水処理薬剤の注入方法
【課題】経済的かつ簡便に、冷却水中の水処理薬剤の濃度を、温度条件への対応も含めて所定の濃度に調節することができる、開放循環冷却水系における水処理薬剤の注入方法を提供する。
【解決手段】熱交換器に冷却水を循環供給すると共にこの冷却水を冷却塔で冷却し、かつ、冷却水の一部をブローすると共に補給水を供給して冷却水の濃縮倍率を一定に保つようにし、防食成分、スケール防止成分、スライムコントロール成分の内、少なくとも１つの成分を含む水処理薬剤を、補給水量に対して比例的に注入する開放循環冷却水系において、外気温Ｔ０、冷却水温度、又は冷却塔から熱交換器に向かう冷却水（循環水）の温度Ｔ１と、熱交換器から冷却塔に戻る冷却水（循環水）の温度Ｔ２の温度差ΔＴ（＝Ｔ２−Ｔ１）が設定温度を超えたとき、必要な水処理薬剤を追加注入することを特徴とする水処理薬剤の注入方法の構成とした。
【解決手段】熱交換器に冷却水を循環供給すると共にこの冷却水を冷却塔で冷却し、かつ、冷却水の一部をブローすると共に補給水を供給して冷却水の濃縮倍率を一定に保つようにし、防食成分、スケール防止成分、スライムコントロール成分の内、少なくとも１つの成分を含む水処理薬剤を、補給水量に対して比例的に注入する開放循環冷却水系において、外気温Ｔ０、冷却水温度、又は冷却塔から熱交換器に向かう冷却水（循環水）の温度Ｔ１と、熱交換器から冷却塔に戻る冷却水（循環水）の温度Ｔ２の温度差ΔＴ（＝Ｔ２−Ｔ１）が設定温度を超えたとき、必要な水処理薬剤を追加注入することを特徴とする水処理薬剤の注入方法の構成とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調用、各種工業用等の開放循環冷却水系に注入する水処理薬剤の注入方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
開放循環冷却水系では、水の一部を蒸発させているので循環水系内の溶解物は次第に濃縮されていく。濃縮が進むと、カルシウム等のスケールが発生し、さらには、微生物の増殖によるスライム障害なども発生してくる。加えて構成機器の軟鋼や銅にも腐食が発生するというような問題も生じてくる。
【０００３】
こうした問題を防止して、設備機器の安全かつ効率的な運転を確保するため冷却水に様々な水処理薬剤が注入される。開放循環冷却水系に注入される水処理薬剤には、防食成分、スケール防止成分、スライム増殖を抑制するスライムコントロール成分、及びこれらの各種成分を配剤し複数の効果を持たせた一液型水処理薬剤等がある。
【０００４】
水処理薬剤は、冷却水中に一定濃度を維持することで効果を発揮し、濃度が低い場合は効果が不十分となり上記各種の問題が発生する。一方、水処理薬剤の濃度が高すぎる場合は水処理薬剤の費用がかさみ不経済となるとともに、返って弊害をもたらすこともある。
【０００５】
その為、開放循環冷却水系における水処理薬剤の注入に関し、冷却水中の水処理薬剤の濃度を一定濃度以上に維持する様々な方法が検討されてきた。
【０００６】
例えば、特許文献１、２には、タイマーによって薬注ポンプをＯＮ−ＯＦＦ制御し、定期的に水処理薬剤を注入する方法がある。
【特許文献１】特開平０８−１７３９７１号公報
【特許文献２】実新出願平０９−１０５９２号公報
【０００７】
特許文献１、２に開示されたタイマーによって薬注ポンプを制御する水処理薬剤の注入方法では、一定時間毎に一定量の水処理薬剤を注入するため、冷却塔や冷凍機の負荷及び各種の温度条件に応じて水処理薬剤の注入量を変化させることが難しく、冷却水中の薬剤濃度を一定に維持することは困難である。従って、冷却水中で真に必要な一定以上の薬剤濃度を確保するためには、過剰に注入するしかなく、経済的でなかった。
【０００８】
また、特許文献３、特許文献４には、水処理薬剤をトレーサー物質とし、あるいは水処理薬剤に比例した濃度のトレーサー物質を添加し、トレーサー物質を連続的に測定して水処理薬剤の注入量を制御する方法が開示されている。
【特許文献３】特開平４−２９６６５２号公報
【特許文献４】特開２００４−３２２０５８号公報
【０００９】
しかし、特許文献３、特許文献４に記載の水処理薬剤の注入方法では、冷却水中の水処理薬剤濃度を一定に維持することは可能であるが、ある種の温度条件に対応して水処理薬剤を追加注入するというような調整をするまでには至っていない。加えて、高度な測定機器を必要とするため初期投資が多額となり、また、測定制御機器を安全かつ高精度に維持・運転させるためのメンテナンス費用も高いものとなる。
【００１０】
さらに、特許文献５には、パルス発信式流量計等で補給水の補給量を測定し、補給水に対して一定量の水処理薬剤を比例注入する方法が開示されている。
【特許文献５】特開平０７−１１９９１６号公報
【００１１】
この方法では、比較的簡便かつ装置の信頼性も高く、自動ブローによる冷却水の濃縮管理と組み合わせることで冷却水中の薬剤濃度を一定に維持することが可能である。しかし、この方法でも、ある種の温度条件に対応して水処理薬剤を追加注入するというような調整をするまでには至っていない。また、高価なパルス発信式流量計を補給水ラインの配管内に設置する必要があり、経済的かつ簡便な方法とは言えない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
他方、スケール防止成分やスライムコントロール成分といった水処理薬剤は、ある種の温度条件に於いては、通常の場合よりも薬剤の濃度を高めなければ効果を十分に発揮させることができないことがある。
【００１３】
例えば、熱交換器の負荷が高くなると、熱交換器伝熱面の温度が上昇し、スケール障害が発生し易くなる。
【００１４】
また、水温や外気温度が高くなると、スライム障害が発生し易くなる。このような現象は、特に、夏季に発生しやすい。このため、夏季には通常から、或いは外気温が高くなるころを見計らって、予め水処理薬剤を多く注入し、冷却水中の水処理薬剤の濃度を高めに維持することによって、水処理薬剤の効果を発揮させ、それら障害を防止する必要が生じる。
【００１５】
一方、熱交換器の負荷が低い場合、補給水の補給量が少なく、開放循環冷却水系における冷却水の入れ替わり頻度が低下する。この場合、補給水の注入量に比例して冷却水中に注入される水処理薬剤の注入頻度も低下し、水処理薬剤が長時間開放循環冷却水系に留まることとなる。
【００１６】
水処理薬剤が、長時間開放循環冷却水系に留まっていると、時間の経過とともにそれ自体が分解し、冷却水中の実質的な水処理薬剤の濃度が低下する。従って、熱交換器の負荷が低い場合には、補給水に比例した量の水処理薬剤を注入していても、効果を十分に発揮させるために必要な量が不足してしまうことがある。例えば、分解速度が速い、スライムコントロール成分などが該当する。
【００１７】
このような現象は、特に、冬季に発生しやすい。このため、冬季には通常から、あるいは外気温が低下するころを見計らって、理論上必要とされる注入量より多く水処理薬剤を注入し、冷却水中の水処理薬剤の濃度を高めに維持することによって水処理薬剤の効果を発揮させ、障害を防止する必要が生じる。
【００１８】
水処理薬剤を注入する場合は、熱交換器の負荷や各種の温度条件に対応して最も効果的かつ経済的に注入されなければならない。即ち、開放循環冷却水系において、水処理薬剤の効果を十分に発揮させる為には、運転時の条件に対応した真に必要な一定以上の薬剤濃度を維持することが重要である。
【００１９】
そこで、本発明は、経済的かつ簡便に、冷却水中の水処理薬剤の濃度を、温度条件への対応も含めて所定の濃度に調節することができる、開放循環冷却水系における水処理薬剤の注入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】
【００２０】
本発明は、上記課題を解決するためのものである。即ち、請求項１、２に係る本発明は、熱交換器に冷却水を循環供給すると共にこの冷却水を冷却塔で冷却し、かつ、冷却水の一部をブローすると共に補給水を供給して冷却水の濃縮倍率を一定に保つようにし、防食成分、スケール防止成分、スライムコントロール成分の内、少なくとも１つの成分を含む水処理薬剤を、補給水量に対して比例的に注入する開放循環冷却水系において、外気温Ｔ０、もしくは冷却水（循環水）の温度が設定温度以上のとき、スライムコントロール成分を含む水処理薬剤を追加注入することを特徴とする水処理薬剤の注入方法の提供、さらに上記において、冷却塔から熱交換器に向かう冷却水（循環水）の温度Ｔ１と、熱交換器から冷却塔に戻る冷却水（循環水）の温度Ｔ２の温度差ΔＴ（＝Ｔ２−Ｔ１）が、設定温度以下のとき、スライムコントロール成分を含む水処理薬剤を追加注入することを特徴とする水処理薬剤の注入方法を提供するものである。
