この記事の結論
冷却塔の水は、蒸発・飛散・ブロー(濃くなった冷却水を捨てること)の3つで出ていき、節水できるのはブロー水です。蒸発は熱を捨てるのに要る水なので減らせません。
ブロー水は、濃くなっても水中の成分が固着しない状態を作れば、濃いまま運転して大きく減らせます。捨てているだけの水なので、減らしても冷える力や使い勝手は変わらず、上水道と下水道の両方の料金が下がります。
建物の節水を求められて、どこから減らせるかを探している設備担当・総務の方に向けて、冷却塔の水の出口ごとに減らせる分と減らせない分を分けました。
冷却塔の水は、3つの出口から出ていく
節水の話に入る前に、その水がどこへ出ていっているかを分けます。冷却塔から水が出ていく道は3つです。蒸発して大気へ、飛散して周りへ、そしてブローとして排水へ出ていきます。
3つのうち、建物の役に立っているのは蒸発だけです。蒸発するときに熱を持っていくから、冷却塔は冷やす設備として働きます。飛散は設計上小さく抑えられており、手の入れようがほとんどありません。残るのがブローです。
| 出口 | どこへ行くか | 役に立っているか | 減らせるか |
|---|---|---|---|
| 蒸発 | 水蒸気として大気へ | この蒸発が熱を捨てている | 減らせない |
| 飛散 | 水滴として周りへ | 役に立っていない | 設計で抑えられている |
| ブロー | 排水として下水道へ | 濃くなった水を薄めるため | 減らせる |
蒸発する分は減らせない
冷却水の出入口の温度差が5℃のとき、循環している水の1%弱が蒸発します。この水が熱を運び出しているので、ここを絞ると冷える力がそのまま落ちます。
冷却塔の節水が難しいと言われるのは、この部分に手が入らないためです。ただし、冷却塔から出ていく水は蒸発だけではありません。
捨てている分(ブロー水)は減らせる
蒸発すると、水に溶けていた成分だけが残って濃くなります。濃くなりすぎると成分が結晶として析出して伝熱面に固着するので、濃い水を一部捨てて新しい水を足す。これがブローです。
つまりブロー水は、濃さを下げるために捨てている水です。冷やすためにも、使うためにも要らない水で、排水されるまで誰も触りません。ここを絞れば、補給する水そのものが減ります。
絞れる条件は1つで、濃くなっても結晶が固着しないようにすることです。析出しても硬く成長せず、細かく、もろい結晶にとどまるなら、濃い状態のまま運転できます。
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使う水を絞る節水と、捨てる水を減らす節水の違い
建物の節水として紹介される手は、ほとんどが使う水を絞る方向です。節水弁、自動水栓、洗浄水量の見直し、トイレの器具の交換。どれも、出てくる量を小さくして使用量を下げます。
使う場所が多い建物ほど効果が出る方法です。ただし、絞った先で水を使うのは人なので、手を洗う、器具を流す、床を流すといった作業の時間や回数が変わることがあります。
ブロー水はここが違います。絞った先に人がいません。捨てるのをやめただけなので、誰の作業も変わりません。
| 節水のしかた | 何を小さくするか | 使う人に出る変化 |
|---|---|---|
| 使う水を絞る | 蛇口や器具から出る量 | 洗う時間、流す回数が変わる |
| 捨てる水を減らす | 排水として出している量 | 使う場面がないので変わらない |
減らせる水量の計算のしかた
自分の冷却塔で何㎥減らせるかは、循環水量、ブロー率、年間運転時間の3つで出ます。ブロー率は弁の設定から読むか、水質管理の報告書に書かれています。
たとえば循環水量が毎時177㎥、ブロー率を循環水量の0.3%、年間の運転時間を4,000時間とすると、177×0.003×4,000で年間2,124㎥です。この水量に、上水と下水の単価がかかっています。これはブロー水の総量で、そのまま減らせる量ではありません。減らせる量は、濃縮倍数をどこまで上げられるかで決まります。
