冷却塔でスケールが発生する原因とは?被害に遭わないための対策法

冷却塔(クーリングタワー)を使用していると、藻やスライムが発生することがあります。

しかし、それ以外にもスケールがはびこっていることも少なくありません。
スケールとは、水に含まれるカルシウムやマグネシウムなどが付着し、堆積したものです。

水に含まれる鉱物が堆積したものですので、定期清掃で予防できる可能性があります。
しかし、逆に放置していれば金属の腐食の原因にもなり、冷却塔(クーリングタワー)の動作停止を引き起こします。

冷却塔(クーリングタワー)を長期的にしようするには、スケールの原因を把握したうえで対策する必要があります。
冷却塔(クーリングタワー)管理での「基本」を徹底する重要性を考えるきっかけにしてください。

本記事では、スケール被害を予防するための原因と対策をまとめます。

冷却塔のスケール予防メンテナンスなら空研工業

冷却塔(クーリングタワー)のスケールとは

冷却塔(クーリングタワー)では、稼働時間が長時間になるとスケールが発生する可能性があります。

スケールとは、カルシウムやマグネシウムが堆積したものです。
カルシウムやマグネシウムなどの「ミネラル」は、水に含まれているため、対策を講じなければスケールを除去することはできません。

冷却塔(クーリングタワー)内だけでなく、熱交換器銅管やポンプに付着していることもあり、発見が遅れれば被害が大きくなる可能性も考えられるでしょう。
冷却塔(クーリングタワー)を使用する限り、スケール除去は必須作業です。

スケールを生成するミネラルは、水に含まれていることが多いですが、具体的には以下のようなものです。

  • カルシウム
  • マグネシウム
  • シリカ
  • 鉄さび

どれも水に本来含まれていてもおかしくないものですので、冷却塔(クーリングタワー)を使用する限りスケールによる障害は付き物と言えます。
しかし、スケール障害は冷却塔(クーリングタワー)の機能を著しく低下させるため、対策が必要でしょう。

本記事では、スケールが発生する原因と被害をお伝えし、具体的に効果が期待できる対策を紹介します。

冷却塔(クーリングタワー)のスケール3つの原因

冷却塔(クーリングタワー)に発生する「スケール」は、水に含まれる成分などが堆積してできるものです。
水自体に含まれるミネラルが原因であることが多いですが、水に関連して以下の原因が考えられます。

  1. 自然に堆積したミネラルによるもの
  2. 水の濃縮によるミネラルの堆積
  3. 清掃不備

原因を除去できれば、具体的な対策に繋がるため、上記3点を詳しく解説していきましょう。

原因1.自然に堆積したミネラルによるもの

水は自然と蒸発していきます。
自然蒸発により水分が失われると、含まれているカルシウムやマグネシウムが蓄積することがあります。
これらの成分が冷却塔(クーリングタワー)内部に付着すると、スケールが発生します。

例えば、一般家庭でも食塩水を放置していると水分だけが無くなり、塩の塊が現れることがあるでしょう。
塩の塊を放置しておけば、鍋についてしまい取れなくなることもあります、

スケールは、冷却塔(クーリングタワー)内で食塩のような塊ができていると考えればわかりやすいかと思います。
カルシウムやマグネシウム、シリカなどが塊になって冷却塔(クーリングタワー)内の銅管などに付いています。

原因2.水の濃縮によるミネラルの堆積

冷却塔(クーリングタワー)では、冷却水の温度を下げるため、気化熱の原理を利用しています。
この方法では、水を蒸発させているので、徐々に水分は失われます。

結果的に「水の濃縮」と呼ばれる現象が起きます。
水の濃縮とは、上記の方法で冷却水を冷やす際に水分だけがなくなり、ミネラルが蓄積していく状態のことです。
蓄積するのはカルシウムやマグネシウム、シリカなどですのでスケールに変化しやすくなります。

