くなってしまいます。

今回ご紹介した対策を踏まえて、カルシウムスケールを防止しましょう。

カルシウムスケールの対策なら空研工業

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