自分の数字に置き換えるときは、循環水量を銘板から、運転時間を空調の稼働記録から取ってください。ブロー率が分からなければ、水質管理の報告書にある電気伝導率から濃縮の倍数が読めます。
| 要る数字 | どこで分かるか | 計算の例 |
|---|---|---|
| 循環水量 | 冷却塔の銘板、ポンプの仕様書 | 毎時177㎥ |
| ブロー率 | ブロー弁の設定、水質管理の報告書 | 循環水量の0.3% |
| 年間運転時間 | 空調の稼働記録 | 4,000時間 |
| 年間のブロー水量 | この3つの積 | 2,124㎥ |
減った水は、請求書のどの行を下げるか
ブロー水を絞ると、請求書の2つの行が同時に下がります。捨てる水が減るぶん補給する水も減るので、上水道の使用水量が下がります。排水として出す量が減るので、下水道使用料も下がります。
どこまで濃くできるかは水質で変わります。密閉式の冷却塔で、電気伝導率が約10,750マイクロジーメンス毎センチメートル、塩化物イオンが約2,210mg/L、全硬度が約1,545mg/Lという、原水の100倍近くまで濃縮した水でも、スケールの付着と腐食の兆候が出なかった記録があります。
この状態を作っているのが、当社が扱う emiiR®(エミール)です。水が特殊セラミックスの間を流れることで、成分が硬い結晶に成長しにくい状態に変わります。スケールの分散剤は減らせますが、藻と細菌の側に使う殺藻剤は続きます。
節水と、下水道料金の減免は別の話です
この2つは混ざりやすいので分けておきます。節水は、使う水と捨てる水そのものを減らす話です。減免は、下水道に流れていない水量を申告して、下水道使用料の計算から外してもらう話です。
冷却塔ではどちらも使えます。蒸発した水は下水道に行っていないので、申告すれば計算から外せます。減免で外れるのは蒸発した分で、その量はブロー水を減らしても変わりません。ブロー水を減らすと、減免のあとも請求に残る水量が減り、建物の総使用水量に占める蒸発分の割合が上がります。大阪市のように、この割合が20%以上あることを認定の条件にしている自治体では、要件に届きやすくなります。
手続きと担当が別なので、進め方も分けてください。節水は設備の側の工事、減免は管轄の下水道局への申告です。
よくあるご質問
蒸発する水は減らせないのですか
減らせません。蒸発するときに熱を持っていくことが冷却塔の働きなので、蒸発量を絞ると冷える力が落ちます。冷却水の出入口の温度差が5℃のとき、循環水量の1%弱が蒸発分にあたります。
ブロー水を止めると、水が濃くなりすぎませんか
止めると濃くなりすぎます。ブローは止めるのではなく、濃くなった成分が硬い結晶として固着しない状態を作ってから、少しずつ絞ります。密閉式で原水の100倍近くまで濃縮した水でも、付着と腐食の兆候が出なかった記録があります。
節水すると、空調の効きは落ちますか
ブロー水を絞る側では落ちません。捨てる水を減らしているだけで、循環水量も蒸発量も変えないためです。落ちるのは、蒸発分を絞ったときと、伝熱面に付着が進んだときです。
冷却塔の補給水量は、どこで分かりますか
補給ラインに専用のメーターが付いていればそこで読めます。付いていない建物では、循環水量と年間運転時間から蒸発分とブロー分を計算して見当を立てます。冷却能力と運転時間が分かれば、当社でも概算をお出しします。
節水と下水道料金の減免は、両方受けられますか
両方受けられます。別の仕組みで、下がる場所が違います。節水はブロー水そのものを減らす話、減免は下水道に流れていない蒸発分を申請して計算から外す話です。減免は申請した日から先の分しか認めない自治体があるので、窓口への相談は節水の工事を待たずに始めてください。
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