【００２１】
また、請求項３に係る本発明は、熱交換器に冷却水を循環供給すると共にこの冷却水を冷却塔で冷却し、かつ、冷却水の一部をブローすると共に補給水を供給して冷却水の濃縮倍率を一定に保つようにし、防食成分、スケール防止成分、スライムコントロール成分の内、少なくとも１つの成分を含む水処理薬剤を、補給水量に対して比例的に注入する開放循環冷却水系において、冷却塔から熱交換器に向かう冷却水（循環水）の温度Ｔ１と、熱交換器から冷却塔に戻る冷却水（循環水）の温度Ｔ２の温度差ΔＴ（＝Ｔ２−Ｔ１）が、設定温度以上のとき、スケール防止成分を含む水処理薬剤を追加注入することを特徴とする水処理薬剤の注入方法を提供するものである。
【００２２】
さらに、請求項４に係る発明は、前記追加注入する水処理薬剤の注入量が、追加注入時の温度因子の関数により決定されることを特徴とする前記何れかに記載の水処理薬剤の注入方法を提供するものである。
【００２３】
加えて、請求項５に係る発明は、前記補給水量に対して比例的に注入する水処理薬剤の注入量が、冷却塔から熱交換器に向かう冷却水（循環水）の温度Ｔ１（℃）、熱交換器から冷却塔に戻る冷却水（循環水）の温度Ｔ２（℃）から次式（１）に従って前記冷却水への理論補給水量（Ｍ）を求め、前記理論補給水量（Ｍ）に比例する量として決定されるものであることを特徴とする前記何れかに記載の水処理薬剤の注入方法を提供するものである。
Ｍ＝（（Ｔ２−Ｔ１）×ｃ×Ｒ／Ｑ）×（Ｎ／（Ｎ−１））・・・（式１）
Ｍ：理論補給水量（ｍ３／ｈ）
ｃ：水の比熱（ｋｃａｌ／ｋｇ・℃）
Ｒ：冷却水の循環水量（ｍ３／ｈ）
Ｑ：水の蒸発潜熱（ｋｃａｌ／ｋｇ）
Ｎ：冷却水の濃縮倍率（倍）
【００２４】
また、請求項６に係る発明は、前記理論補給水量を、外気温Ｔ０（℃）の関数となる補正係数を用いて補正し、該補正した理論補給水量（補正理論補給水量）に比例する量の水処理薬剤を注入することを特徴とする上記記載の水処理薬剤の注入方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明は、以上の構成であるから、冷却水中の水処理薬剤の濃度を真に必要な濃度に簡易かつ低コストに維持・管理することができる。
【００２６】
具体的には、請求項１に係る発明によれば、外気温Ｔ０、もしくは冷却水の温度が設定温度以上であるとき、即ち、スライムコントロール成分が通常管理よりさらに必要なときに、スライムコントロール成分を含む水処理薬剤を追加注入するので、温度因子に変化があってもスライム防止に真に必要な濃度に水処理薬剤濃度を管理することができ、水処理薬剤の効果を維持することが可能となる。
【００２７】
なお、スライムコントロール成分を含む一液型水処理薬剤を追加注入する方法、スライムコントロール成分のみの水処理薬剤を別途追加注入する方法の何れも採用できるが、スライムコントロール成分のみの水処理薬剤を別途追加注入する方法の方が、他の水処理薬剤の過剰注入がなく経済的である。
【００２８】
請求項２に係る発明によれば、ΔＴが設定温度以下のとき、即ち、熱交換器の負荷が低くスライムコントロール成分が長期に冷却水に滞留し、通常管理よりさらに必要なときに、スライムコントロール成分を追加注入するので、温度因子に変化があってもスライム防止に必要な濃度に水処理薬剤濃度を管理することができ、水処理薬剤の効果を維持することが可能となる。
【００２９】
なお、スライムコントロール成分を含む一液型水処理薬剤を追加注入する方法、スライムコントロール成分のみの水処理薬剤を別途追加注入する方法の何れも採用できるが、上述のように、スライムコントロール成分のみの水処理薬剤を別途追加注入する方が、経済的である。
【００３０】
請求項３に係る発明によれば、ΔＴが設定温度以上のとき、即ち、熱交換器の負荷が高くスケール防止成分が通常管理よりさらに必要なときに、スケール防止成分を追加注入するので、温度因子に変化があってもスケール防止に必要な濃度に水処理薬剤濃度を管理することができ、水処理薬剤の効果を維持することが可能となる。
【００３１】
なお、スケール防止成分を含む一液型水処理薬剤を追加注入する方法、スケール防止成分のみの水処理薬剤を別途追加注入方法の何れも採用できるが、上述のように、スケール防止成分のみの水処理薬剤を別途追加注入する方が、経済的である。
【００３２】
請求項４の発明によれば、追加注入時の、例えば、設定温度に採用した冷却水の温度、Ｔ１、Ｔ２、又は外気温Ｔ０の何れかの温度因子の関数により、注入量が決定されるため、即ち、設定温度を超えた場合に、その程度によって追加注入量を変動することができるため、例えば、熱交換器の稼働率に変動が多い冷却塔、加えて季節の変わり目など外気温の変化が大きい時であっても、追加する水処理薬剤を真に必要な濃度に管理することができ、より経済的に水処理薬剤の効果を維持することが可能となる。
【００３３】
また、請求項５に係る発明によれば、Ｔ１、Ｔ２を測定し、その他のデータは、予め、開放循環冷却水系毎に定まる値を入力情報として用い、式（１）から理論補給水量を求め、その理論補給水量に比例した水処理薬剤を冷却水２ａに注入することで、補給水に対して比例注入する水処理薬剤においても、簡易かつ低コストで冷却水２ａ中の水処理薬剤５ａを適正な濃度に管理することができる。
【００３４】
従って、従来のように、補給水４ａ量を実測するための高価なパルス発信式流量計を設置する必要がなく、簡易、低コストで補給水４ａ量を把握することができる。またパルス発信式流量計を設置するために開放循環冷却水系の稼働を停止する必要がなく、簡便に既存の開放循環冷却水系に適用できる点、極めて優れている。
【００３５】
さらに、請求項６に係る発明によれば、理論補給水量を外気温（Ｔ０）の関数となる補正係数を基に補正し、補正した理論補給水量（以下、補正理論補給水量という。）を求めることにより、より精度よく補給水量を把握し、その補正理論補給水量に比例した水処理薬剤を冷却水２ａに注入することで、より適切に補給水に対して比例注入する水処理薬剤の冷却水２ａ中での濃度を所定値に管理することができることとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
経済的かつ簡便に、冷却水中の水処理薬剤の濃度を、温度条件への対応も含めて所定の濃度に管理する開放循環冷却水系における水処理薬剤の注入方法を提供する目的を熱交換器に冷却水を循環供給すると共にこの冷却水を冷却塔で冷却し、かつ、冷却水の一部をブローすると共に補給水を供給して冷却水の濃縮倍率を一定に保つようにし、防食成分、スケール防止成分、スライムコントロール成分の内、少なくとも１つの成分を含む水処理薬剤を、補給水量に対して比例的に注入する開放循環冷却水系において、
外気温Ｔ０、冷却水温度、又は冷却塔から熱交換器に向かう冷却水（循環水）の温度Ｔ１と、熱交換器から冷却塔に戻る冷却水（循環水）の温度Ｔ２の温度差ΔＴ（＝Ｔ２−Ｔ１）が設定温度を超えたとき、必要な水処理薬剤を追加注入することを特徴とする水処理薬剤の注入方法の構成とすることで実現した。
【００３７】
さらに、水処理薬剤の注入量を、追加注入時の温度因子の関数により決定し、至適量に変動させて水処理薬剤を注入することで実現した。また、前記補給水量に対して比例的に注入する水処理薬剤の注入量が、冷却塔から熱交換器に向かう冷却水（循環水）の温度Ｔ１（℃）、熱交換器から冷却塔に戻る冷却水（循環水）の温度Ｔ２（℃）から次式（１）に従って前記冷却水への理論補給水量（Ｍ）を求め、前記理論補給水量（Ｍ）に比例する量として決定されるものであることを特徴とする前記何れかに記載の水処理薬剤の注入方法の構成として実現した。 Ｍ＝（（Ｔ２−Ｔ１）×ｃ×Ｒ／Ｑ）×（Ｎ／（Ｎ−１））・・・（式１）
Ｍ：理論補給水量（ｍ３／ｈ）
ｃ：水の比熱（ｋｃａｌ／ｋｇ・℃）
Ｒ：冷却水の循環水量（ｍ３／ｈ）
Ｑ：水の蒸発潜熱（ｋｃａｌ／ｋｇ）
Ｎ：冷却水の濃縮倍率（倍）
【００３８】
加えて、前記理論補給水量を、外気温Ｔ０（℃）の関数となる補正係数を用いて補正し、該補正した理論補給水量（補正理論補給水量）に比例する量の水処理薬剤を注入することを特徴とする上記記載の水処理薬剤の注入方法の構成とすることで実現した。
【００３９】
水処理薬剤には、防食成分、スケール防止成分、スライムコントロール成分など、注入する箇所に必要な成分を単一で含まれているもの、或いはそれら成分の２つ以上を混合して一液とした一液型のものなどがある。それら水処理薬剤は、薬剤としての効果を維持するため、所定濃度に管理されるよう開放循環冷却水系に注入される。
【００４０】