特にカルシウムは、強固な塊になりやすいといわれており、金属に付着すると取れにくい性質があります。
白い塊に見えるのが特徴で、スケールがカルシウムの塊であるのは見た目から判断できる場合も多いのではないでしょうか。

原因3.清掃不備によるもの

冷却塔(クーリングタワー)は定期的に清掃する方が良いとされています。
しかし、実際は定期検査を怠ってしまう方も一定数いらっしゃるかと思います。

冷却塔(クーリングタワー)の清掃が定期的に行われていない場合や、清掃していても適切に処置できていない場合、スケールが発生する可能性が高まります。

前述の通り、スケールの原因は水に含まれるミネラル分であることが多く、放置するだけでもスケールは発生し、清掃しないことで蓄積し続けています。
そのため、既にあるスケールの上に、スケールが積み重なるように分厚い状態へ変化します。

いつまでも放置し続ければ、蓄積したスケールを除去するだけでも大きな費用が必要になることがあるので、注意しておきましょう。

発生しうる3つの被害

スケールが発生し続けると、多くの被害を引き起こす可能性があります。特に報告される被害として、3点を紹介します。
具体的に以下のものが挙げられます。

  1. 冷却塔(クーリングタワー)の動作不良
  2. 消費電力量の増加
  3. 金属の腐敗

場合によっては、大きなコストになる場合もある被害が多く、企業にダメージを与えます。
それぞれの内容について、以下で紹介します。

被害1.冷却塔(クーリングタワー)の機能低下

スケール障害を代表する被害では「冷却塔(クーリングタワー)の機能低下」が挙げられます。
冷却塔(クーリングタワー)内に付着したスケールが原因で、冷却水の循環水量が減ってしまうなど、運転コストに影響を与えやすくなります。

スケールが金属等に付着した時点では、冷却塔(クーリングタワー)の動作が著しく悪くなることが少ないため、気づきにくいのが特徴でしょう。
しかし、蓄積したスケールが多くなると、冷却塔(クーリングタワー)からの循環水量が少なくなり、余計なエネルギーを使う原因になります。

予想以上に冷却塔(クーリングタワー)に負荷をかけてしまうことにより、空調設備システムの動作を停止してしまうことも考えられるでしょう。
スケールによる冷却塔(クーリングタワー)の機能低下は、清掃などを徹底すれば改善されることも多いため、定期的に点検することをおすすめします。

被害2.消費電力量の増加

冷却塔(クーリングタワー)の機能低下に関連し「消費電力量の増加」が考えられます。
冷却塔(クーリングタワー)の動作が悪くなると、想像以上に負荷をかけ消費エネルギーが大きくなります。
結果的に多くの電力を使用することに繋がり、コストが大幅にあがる恐れがあります。

しかし、スケールが付着した時点では消費電力量が目に見えて増加することは少なく、徐々に上がっていくでしょう。
半年や1年ほど冷却塔(クーリングタワー)を放置していた場合、スケールが徐々に蓄積していくたびに少しずつ電力量も増加します。

スケールの蓄積スピードは、感覚的に遅いと感じることも少なくないため、電力量の増加にも気づきにくい特徴があります。
定期的に清掃を心がけるなど、日々の積み重ねで改善できる可能性が高いため、通常点検を徹底するようにしましょう。

被害3.金属の腐食

スケールによる被害で最も気を付けなければいけないのは「金属の腐食」と言われています。
スケールが付着したり、堆積することで金属は徐々に劣化していきます。
冷却塔(クーリングタワー)内部は、多くの金属で作られているため、腐食により老朽化で動作停止することもあります。

しかし、スケールを取り除けば綺麗な金属が見えることもあり、腐食していると感じにくいのが特徴でしょう。
例えば、人間の老化と同じです。
毎日会っている相手の老化には気づきにくいものの、10年ぶりに会う友人の老化には気づきやすいでしょう。

金属の腐食は、人間ほどゆっくりしたものではありません。
しかし、スケールが付着するとカルシウムの塊や、マグネシウムの塊などが原因で腐食に繋がっているのは間違いありません。

