ブロー水とは｜濃縮倍数を上げて水道代を減らす仕組み

冷却塔の水の使い道を調べていて、ブロー水という言葉に行き当たった方に向けて、量の決まり方と、減らせる条件を整理しました。

水は3つの出口から出ていく

冷却塔に足している補給水は、3つの出口から出ていきます。蒸発、飛散、そしてブローです。3つのうち、意図して出しているのはブローだけです。

蒸発は冷却そのものの仕組みなので、止められません。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。飛散は充填材とエリミネータで抑える範囲の話になります。

ブローの量は、弁の設定で決まります。補給水を減らす話が、実際にはブロー水を減らす話になるのはこのためです。

濃縮倍数の計算

濃縮倍数は、循環水が補給水の何倍まで濃くなっているかを表す数字です。補給水量をブロー水量と飛散量の合計で割った値、あるいは循環水と補給水の塩化物イオン濃度や電気伝導率の比で見ます。

倍数が2なら、蒸発した量とほぼ同じ量をブローで捨てていることになります。倍数が5になれば、捨てる量は蒸発量の4分の1ほどに縮みます。ただし、倍数を1つ上げるごとに減る量は小さくなります。2から3に上げると捨てる量は半分になりますが、5から6では2割ほどしか減りません。

倍数を上げられない理由

計算の上では倍数をいくらでも上げられます。上げていない理由は、濃くなった水で不具合が出るからです。

まず伝熱面と配管にスケールが固着します。カルシウムやシリカが溶けきれる限界を超えて、硬い結晶になって張り付きます。次に塩化物イオンが濃くなり、ステンレスや銅の腐食が進みます。そして電気伝導率が上がると、水質管理の基準を外れます。

だから倍数の上限は、装置の耐久ではなく水質で決まっています。分散剤を入れているのは、この上限を少し押し上げるためです。押し上げるほど薬剤の量と濃度管理の手間が増えます。

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倍数を上げると、どこまで減るのか

計算は、循環水量×ブロー率×年間運転時間です。たとえば毎時177㎥の循環水量で、ブロー率が0.3%、年間の運転時間が4,000時間なら、年間のブロー水は2,124㎥になり、この水量すべてに上水道と下水道の料金がかかっています。

固着しない状態が作れれば、この2,124㎥の大半を絞れます。倍数の上限を決めていたのは、濃くなった水で結晶が面に固着することと、配管を傷める腐食でした。当社が扱う emiiR®（エミール）で管理した密閉式の冷却塔では、原水の約100倍まで濃縮した状態でも、スケールの付着と腐食の兆候が見られませんでした。

そのときの循環水は、電気伝導率が約10,750μS/cm、塩化物イオンが約2,210mg/L、全硬度が約1,545mg/L です。ふつうなら管理の範囲を大きく外れる数字ですが、固着が起きなければ運転は続きました。働かないのは強酸性の水です。温泉泉質のような低いpHの水では、この方式は働きません。

自分の冷却塔で、いまの倍数を調べる

測るのに大がかりな道具は要りません。補給水と循環水を採って、塩化物イオン濃度か電気伝導率を比べます。循環水の値を補給水の値で割った数が、いまの濃縮倍数です。

水管理を委託している建物では、月次の水質分析の報告書に両方の数字が載っていることがあります。載っていれば、過去の分をさかのぼって推移が見られます。

あわせてブロー弁の設定も確認します。連続ブローなら絞り弁の開度、間欠ブローなら電導度計の設定値と作動の記録です。ここが実際の量を決めています。

ブロー水が減ると、請求書のどの行が下がるか

ブロー水が減ると、請求書の2つの行が同時に下がります。捨てた分は補給水として足し直していたので、上水の行が減ります。

下水の行も下がります。ブロー水は下水道へ流しているので、減った分だけ下水道使用料の対象の水量も減ります。冷却塔の蒸発分について減量認定を受けている建物では、認定で外れる蒸発の量はブローを減らしても変わりません。変わるのは、認定のあとも請求に残っているブロー水の量です。

もう1つ変わるのが、建物全体の使用水量に占める蒸発分の割合で、ブロー水が減るほど上がります。大阪市のように、減量水量が総使用水量の20%以上あることを認定の条件にしている自治体では、この割合が要件に届くかどうかに関わります。社内の資料では、上水と下水を別の行に並べてください。

濃縮倍数を上げてブロー水を絞るには、濃いままでも成分が固着しない状態を作ります。当社が扱う emiiR® は、その状態を作る装置で、3か月の無償デモで実際の冷却塔の数字を取れます。試算とお見積もりは無料です。

沼倉 孝秀

アリージェンス合同会社 CEO。UFB DUAL®・emiiR®（エミール）の正規一次販売店として、製品の選定から設置、設置後の窓口までを担当しています。