温度因子とは、水処理薬剤を補給水に対して比例的に注入するだけでは水処理薬剤の効果が維持できないとする判断の対象、即ち追加的に水処理薬剤が必要だと判断する温度の対象である。例えば、冷却塔が設置されている環境の外気温Ｔ０、冷却塔から熱交換器に向かう冷却水（循環水）の温度Ｔ１、熱交換器から冷却塔に戻る冷却水（循環水）の温度Ｔ２、Ｔ１とＴ２の温度差ΔＴ（＝Ｔ２−Ｔ１）などがある。ΔＴにより熱交換器の負荷の大きさを推測することができる。
【００４１】
Ｔ０は、外気温の測定値であり、冷却塔付近のリアルタイムの測定値、所定時間の平均値などが利用でき、それらデータは薬注制御装置６に送られ、水処理薬剤の追加注入の有無、注入量の決定、さらに補正理論補給量の算出に用いられる。
【００４２】
冷却水温度Ｔ１は、冷却塔から熱交換器に向かう冷却水（循環水）の温度であり、冷却塔下部水槽２ｄ内の冷却水２ａ温度や、冷却塔から熱交換器に向かう冷却水往配管３ｅ中の任意の位置における冷却水温度を、水温測定手段（測温抵抗体、熱電対など）により測定することで、冷却水温度の測定値Ｔ１とすることができる。
【００４３】
また、冷却水温度Ｔ２は、熱交換器から冷却塔に戻る冷却水（循環水）の温度であり、冷却塔上部水槽２ｆ内の冷却水２ａ温度や、熱交換器から冷却塔に戻る冷却水還配管３ｄ中の任意の位置における冷却水温度を、水温測定手段（測温抵抗体、熱電対など）により測定することで、測定値Ｔ２として得ることができる。
【００４４】
また、冷凍機等で、冷却水の入り口、出口の温度をリアルタイムに測定している場合等、開放循環冷却水系の運転情報からＴ１、Ｔ２の値が得られる場合には、その値を採用しても構わない。このようにして求めたＴ１、Ｔ２データは、薬注制御装置６に送信され、水処理薬剤の追加注入の有無、注入量の決定、さらに補正理論補給量の算出に用いられる。
【００４５】
また、Ｔ１、Ｔ２は、それぞれ単位時間当たりの平均温度を使用してもよく、例えば、１時間当たりに複数回測定したＴ１、Ｔ２、それぞれの平均値から、式（１）に従って、１時間当たりの理論補給水量を求めてもよい。
【００４６】
水処理薬剤の追加注入の有無の決定に際し、各温度因子に優劣はなく、各冷却塔設置環境により、入手し易さ、誤差の多少などを勘案し、採用する温度因子を適宜選択することができる。また、採用できる温度因子の全てを測定して、その中のどれか一つが判断基準に達すれば必要な水処理薬剤を追加注入することとしても問題は無い。
【００４７】
スライムコントロール成分の追加注入が必要となるＴ０、冷却水温度、ΔＴの設定温度とは、スライムコントロール成分の追加注入の有無の判断基準になる値であり、各冷却水系毎に最適な値を適宜設定することができる。具体的には、Ｔ０の設定温度は、例えば
２５℃とするのが好適である。従って、Ｔ０が２５℃以上のとき補給水量に比例する通常の水処理薬剤の注入に追加してスライムコントロール成分を注入する。外気温が２５℃以上になると、スライムが急激に増殖するからである。
【００４８】
Ｔ１の設定温度は、例えば３０℃が好適であり、Ｔ１が３０℃以上のとき、Ｔ０と同様、スライムコントロール成分を追加注入する。Ｔ２の設定温度は、例えば３５℃が好適であり、Ｔ２が３５℃以上のとき、Ｔ０と同様、スライムコントロール成分を追加注入する。
【００４９】
さらに、ΔＴの設定温度は、例えば２℃が好適である。即ちΔＴが２℃以下では、冷却水の入れ替わりが少なく、スライムコントロール成分が長期間冷却水に滞留し、分解して濃度の低下した状態となるので、十分効果を発揮していない。従って、ΔＴが２℃以下のとき、補給水量に比例する通常の水処理薬剤の注入に追加してスライムコントロール成分を注入する。
【００５０】
スケール防止成分の追加注入が必要となるΔＴの設定温度とは、スケール防止成分の追加注入の有無の判断基準になる値であり、各冷却水系毎に最適な値を適宜設定することができる。具体的には、ΔＴは、例えば７℃とするのが好適である。即ちΔＴが７℃以上では、熱交換器の負荷が高く、熱交換器伝熱面の温度が高いので、スケール析出傾向になる。従って、ΔＴが７℃以上のとき、補給水量に比例する通常の水処理薬剤の注入に追加してスケール防止成分を注入する。
【００５１】
追加注入方法は、一液型水処理薬剤であっても、スライムコントロール成分、スケール防止成分単一成分の注入であっても、比例注入方法、タイマー注入方法、一時的な注入方法などが採用できる。
【００５２】
比例注入方法とは、補給水量に比例して一定量を注入する方法である。追加注入する成分を含む一液型水処理薬剤であれば、薬注装置５の薬注ポンプ５ｃを追加運転をさせればよい。別途、スライムコントロール成分、スケール防止成分を追加注入する場合には、追加注入用の薬液タンクと薬注ポンプを設けて、その薬注ポンプを補給水量に比例させて、所定時間運転させればよい。
【００５３】
タイマー注入方法とは、タイマーを用いて間欠的に冷却水に水処理薬剤を注入する方法である。例えば、１日に１時間、あるいは１時間毎に１０分間等薬注ポンプを運転して水処理薬剤を注入する方法であり、対応すべき条件に合わせて、任意の時間間隔と任意の注入時間、注入量を選択することができる。
【００５４】
一時的な注入方法とは、温度条件が設定温度を越えた時に一時的に、保有冷却水量に対して、予め決められた量、例えば１００ｍｇ／ｌの量の水処理薬剤を注入する方法である。
【００５５】
水処理薬剤の追加注入量は、温度因子が設定値以上、或いは以下になった場合に、上述のように予め決められた量の注入量を追加することで簡易に実現できる。さらに、設定温度に採用した温度因子の温度の関数として、水処理薬剤の注入量を変動させることも可能である。これにより、より適切に水処理薬剤の効果を得ることができる。
【００５６】
例えば、補給水量Ａｍ３に対して、通常注入量をＢｍｌ、設定温度Ｃ℃のとき、追加水処理薬剤をＤｍｌを追加注入する場合において、追加注入時の測定温度がＥ℃（Ｅ＞Ｃ、設定温度以上）であったとき、
追加注入量Ｆ＝Ｄ＋α（Ｅ−Ｃ）；αは定数
などにより、設定温度を超えた温度毎に追加注入量を増減する制御をすることができる。
【００５７】
補給水量は、流量計での実測値、種々の方法により計算上求められた補給水量であってもよいが、上記式（１）により、求める理論補給水量を用いるのが、簡便でかつ経済的である。
【００５８】
式（１）の水の比熱（ｃ）は、温度によって変化する値であるが、誤差が小さいため、１ｋｃａｌ／ｋｇ・℃として差し支えない。ただし、温度に対応する比熱データを予め薬注制御装置６に入力しておき、冷却水２ａの測定温度（Ｔ１、Ｔ２等）に対応する比熱（ｃ）を用いれば、さらに精度よく理論補給水を求めることができる。
【００５９】
冷却水２ａの循環水量（Ｒ）は通常一定とみなすことができるので、開放循環冷却水系毎に設計値として定まる循環水量（Ｒ）を使用して差し支えない。ただし、循環ライン３に、循環水３ａの循環水量を測定するための流量計を設置してもよく、前記流量計で測定した循環水量を使用することもできる。
【００６０】
水の蒸発潜熱（Ｑ）は、冷却水２ａの温度に応じて定まる定数であるが、一般的に、冷却水の温度は３０℃程度であるので、簡易には３０℃における水の蒸発潜熱（５８０Ｋｃａｌ／Ｋｇ）を使用して差し支えない。ただし、理論補給水量の算出精度をより高めるために、温度に対応する蒸発潜熱のデータを予め入力しておき、Ｔ１、Ｔ２、又はＴ１、Ｔ２の平均値等に対応する水の蒸発潜熱（Ｑ）を使用しても構わない。
【００６１】
冷却水の濃縮倍率（Ｎ）は、冷却水の管理目標水質と補給水水質から開放循環冷却水系毎に適宜設定した定数である。ただし、冷却水の水質情報（電気伝導率やイオン濃度）を測定し、補給水の水質情報で除した値を濃縮倍率として採用することも可能である。
【００６２】
従って、通常は、
補給水量（Ｍ）＝
（（Ｔ２−Ｔ１）×１×Ｒ／５８０）×（Ｎ／（Ｎ−１））・・・（式２）
として簡易的に理論補給水量を求めて差し支えない。
【００６３】
即ち、Ｔ１、Ｔ２を測定し、式（１）、或いは式（２）から理論補給水量を求めることで、開放循環冷却水系１への補給水４ａ量を把握することができる。
【００６４】
次に、式（１）、或いは式（２）で算出した理論補給水量（Ｍ）を外気温（Ｔ０）を基に補正する方法について説明する。開放循環冷却水系１への補給水４ａ量は、Ｔ１、Ｔ２を測定し、式（１）、或いは式（２）から理論補給水量（Ｍ）として把握することができるが、前記理論補給水量（Ｍ）と、実際の補給水量（実測）との間には誤差が生じることがある。
【００６５】