単に清掃しただけでは、腐食した金属を復旧できず大きな費用を使って復旧することになります。

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冷却塔(クーリングタワー)のスケール3つの対策

上記では「原因と被害」を述べてきました。
多くの被害を生み出すスケールは、初期段階で除去するように心がけなければいけません。
日々の積み重ねが重要であり、対策を講じておく必要があるでしょう。具体的に、以下のような対策があります。

  1. ブローダウンを定期的に行う
  2. 水処理剤などを使用する
  3. 定期清掃を徹底する

これら3点の対策方法は、冷却塔(クーリングタワー)を使用する際に「基本」とされるものです。
しかし、基本を徹底することがスケール対策には最も有効であると心がけましょう。

以下で詳しく解説します。

対策1.ブローダウンを定期的に行う

定期的に「ブローダウン」を行うのは、水質管理の観点から基本とされています。
ブローダウンとは、冷却水などを定期的に排水し、新たに水を補給する作業です。
通常、人工作業で行うものですが、自動ブローダウン機器を利用すれば自動でも行えます。

前述した「水の濃縮」を防ぐための方法としても知られており、ミネラルのバランスを一定に保てます。
そのため、スケールになるカルシウムやマグネシウムなどが化学変化しにくく、正常に「水」として流れていくようになります。

ただし、完全にスケールを予防できるものではなく、定期的に清掃したり以下で述べる水処理剤などの利用が必要不可欠と言えるでしょう。

対策2.水処理剤を使用する

「殺藻剤」や「殺菌剤」とは違い、「水処理剤」は水質管理をするための薬品です。水のミネラルバランスを整える働きがあり、カルシウムやマグネシウムなどがスケールになるのを直接防ぎます。

薬品により使用方法は異なるものの、多くの場合では「冷却水に入れておくだけ」など、手軽に作業できるのが特徴です。
簡単に誰でも行える作業ですので、薬品を購入すればほとんど放置していてもスケールが生成されるのを防げます。

ただし、薬品が沈殿するほど使用した場合、スケールとは異なる被害がある場合もあります。
そのため、水の量や水の濃縮濃度などを調べ、適切に薬品量を調節することが求められます。

対策3.定期清掃を徹底する

最も基本となる「定期清掃」は、金属の腐食を発見する方法でもあります。
上記のブローダウンや水処理剤の方法では、金属の腐食を目視できないため「見落とし」が多くなります。

そのため、定期的に清掃を徹底して金属の状態を把握するよう心がけましょう。
残念ながら目視だけで金属の腐食を完全に把握するのは難しく、老朽化を完全に防ぐのは不可能と言えるかもしれません。

しかし、「汚い」と感じる部分を探し、定期清掃を心がけるだけでも冷却塔(クーリングタワー)の寿命を延命できる可能性は高まります。
人間が美容や健康に力を入れるように、定期清掃は冷却塔(クーリングタワー)の健康維持のために必要不可欠です。

忙しい日々の中で、定期清掃をするのは面倒くさいと感じるかもしれません。
しかし、定期清掃は「基本」であるだけでなく、最も「重要」な作業でもあります。

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まとめ

冷却塔(クーリングタワー)の内部には藻やスライムだけでなく、スケールが発生することが多いでしょう。
スケールの原因は、水に含まれているカルシウムやマグネシウムです。
主に鉱物が堆積していくことで、スケールに変化していきます。

水に含まれるミネラルが原因であるため、根本的に完全予防はできません。
しかし、適切な処置を行えば、冷却塔(クーリングタワー)の延命は可能です。

具体的な対策には「ブローダウン」「水処理剤」「清掃」があり、どれも冷却塔(クーリングタワー)管理では基本となる内容です。
しかし、基本をどれだけ徹底できるかが重要であり、スケール被害を予防するには凡事徹底が何より必要であると心がけましょう。

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