その原因を鋭意探求した結果、誤差と外気温Ｔ０との間に相関関係があることを見出した。そこで、理論補給水量を外気温Ｔ０の関数となる補正係数を基に補正し、補正理論補給水量を求めることにより、より精度よく補給水量を把握し、その補正理論補給水量に比例した水処理薬剤を冷却水２ａに注入することで、より適切に水処理薬剤の冷却水２ａ中での濃度を所定値に管理することができることとなる。
【００６６】
例えば、外気温（Ｔ０）の関数となる補正係数をηとすると、
外気温（Ｔ０）の影響を加味した補正理論補給水量Ｍｔ（ｍ３／ｈ）は、次式（３）で求められる。
Ｍｔ＝η×Ｍ・・・・（３）
【００６７】
ここで、例えば、補正係数（η）は、外気温（Ｔ０）の１次関数として次式（４）を用いることができる。
η＝ａ×Ｔ０＋ｂ・・・（４）
【００６８】
一般的な設備であれば、係数ａは０．０１５、ｂは０．５として差し支えない。なお、係数ａ、ｂを設備毎に計算することにより、より精度よく補正理論補給水量を求めることができる。具体的には、理論補給水量（Ｍ）と補給水の実測値とを比較し、一致するようａ、ｂを設備毎に定める。また、補正係数（η）は、一次関数に限らず、二次関数その他の関数としてもよい。要は、外気温（Ｔ０）を基に、実測した補給水量に最も近い値の補正理論補給水量を求められる関数であればよい。
【００６９】
さらに、補正理論補給水量（Ｍｔ）は、理論補給水量（Ｍ）から外気温（Ｔ０）の関数ｆ（Ｔ０）を減じる補正を行い、次式（５）によって算出することも可能である。なお、関数ｆ（Ｔ０）は、補正係数（η）同様、一次、二次、その他の関数とすることができる。
Ｍｔ＝Ｍ−ｆ（Ｔ０）・・・（５）
【００７０】
以下、添付図面に基づいて、本発明である水処理薬剤の注入方法について詳細に説明する。
【００７１】
図１は、温度因子に応じて一液型水処理薬剤を追加注入する場合の、本発明である水処理薬剤の注入方法が適用される開放循環冷却水系（一例）の概略図である。
【００７２】
開放循環冷却水系１は、冷却水２ａを溜める下部水槽２ｄの上方に冷却水２ａを空冷するファン２ｅを取り付け、上部に循環水３ａが戻される上部水槽２ｆ、下部には冷却水２ａをブロー水２ｇとして排出するブロー配管２ｃと接続する下部水槽２ｄを有し、冷却塔２の下部水槽２ｄの水位が一定以上にならないように、過剰の冷却水２ａをオーバーフロー水２ｂとして排出するオーバーフローライン１１が備えられた冷却塔２と、
前記下部水槽２ｄに連結し、前記冷却水２ａ（循環水３ａ）を循環ポンプ３ｂの駆動により冷凍機等の熱交換器３ｃに送る冷却水往配管３ｅ、及び熱交換器３ｃを通過し、熱交換された冷却水２ａ（循環水３ａ）を冷却塔２に戻す冷却水還配管３ｄ、並びに冷凍機等の熱交換器３ｃよりなる循環ライン３と、
前記冷却塔２に連結し、前記冷却水２ａが減少したときに前記下部水槽２ｄの水位を保つために、又は前記冷却水２ａの濃縮倍率が上昇したときに強制ブローを行うために補給水４ａを注入する補給ライン４と、
温度条件に対応し、さらに理論補給水量に比例した一液型水処理薬剤を冷却水２ａに注入する水処理薬剤の注入装置８とからなる。
【００７３】
補給ライン４は、冷却塔２内部に挿通する補給配管４ｃに、下部水槽２ｄの水面の高さに連動するボールタップ４ｅが連結し、冷却水２ａが減少したとき補給水４ａを適宜補給するラインと、冷却水２ａの濃縮倍率が設定値以上に上昇したときに、強制補給弁４ｇが開いて補給水４ａを強制的に冷却塔２に補給する強制補給ライン４ｆとを備える。
【００７４】
冷却塔２の冷却水２ａには、冷却水２ａの電気伝導率を測定する電気伝導率計７が設置され、前記冷却水２ａの電気伝導率が設定値以上になると、前記強制補給弁４ｇが開いて補給水４ａが補給され、オーバーフロー水２ｂとして冷却水の一部が排出されることで、冷却水２ａの濃縮倍率が所定の値に維持される。
【００７５】
水処理薬剤の注入装置８は、温度センサ（往）１０と、温度センサ（還）９と、薬注装置５と、薬注制御装置６からなる。なお必要に応じ外気温センサ１２を付加する。
【００７６】
温度センサ（往）１０は、冷却水往配管３ｅに設けられ、冷却塔２から熱交換器３ｃに向かう冷却水２ａの温度Ｔ１（℃）を測定する。温度センサ（往）１０で測定した温度Ｔ１は、後述の薬注制御装置６に送られる。
【００７７】
温度センサ（還）９は、冷却水還配管３ｄに設けられ、熱交換器３ｃから冷却塔２に戻る冷却水２ａの温度Ｔ２（℃）を測定する。温度センサ（還）９で測定した温度Ｔ２も、後述の薬注制御装置６に送られる。
【００７８】
なお、上記、温度センサ（還）９、（往）１０は、それぞれ配管内に挿通しても、配管に接触（貼付）させてもよい。配管に接触させる場合には、Ｔ１、Ｔ２の測定精度を高めるために、前記温度センサを含む配管部分を断熱材で覆うことが望ましい。温度センサ（還）９、（往）１０を配管に接触させる方式の場合、開放循環冷却水系１の稼働を停止せずに設置することができ、補給水量を簡易、低コストで把握することができる。一方、従来のように補給水４ａの流量を流量計を設置して測定する場合では、開放循環冷却水系を停止し、高価なパルス発信式流量計を設置しなければならず煩雑であった。
【００７９】
薬注装置５は、一液型水処理薬剤５ａを貯留するタンク５ｂと、前記タンク５ｂから下部水槽２ｄに連絡する薬注ライン５ｄと、一液型水処理薬剤５ａを前記薬注ライン５ｄを通し下部水槽２ｄに注入するための薬注ポンプ５ｃとからなる。
【００８０】
薬注ポンプ５ｃは、流体を移送することができるポンプであれば、特に限定されない。なお、薬注ポンプ５ｃは、後述の薬注制御装置６から出力された薬注ポンプ運転シグナル６ｅに基づき駆動し、補給水量に比例する量、さらに追加注入する一液型水処理薬剤５ａを前記開放循環冷却水系１に注入するよう、薬注制御装置６で制御される。
【００８１】
薬注制御装置６は、測定値であるＴ１、Ｔ２、予め設定された、或いは測定し求めた、水の比熱（ｃ）、循環水量（Ｒ）、水の蒸発潜熱（Ｑ）、冷却水の濃縮倍率（Ｎ）、必要に応じ測定した外気温（Ｔ０）を基に、前述の式（１）〜式（３）、式（５）の何れかの式に従って開放循環冷却水系１への理論補給水量（Ｍ）或いは補正理論補給水量（Ｍｔ）を求め、それら求めた補給水量に比例する量の一液型水処理薬剤５ａを前記開放循環冷却水系１に注入するよう薬注ポンプ運転シグナル６ｅを薬注ポンプ５ｃに出力する。
【００８２】
その結果、薬注ポンプ５ｃは、求めた補給水量に比例する量の一液型水処理薬剤５ａを前記開放循環冷却水系１に注入し、Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２、ΔＴ等の温度条件が設定温度を越えた時には、適宜注入量を増加させることで、前記開放循環冷却水系１の一液型水処理薬剤５ａが真に必要な濃度に維持、管理されることとなる。
【００８３】
なお、図１においては、薬注制御装置６は、電気伝導率計７からの電気伝導率データ７ａを基に、強制補給弁４ｇを開閉する強制補給シグナル６ｆを出力する機能を持つが、当然別装置として、薬注制御装置６から分離しても構わない。
【００８４】
図２は、スケール防止成分又は／及びスライムコントロール成分を別途開放循環冷却水系に追加注入する本発明である水処理薬剤の注入方法が適用される開放循環冷却水系（一例）の概略図である。
【００８５】
開放循環冷却水系１３は、図１の開放循環冷却水系１と、タンク５ｂ内の水処理薬剤５ｅ、温度センサ（往）１０ａ及び温度センサ（還）９ａの設置場所が異なること、別途、薬注装置２つ有する点、即ち追加薬注装置１４、第２の追加薬注装置１５を有する点、以外構成において変わらない。従って、図２において図１と同一の符号は、同一の装置、機能を有するものとして説明を省略する。
【００８６】
水処理薬剤５ｅは、追加薬注装置１４及び第２の追加薬注装置１５で注入される水処理薬剤を含まないこと、或いはそれらを含み一液型水処理薬剤５ａとしてもよい。ただし、追加する水処理薬剤は、追加薬注装置１４及び第２の追加薬注装置１５から行う。これにより、温度条件が設定温度を越えた場合に、必要な水処理薬剤を追加水処理薬剤１４ａ、１５ａとして注入することができ、経済的である。
【００８７】
例えば、追加水処理薬剤１４ａがスライムコントロール成分、追加水処理薬剤１５ａがスケール防止成分などとする。
【００８８】
温度センサ（往）１０ａ及び温度センサ（還）９ａの設置場所は、それぞれ冷却塔２の下部水槽２ｄ、上部水槽２ｆであり、より簡便にＴ１、Ｔ２を測定することができる。
【００８９】
追加薬注装置１４は、追加水処理薬剤１４ａを貯留するタンク１４ｂと、前記タンク１４ｂから下部水槽２ｄに連絡する追加薬注ライン１４ｄと、追加水処理薬剤１４ａを前記追加薬注ライン１４ｄを通し下部水槽２ｄに注入するための薬注ポンプ１４ｃとからなる。
【００９０】
薬注ポンプ１４ｃは、流体を移送することができるポンプであれば、特に限定されない。なお、薬注ポンプ１４ｃは、上述の薬注制御装置６から出力された薬注ポンプ運転シグナル６ａに基づき駆動し、温度条件により追加注入する量の追加水処理薬剤１４ａ（例えば、スライムコントロール成分）を前記開放循環冷却水系１３に注入するよう、薬注制御装置６で制御される。
【００９１】
第２の追加薬注装置１５は、追加水処理薬剤１５ａを貯留するタンク１５ｂと、前記タンク１５ｂから下部水槽２ｄに連絡する追加薬注ライン１５ｄと、追加水処理薬剤１５ａを前記追加薬注ライン１５ｄを通し下部水槽２ｄに注入するための薬注ポンプ１５ｃとからなる。
【００９２】
薬注ポンプ１５ｃは、流体を移送することができるポンプであれば、特に限定されない。なお、薬注ポンプ１５ｃは、上述の薬注制御装置６から出力された薬注ポンプ運転シグナル６ｂに基づき駆動し、温度条件により追加注入する量の追加水処理薬剤１４ａを前記開放循環冷却水系１３に注入するよう、薬注制御装置６で制御される。
【実施例１】
【００９３】
実稼働中のある冷却塔で実測した補給水量（実測）と、式（２）から求めた理論補給水量（Ｍ）、及び式（３）、式（４）から求めた補正理論補給水量（Ｍｔ）の比較試験について、図３を参照し説明する。
【００９４】
図３は、補給水量実測値と理論補給水量及び補正理論補給水量の関係を示す図である。図３の横軸は補給水量実測値（ｍ３／ｈ）、縦軸は式（２）、及び式（３）、式（４）から求めた補給水量計算値（ｍ３／ｈ）である。◇は式（２）によって求められた理論補給水量、▲は、外気温（Ｔ０）を基に式（２）で求めた理論補給水量（◇）を式（３）、式（４）によって補正して求めた補正理論補給水量である。
但し、式（４）における係数ａ＝０．０１５、ｂ＝０．５とした。
【００９５】
実測した補給水量の値と、式（２）、及び式（３）、式（４）から求めた補給水量計算値とが一致すれば、一次関数ｙ＝ｘ上に、◇、▲はプロットされることとなる。ところが、外気温による補正を行わない式（２）より求めた理論補給水量◇は、全体的に若干高めの値となる。
【００９６】
従って、理論補給水量を基に水処理薬剤を注入した場合、水処理薬剤の濃度が所定の濃度よりやや高くなることとなる。しかし、式（１）、（２）で求めた理論補給水量を基に水処理薬剤の注入量を決定しても、水処理薬剤の不足はなく、水処理薬剤の機能を発揮させるという点では、開放循環冷却水系の実際の稼働において支障はない。
【００９７】
一方、プロットされた補正理論補給水量▲は、実際の補給水量（実測）に極めて近い値を示していることがわかり、外気温（Ｔ０）の関数で補正する、式（３）、式（４）を用いた理論補給水量の補正方法が有効であることがわかる。
【００９８】
即ち、上述の補正理論補給水量を基に水処理薬剤の注入量を決定することで、補給水比例注入を行っていれば効果の得られる水処理薬剤、例えば、防食成分、適正温度条件で使用されるスケール防止成分、スライムコントロール成分などの濃度を、簡易に、適正値に調節することができる。
【００９９】
また、ある温度条件では、スケール防止成分、スライムコントロール成分は不足するため、本発明に従って水処理薬剤を追加注入を行うことで、水処理薬剤の濃度を常にその効果を発揮し得る適正濃度に調節することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】温度因子に応じて一液型水処理薬剤を追加注入する場合の、本発明である水処理薬剤の注入方法が適用される開放循環冷却水系（一例）の概略図である。
【図２】スケール防止成分又は／及びスライムコントロール成分を別途開放循環冷却水系に追加注入する本発明である水処理薬剤の注入方法が適用される開放循環冷却水系（一例）の概略図である。
【図３】補給水量実測値と理論補給水量及び補正理論補給水量の関係を示す図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１ 開放循環冷却水系
２ 冷却塔
２ａ 冷却水
２ｂ オーバーフロー水
２ｃ ブロー配管
２ｄ 下部水槽
２ｅ ファン
２ｆ 上部水槽
２ｇ ブロー水
３ 循環ライン
３ａ 循環水
３ｂ 循環ポンプ
３ｃ 熱交換器
３ｄ 冷却水還配管
３ｅ 冷却水往配管
４ 補給ライン
４ａ 補給水
４ｃ 補給配管
４ｅ ボールタップ
４ｆ 強制補給ライン
４ｇ 強制補給弁
５ 薬注装置
５ａ 水処理薬剤
５ｂ タンク
５ｃ 薬注ポンプ
５ｄ 薬注ライン
５ｅ 水処理薬剤
６ 薬注制御装置
６ａ 薬注ポンプ運転シグナル
６ｂ 薬注ポンプ運転シグナル
６ｅ 薬注ポンプ運転シグナル
６ｆ 強制補給シグナル
７ 電気伝導率計
７ａ 電気伝導率データ
８ 水処理薬剤の注入装置
９ 温度センサ（還）
９ａ 温度センサ（還）
１０ 温度センサ（往）
１０ａ 温度センサ（往）
１１ オーバーフローライン
１２ 外気温センサ
１３ 開放循環冷却水系
１４ 追加薬注装置
１４ａ 追加水処理薬剤
１４ｂ タンク
１４ｃ ポンプ
１４ｄ 追加薬注ライン
１５ 第２の追加薬注装置
１５ａ 追加水処理薬剤
１５ｂ タンク
１５ｃ 薬注ポンプ
１５ｄ 追加薬注ライン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調用、各種工業用等の開放循環冷却水系に注入する水処理薬剤の注入方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
開放循環冷却水系では、水の一部を蒸発させているので循環水系内の溶解物は次第に濃縮されていく。濃縮が進むと、カルシウム等のスケールが発生し、さらには、微生物の増殖によるスライム障害なども発生してくる。加えて構成機器の軟鋼や銅にも腐食が発生するというような問題も生じてくる。
【０００３】
こうした問題を防止して、設備機器の安全かつ効率的な運転を確保するため冷却水に様々な水処理薬剤が注入される。開放循環冷却水系に注入される水処理薬剤には、防食成分、スケール防止成分、スライム増殖を抑制するスライムコントロール成分、及びこれらの各種成分を配剤し複数の効果を持たせた一液型水処理薬剤等がある。
【０００４】
水処理薬剤は、冷却水中に一定濃度を維持することで効果を発揮し、濃度が低い場合は効果が不十分となり上記各種の問題が発生する。一方、水処理薬剤の濃度が高すぎる場合は水処理薬剤の費用がかさみ不経済となるとともに、返って弊害をもたらすこともある。
【０００５】
その為、開放循環冷却水系における水処理薬剤の注入に関し、冷却水中の水処理薬剤の濃度を一定濃度以上に維持する様々な方法が検討されてきた。
【０００６】
例えば、特許文献１、２には、タイマーによって薬注ポンプをＯＮ−ＯＦＦ制御し、定期的に水処理薬剤を注入する方法がある。
【特許文献１】特開平０８−１７３９７１号公報
【特許文献２】実新出願平０９−１０５９２号公報
【０００７】
特許文献１、２に開示されたタイマーによって薬注ポンプを制御する水処理薬剤の注入方法では、一定時間毎に一定量の水処理薬剤を注入するため、冷却塔や冷凍機の負荷及び各種の温度条件に応じて水処理薬剤の注入量を変化させることが難しく、冷却水中の薬剤濃度を一定に維持することは困難である。従って、冷却水中で真に必要な一定以上の薬剤濃度を確保するためには、過剰に注入するしかなく、経済的でなかった。
【０００８】
また、特許文献３、特許文献４には、水処理薬剤をトレーサー物質とし、あるいは水処理薬剤に比例した濃度のトレーサー物質を添加し、トレーサー物質を連続的に測定して水処理薬剤の注入量を制御する方法が開示されている。
【特許文献３】特開平４−２９６６５２号公報
【特許文献４】特開２００４−３２２０５８号公報
【０００９】
しかし、特許文献３、特許文献４に記載の水処理薬剤の注入方法では、冷却水中の水処理薬剤濃度を一定に維持することは可能であるが、ある種の温度条件に対応して水処理薬剤を追加注入するというような調整をするまでには至っていない。加えて、高度な測定機器を必要とするため初期投資が多額となり、また、測定制御機器を安全かつ高精度に維持・運転させるためのメンテナンス費用も高いものとなる。
【００１０】
さらに、特許文献５には、パルス発信式流量計等で補給水の補給量を測定し、補給水に対して一定量の水処理薬剤を比例注入する方法が開示されている。
【特許文献５】特開平０７−１１９９１６号公報
【００１１】
この方法では、比較的簡便かつ装置の信頼性も高く、自動ブローによる冷却水の濃縮管理と組み合わせることで冷却水中の薬剤濃度を一定に維持することが可能である。しかし、この方法でも、ある種の温度条件に対応して水処理薬剤を追加注入するというような調整をするまでには至っていない。また、高価なパルス発信式流量計を補給水ラインの配管内に設置する必要があり、経済的かつ簡便な方法とは言えない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
他方、スケール防止成分やスライムコントロール成分といった水処理薬剤は、ある種の温度条件に於いては、通常の場合よりも薬剤の濃度を高めなければ効果を十分に発揮させることができないことがある。
【００１３】
例えば、熱交換器の負荷が高くなると、熱交換器伝熱面の温度が上昇し、スケール障害が発生し易くなる。
【００１４】
また、水温や外気温度が高くなると、スライム障害が発生し易くなる。このような現象は、特に、夏季に発生しやすい。このため、夏季には通常から、或いは外気温が高くなるころを見計らって、予め水処理薬剤を多く注入し、冷却水中の水処理薬剤の濃度を高めに維持することによって、水処理薬剤の効果を発揮させ、それら障害を防止する必要が生じる。
【００１５】
一方、熱交換器の負荷が低い場合、補給水の補給量が少なく、開放循環冷却水系における冷却水の入れ替わり頻度が低下する。この場合、補給水の注入量に比例して冷却水中に注入される水処理薬剤の注入頻度も低下し、水処理薬剤が長時間開放循環冷却水系に留まることとなる。
【００１６】
水処理薬剤が、長時間開放循環冷却水系に留まっていると、時間の経過とともにそれ自体が分解し、冷却水中の実質的な水処理薬剤の濃度が低下する。従って、熱交換器の負荷が低い場合には、補給水に比例した量の水処理薬剤を注入していても、効果を十分に発揮させるために必要な量が不足してしまうことがある。例えば、分解速度が速い、スライムコントロール成分などが該当する。
【００１７】
このような現象は、特に、冬季に発生しやすい。このため、冬季には通常から、あるいは外気温が低下するころを見計らって、理論上必要とされる注入量より多く水処理薬剤を注入し、冷却水中の水処理薬剤の濃度を高めに維持することによって水処理薬剤の効果を発揮させ、障害を防止する必要が生じる。
【００１８】
水処理薬剤を注入する場合は、熱交換器の負荷や各種の温度条件に対応して最も効果的かつ経済的に注入されなければならない。即ち、開放循環冷却水系において、水処理薬剤の効果を十分に発揮させる為には、運転時の条件に対応した真に必要な一定以上の薬剤濃度を維持することが重要である。
【００１９】
そこで、本発明は、経済的かつ簡便に、冷却水中の水処理薬剤の濃度を、温度条件への対応も含めて所定の濃度に調節することができる、開放循環冷却水系における水処理薬剤の注入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】
【００２０】
本発明は、上記課題を解決するためのものである。即ち、請求項１、２に係る本発明は、熱交換器に冷却水を循環供給すると共にこの冷却水を冷却塔で冷却し、かつ、冷却水の一部をブローすると共に補給水を供給して冷却水の濃縮倍率を一定に保つようにし、防食成分、スケール防止成分、スライムコントロール成分の内、少なくとも１つの成分を含む水処理薬剤を、補給水量に対して比例的に注入する開放循環冷却水系において、外気温Ｔ０、もしくは冷却水（循環水）の温度が設定温度以上のとき、スライムコントロール成分を含む水処理薬剤を追加注入することを特徴とする水処理薬剤の注入方法の提供、さらに上記において、冷却塔から熱交換器に向かう冷却水（循環水）の温度Ｔ１と、熱交換器から冷却塔に戻る冷却水（循環水）の温度Ｔ２の温度差ΔＴ（＝Ｔ２−Ｔ１）が、設定温度以下のとき、スライムコントロール成分を含む水処理薬剤を追加注入することを特徴とする水処理薬剤の注入方法を提供するものである。
【００２１】
また、請求項３に係る本発明は、熱交換器に冷却水を循環供給すると共にこの冷却水を冷却塔で冷却し、かつ、冷却水の一部をブローすると共に補給水を供給して冷却水の濃縮倍率を一定に保つようにし、防食成分、スケール防止成分、スライムコントロール成分の内、少なくとも１つの成分を含む水処理薬剤を、補給水量に対して比例的に注入する開放循環冷却水系において、冷却塔から熱交換器に向かう冷却水（循環水）の温度Ｔ１と、熱交換器から冷却塔に戻る冷却水（循環水）の温度Ｔ２の温度差ΔＴ（＝Ｔ２−Ｔ１）が、設定温度以上のとき、スケール防止成分を含む水処理薬剤を追加注入することを特徴とする水処理薬剤の注入方法を提供するものである。
【００２２】
さらに、請求項４に係る発明は、前記追加注入する水処理薬剤の注入量が、追加注入時の温度因子の関数により決定されることを特徴とする前記何れかに記載の水処理薬剤の注入方法を提供するものである。
【００２３】
加えて、請求項５に係る発明は、前記補給水量に対して比例的に注入する水処理薬剤の注入量が、冷却塔から熱交換器に向かう冷却水（循環水）の温度Ｔ１（℃）、熱交換器から冷却塔に戻る冷却水（循環水）の温度Ｔ２（℃）から次式（１）に従って前記冷却水への理論補給水量（Ｍ）を求め、前記理論補給水量（Ｍ）に比例する量として決定されるものであることを特徴とする前記何れかに記載の水処理薬剤の注入方法を提供するものである。
Ｍ＝（（Ｔ２−Ｔ１）×ｃ×Ｒ／Ｑ）×（Ｎ／（Ｎ−１））・・・（式１）
Ｍ：理論補給水量（ｍ３／ｈ）
ｃ：水の比熱（ｋｃａｌ／ｋｇ・℃）
Ｒ：冷却水の循環水量（ｍ３／ｈ）
Ｑ：水の蒸発潜熱（ｋｃａｌ／ｋｇ）
Ｎ：冷却水の濃縮倍率（倍）
【００２４】
また、請求項６に係る発明は、前記理論補給水量を、外気温Ｔ０（℃）の関数となる補正係数を用いて補正し、該補正した理論補給水量（補正理論補給水量）に比例する量の水処理薬剤を注入することを特徴とする上記記載の水処理薬剤の注入方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明は、以上の構成であるから、冷却水中の水処理薬剤の濃度を真に必要な濃度に簡易かつ低コストに維持・管理することができる。
【００２６】
具体的には、請求項１に係る発明によれば、外気温Ｔ０、もしくは冷却水の温度が設定温度以上であるとき、即ち、スライムコントロール成分が通常管理よりさらに必要なときに、スライムコントロール成分を含む水処理薬剤を追加注入するので、温度因子に変化があってもスライム防止に真に必要な濃度に水処理薬剤濃度を管理することができ、水処理薬剤の効果を維持することが可能となる。
【００２７】
なお、スライムコントロール成分を含む一液型水処理薬剤を追加注入する方法、スライムコントロール成分のみの水処理薬剤を別途追加注入する方法の何れも採用できるが、スライムコントロール成分のみの水処理薬剤を別途追加注入する方法の方が、他の水処理薬剤の過剰注入がなく経済的である。
【００２８】
請求項２に係る発明によれば、ΔＴが設定温度以下のとき、即ち、熱交換器の負荷が低くスライムコントロール成分が長期に冷却水に滞留し、通常管理よりさらに必要なときに、スライムコントロール成分を追加注入するので、温度因子に変化があってもスライム防止に必要な濃度に水処理薬剤濃度を管理することができ、水処理薬剤の効果を維持することが可能となる。
【００２９】
なお、スライムコントロール成分を含む一液型水処理薬剤を追加注入する方法、スライムコントロール成分のみの水処理薬剤を別途追加注入する方法の何れも採用できるが、上述のように、スライムコントロール成分のみの水処理薬剤を別途追加注入する方が、経済的である。
【００３０】
請求項３に係る発明によれば、ΔＴが設定温度以上のとき、即ち、熱交換器の負荷が高くスケール防止成分が通常管理よりさらに必要なときに、スケール防止成分を追加注入するので、温度因子に変化があってもスケール防止に必要な濃度に水処理薬剤濃度を管理することができ、水処理薬剤の効果を維持することが可能となる。
【００３１】
なお、スケール防止成分を含む一液型水処理薬剤を追加注入する方法、スケール防止成分のみの水処理薬剤を別途追加注入方法の何れも採用できるが、上述のように、スケール防止成分のみの水処理薬剤を別途追加注入する方が、経済的である。
【００３２】
請求項４の発明によれば、追加注入時の、例えば、設定温度に採用した冷却水の温度、Ｔ１、Ｔ２、又は外気温Ｔ０の何れかの温度因子の関数により、注入量が決定されるため、即ち、設定温度を超えた場合に、その程度によって追加注入量を変動することができるため、例えば、熱交換器の稼働率に変動が多い冷却塔、加えて季節の変わり目など外気温の変化が大きい時であっても、追加する水処理薬剤を真に必要な濃度に管理することができ、より経済的に水処理薬剤の効果を維持することが可能となる。
【００３３】
また、請求項５に係る発明によれば、Ｔ１、Ｔ２を測定し、その他のデータは、予め、開放循環冷却水系毎に定まる値を入力情報として用い、式（１）から理論補給水量を求め、その理論補給水量に比例した水処理薬剤を冷却水２ａに注入することで、補給水に対して比例注入する水処理薬剤においても、簡易かつ低コストで冷却水２ａ中の水処理薬剤５ａを適正な濃度に管理することができる。
【００３４】
従って、従来のように、補給水４ａ量を実測するための高価なパルス発信式流量計を設置する必要がなく、簡易、低コストで補給水４ａ量を把握することができる。またパルス発信式流量計を設置するために開放循環冷却水系の稼働を停止する必要がなく、簡便に既存の開放循環冷却水系に適用できる点、極めて優れている。
【００３５】
さらに、請求項６に係る発明によれば、理論補給水量を外気温（Ｔ０）の関数となる補正係数を基に補正し、補正した理論補給水量（以下、補正理論補給水量という。）を求めることにより、より精度よく補給水量を把握し、その補正理論補給水量に比例した水処理薬剤を冷却水２ａに注入することで、より適切に補給水に対して比例注入する水処理薬剤の冷却水２ａ中での濃度を所定値に管理することができることとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
経済的かつ簡便に、冷却水中の水処理薬剤の濃度を、温度条件への対応も含めて所定の濃度に管理する開放循環冷却水系における水処理薬剤の注入方法を提供する目的を熱交換器に冷却水を循環供給すると共にこの冷却水を冷却塔で冷却し、かつ、冷却水の一部をブローすると共に補給水を供給して冷却水の濃縮倍率を一定に保つようにし、防食成分、スケール防止成分、スライムコントロール成分の内、少なくとも１つの成分を含む水処理薬剤を、補給水量に対して比例的に注入する開放循環冷却水系において、
外気温Ｔ０、冷却水温度、又は冷却塔から熱交換器に向かう冷却水（循環水）の温度Ｔ１と、熱交換器から冷却塔に戻る冷却水（循環水）の温度Ｔ２の温度差ΔＴ（＝Ｔ２−Ｔ１）が設定温度を超えたとき、必要な水処理薬剤を追加注入することを特徴とする水処理薬剤の注入方法の構成とすることで実現した。
【００３７】
さらに、水処理薬剤の注入量を、追加注入時の温度因子の関数により決定し、至適量に変動させて水処理薬剤を注入することで実現した。また、前記補給水量に対して比例的に注入する水処理薬剤の注入量が、冷却塔から熱交換器に向かう冷却水（循環水）の温度Ｔ１（℃）、熱交換器から冷却塔に戻る冷却水（循環水）の温度Ｔ２（℃）から次式（１）に従って前記冷却水への理論補給水量（Ｍ）を求め、前記理論補給水量（Ｍ）に比例する量として決定されるものであることを特徴とする前記何れかに記載の水処理薬剤の注入方法の構成として実現した。 Ｍ＝（（Ｔ２−Ｔ１）×ｃ×Ｒ／Ｑ）×（Ｎ／（Ｎ−１））・・・（式１）
Ｍ：理論補給水量（ｍ３／ｈ）
ｃ：水の比熱（ｋｃａｌ／ｋｇ・℃）
Ｒ：冷却水の循環水量（ｍ３／ｈ）
Ｑ：水の蒸発潜熱（ｋｃａｌ／ｋｇ）
Ｎ：冷却水の濃縮倍率（倍）
【００３８】
加えて、前記理論補給水量を、外気温Ｔ０（℃）の関数となる補正係数を用いて補正し、該補正した理論補給水量（補正理論補給水量）に比例する量の水処理薬剤を注入することを特徴とする上記記載の水処理薬剤の注入方法の構成とすることで実現した。
【００３９】
水処理薬剤には、防食成分、スケール防止成分、スライムコントロール成分など、注入する箇所に必要な成分を単一で含まれているもの、或いはそれら成分の２つ以上を混合して一液とした一液型のものなどがある。それら水処理薬剤は、薬剤としての効果を維持するため、所定濃度に管理されるよう開放循環冷却水系に注入される。
【００４０】
温度因子とは、水処理薬剤を補給水に対して比例的に注入するだけでは水処理薬剤の効果が維持できないとする判断の対象、即ち追加的に水処理薬剤が必要だと判断する温度の対象である。例えば、冷却塔が設置されている環境の外気温Ｔ０、冷却塔から熱交換器に向かう冷却水（循環水）の温度Ｔ１、熱交換器から冷却塔に戻る冷却水（循環水）の温度Ｔ２、Ｔ１とＴ２の温度差ΔＴ（＝Ｔ２−Ｔ１）などがある。ΔＴにより熱交換器の負荷の大きさを推測することができる。
【００４１】
Ｔ０は、外気温の測定値であり、冷却塔付近のリアルタイムの測定値、所定時間の平均値などが利用でき、それらデータは薬注制御装置６に送られ、水処理薬剤の追加注入の有無、注入量の決定、さらに補正理論補給量の算出に用いられる。
【００４２】
冷却水温度Ｔ１は、冷却塔から熱交換器に向かう冷却水（循環水）の温度であり、冷却塔下部水槽２ｄ内の冷却水２ａ温度や、冷却塔から熱交換器に向かう冷却水往配管３ｅ中の任意の位置における冷却水温度を、水温測定手段（測温抵抗体、熱電対など）により測定することで、冷却水温度の測定値Ｔ１とすることができる。
【００４３】
また、冷却水温度Ｔ２は、熱交換器から冷却塔に戻る冷却水（循環水）の温度であり、冷却塔上部水槽２ｆ内の冷却水２ａ温度や、熱交換器から冷却塔に戻る冷却水還配管３ｄ中の任意の位置における冷却水温度を、水温測定手段（測温抵抗体、熱電対など）により測定することで、測定値Ｔ２として得ることができる。
【００４４】
また、冷凍機等で、冷却水の入り口、出口の温度をリアルタイムに測定している場合等、開放循環冷却水系の運転情報からＴ１、Ｔ２の値が得られる場合には、その値を採用しても構わない。このようにして求めたＴ１、Ｔ２データは、薬注制御装置６に送信され、水処理薬剤の追加注入の有無、注入量の決定、さらに補正理論補給量の算出に用いられる。
【００４５】
また、Ｔ１、Ｔ２は、それぞれ単位時間当たりの平均温度を使用してもよく、例えば、１時間当たりに複数回測定したＴ１、Ｔ２、それぞれの平均値から、式（１）に従って、１時間当たりの理論補給水量を求めてもよい。
【００４６】
水処理薬剤の追加注入の有無の決定に際し、各温度因子に優劣はなく、各冷却塔設置環境により、入手し易さ、誤差の多少などを勘案し、採用する温度因子を適宜選択することができる。また、採用できる温度因子の全てを測定して、その中のどれか一つが判断基準に達すれば必要な水処理薬剤を追加注入することとしても問題は無い。
【００４７】
スライムコントロール成分の追加注入が必要となるＴ０、冷却水温度、ΔＴの設定温度とは、スライムコントロール成分の追加注入の有無の判断基準になる値であり、各冷却水系毎に最適な値を適宜設定することができる。具体的には、Ｔ０の設定温度は、例えば
２５℃とするのが好適である。従って、Ｔ０が２５℃以上のとき補給水量に比例する通常の水処理薬剤の注入に追加してスライムコントロール成分を注入する。外気温が２５℃以上になると、スライムが急激に増殖するからである。
【００４８】
Ｔ１の設定温度は、例えば３０℃が好適であり、Ｔ１が３０℃以上のとき、Ｔ０と同様、スライムコントロール成分を追加注入する。Ｔ２の設定温度は、例えば３５℃が好適であり、Ｔ２が３５℃以上のとき、Ｔ０と同様、スライムコントロール成分を追加注入する。
【００４９】
さらに、ΔＴの設定温度は、例えば２℃が好適である。即ちΔＴが２℃以下では、冷却水の入れ替わりが少なく、スライムコントロール成分が長期間冷却水に滞留し、分解して濃度の低下した状態となるので、十分効果を発揮していない。従って、ΔＴが２℃以下のとき、補給水量に比例する通常の水処理薬剤の注入に追加してスライムコントロール成分を注入する。
【００５０】
スケール防止成分の追加注入が必要となるΔＴの設定温度とは、スケール防止成分の追加注入の有無の判断基準になる値であり、各冷却水系毎に最適な値を適宜設定することができる。具体的には、ΔＴは、例えば７℃とするのが好適である。即ちΔＴが７℃以上では、熱交換器の負荷が高く、熱交換器伝熱面の温度が高いので、スケール析出傾向になる。従って、ΔＴが７℃以上のとき、補給水量に比例する通常の水処理薬剤の注入に追加してスケール防止成分を注入する。
【００５１】
追加注入方法は、一液型水処理薬剤であっても、スライムコントロール成分、スケール防止成分単一成分の注入であっても、比例注入方法、タイマー注入方法、一時的な注入方法などが採用できる。
【００５２】
比例注入方法とは、補給水量に比例して一定量を注入する方法である。追加注入する成分を含む一液型水処理薬剤であれば、薬注装置５の薬注ポンプ５ｃを追加運転をさせればよい。別途、スライムコントロール成分、スケール防止成分を追加注入する場合には、追加注入用の薬液タンクと薬注ポンプを設けて、その薬注ポンプを補給水量に比例させて、所定時間運転させればよい。
【００５３】
タイマー注入方法とは、タイマーを用いて間欠的に冷却水に水処理薬剤を注入する方法である。例えば、１日に１時間、あるいは１時間毎に１０分間等薬注ポンプを運転して水処理薬剤を注入する方法であり、対応すべき条件に合わせて、任意の時間間隔と任意の注入時間、注入量を選択することができる。
【００５４】
一時的な注入方法とは、温度条件が設定温度を越えた時に一時的に、保有冷却水量に対して、予め決められた量、例えば１００ｍｇ／ｌの量の水処理薬剤を注入する方法である。
【００５５】
水処理薬剤の追加注入量は、温度因子が設定値以上、或いは以下になった場合に、上述のように予め決められた量の注入量を追加することで簡易に実現できる。さらに、設定温度に採用した温度因子の温度の関数として、水処理薬剤の注入量を変動させることも可能である。これにより、より適切に水処理薬剤の効果を得ることができる。
【００５６】
例えば、補給水量Ａｍ３に対して、通常注入量をＢｍｌ、設定温度Ｃ℃のとき、追加水処理薬剤をＤｍｌを追加注入する場合において、追加注入時の測定温度がＥ℃（Ｅ＞Ｃ、設定温度以上）であったとき、
追加注入量Ｆ＝Ｄ＋α（Ｅ−Ｃ）；αは定数
などにより、設定温度を超えた温度毎に追加注入量を増減する制御をすることができる。
【００５７】
補給水量は、流量計での実測値、種々の方法により計算上求められた補給水量であってもよいが、上記式（１）により、求める理論補給水量を用いるのが、簡便でかつ経済的である。
【００５８】
式（１）の水の比熱（ｃ）は、温度によって変化する値であるが、誤差が小さいため、１ｋｃａｌ／ｋｇ・℃として差し支えない。ただし、温度に対応する比熱データを予め薬注制御装置６に入力しておき、冷却水２ａの測定温度（Ｔ１、Ｔ２等）に対応する比熱（ｃ）を用いれば、さらに精度よく理論補給水を求めることができる。
【００５９】
冷却水２ａの循環水量（Ｒ）は通常一定とみなすことができるので、開放循環冷却水系毎に設計値として定まる循環水量（Ｒ）を使用して差し支えない。ただし、循環ライン３に、循環水３ａの循環水量を測定するための流量計を設置してもよく、前記流量計で測定した循環水量を使用することもできる。
【００６０】
水の蒸発潜熱（Ｑ）は、冷却水２ａの温度に応じて定まる定数であるが、一般的に、冷却水の温度は３０℃程度であるので、簡易には３０℃における水の蒸発潜熱（５８０Ｋｃａｌ／Ｋｇ）を使用して差し支えない。ただし、理論補給水量の算出精度をより高めるために、温度に対応する蒸発潜熱のデータを予め入力しておき、Ｔ１、Ｔ２、又はＴ１、Ｔ２の平均値等に対応する水の蒸発潜熱（Ｑ）を使用しても構わない。
【００６１】
冷却水の濃縮倍率（Ｎ）は、冷却水の管理目標水質と補給水水質から開放循環冷却水系毎に適宜設定した定数である。ただし、冷却水の水質情報（電気伝導率やイオン濃度）を測定し、補給水の水質情報で除した値を濃縮倍率として採用することも可能である。
【００６２】
従って、通常は、
補給水量（Ｍ）＝
（（Ｔ２−Ｔ１）×１×Ｒ／５８０）×（Ｎ／（Ｎ−１））・・・（式２）
として簡易的に理論補給水量を求めて差し支えない。
【００６３】
即ち、Ｔ１、Ｔ２を測定し、式（１）、或いは式（２）から理論補給水量を求めることで、開放循環冷却水系１への補給水４ａ量を把握することができる。
【００６４】
次に、式（１）、或いは式（２）で算出した理論補給水量（Ｍ）を外気温（Ｔ０）を基に補正する方法について説明する。開放循環冷却水系１への補給水４ａ量は、Ｔ１、Ｔ２を測定し、式（１）、或いは式（２）から理論補給水量（Ｍ）として把握することができるが、前記理論補給水量（Ｍ）と、実際の補給水量（実測）との間には誤差が生じることがある。
【００６５】
その原因を鋭意探求した結果、誤差と外気温Ｔ０との間に相関関係があることを見出した。そこで、理論補給水量を外気温Ｔ０の関数となる補正係数を基に補正し、補正理論補給水量を求めることにより、より精度よく補給水量を把握し、その補正理論補給水量に比例した水処理薬剤を冷却水２ａに注入することで、より適切に水処理薬剤の冷却水２ａ中での濃度を所定値に管理することができることとなる。
【００６６】
例えば、外気温（Ｔ０）の関数となる補正係数をηとすると、
外気温（Ｔ０）の影響を加味した補正理論補給水量Ｍｔ（ｍ３／ｈ）は、次式（３）で求められる。
Ｍｔ＝η×Ｍ・・・・（３）
【００６７】
ここで、例えば、補正係数（η）は、外気温（Ｔ０）の１次関数として次式（４）を用いることができる。
η＝ａ×Ｔ０＋ｂ・・・（４）
【００６８】
一般的な設備であれば、係数ａは０．０１５、ｂは０．５として差し支えない。なお、係数ａ、ｂを設備毎に計算することにより、より精度よく補正理論補給水量を求めることができる。具体的には、理論補給水量（Ｍ）と補給水の実測値とを比較し、一致するようａ、ｂを設備毎に定める。また、補正係数（η）は、一次関数に限らず、二次関数その他の関数としてもよい。要は、外気温（Ｔ０）を基に、実測した補給水量に最も近い値の補正理論補給水量を求められる関数であればよい。
【００６９】
さらに、補正理論補給水量（Ｍｔ）は、理論補給水量（Ｍ）から外気温（Ｔ０）の関数ｆ（Ｔ０）を減じる補正を行い、次式（５）によって算出することも可能である。なお、関数ｆ（Ｔ０）は、補正係数（η）同様、一次、二次、その他の関数とすることができる。
Ｍｔ＝Ｍ−ｆ（Ｔ０）・・・（５）
【００７０】
以下、添付図面に基づいて、本発明である水処理薬剤の注入方法について詳細に説明する。
【００７１】
図１は、温度因子に応じて一液型水処理薬剤を追加注入する場合の、本発明である水処理薬剤の注入方法が適用される開放循環冷却水系（一例）の概略図である。
【００７２】
開放循環冷却水系１は、冷却水２ａを溜める下部水槽２ｄの上方に冷却水２ａを空冷するファン２ｅを取り付け、上部に循環水３ａが戻される上部水槽２ｆ、下部には冷却水２ａをブロー水２ｇとして排出するブロー配管２ｃと接続する下部水槽２ｄを有し、冷却塔２の下部水槽２ｄの水位が一定以上にならないように、過剰の冷却水２ａをオーバーフロー水２ｂとして排出するオーバーフローライン１１が備えられた冷却塔２と、
前記下部水槽２ｄに連結し、前記冷却水２ａ（循環水３ａ）を循環ポンプ３ｂの駆動により冷凍機等の熱交換器３ｃに送る冷却水往配管３ｅ、及び熱交換器３ｃを通過し、熱交換された冷却水２ａ（循環水３ａ）を冷却塔２に戻す冷却水還配管３ｄ、並びに冷凍機等の熱交換器３ｃよりなる循環ライン３と、
前記冷却塔２に連結し、前記冷却水２ａが減少したときに前記下部水槽２ｄの水位を保つために、又は前記冷却水２ａの濃縮倍率が上昇したときに強制ブローを行うために補給水４ａを注入する補給ライン４と、
温度条件に対応し、さらに理論補給水量に比例した一液型水処理薬剤を冷却水２ａに注入する水処理薬剤の注入装置８とからなる。
【００７３】
補給ライン４は、冷却塔２内部に挿通する補給配管４ｃに、下部水槽２ｄの水面の高さに連動するボールタップ４ｅが連結し、冷却水２ａが減少したとき補給水４ａを適宜補給するラインと、冷却水２ａの濃縮倍率が設定値以上に上昇したときに、強制補給弁４ｇが開いて補給水４ａを強制的に冷却塔２に補給する強制補給ライン４ｆとを備える。
【００７４】
冷却塔２の冷却水２ａには、冷却水２ａの電気伝導率を測定する電気伝導率計７が設置され、前記冷却水２ａの電気伝導率が設定値以上になると、前記強制補給弁４ｇが開いて補給水４ａが補給され、オーバーフロー水２ｂとして冷却水の一部が排出されることで、冷却水２ａの濃縮倍率が所定の値に維持される。
【００７５】
水処理薬剤の注入装置８は、温度センサ（往）１０と、温度センサ（還）９と、薬注装置５と、薬注制御装置６からなる。なお必要に応じ外気温センサ１２を付加する。
【００７６】
温度センサ（往）１０は、冷却水往配管３ｅに設けられ、冷却塔２から熱交換器３ｃに向かう冷却水２ａの温度Ｔ１（℃）を測定する。温度センサ（往）１０で測定した温度Ｔ１は、後述の薬注制御装置６に送られる。
【００７７】
温度センサ（還）９は、冷却水還配管３ｄに設けられ、熱交換器３ｃから冷却塔２に戻る冷却水２ａの温度Ｔ２（℃）を測定する。温度センサ（還）９で測定した温度Ｔ２も、後述の薬注制御装置６に送られる。
【００７８】
なお、上記、温度センサ（還）９、（往）１０は、それぞれ配管内に挿通しても、配管に接触（貼付）させてもよい。配管に接触させる場合には、Ｔ１、Ｔ２の測定精度を高めるために、前記温度センサを含む配管部分を断熱材で覆うことが望ましい。温度センサ（還）９、（往）１０を配管に接触させる方式の場合、開放循環冷却水系１の稼働を停止せずに設置することができ、補給水量を簡易、低コストで把握することができる。一方、従来のように補給水４ａの流量を流量計を設置して測定する場合では、開放循環冷却水系を停止し、高価なパルス発信式流量計を設置しなければならず煩雑であった。
【００７９】
薬注装置５は、一液型水処理薬剤５ａを貯留するタンク５ｂと、前記タンク５ｂから下部水槽２ｄに連絡する薬注ライン５ｄと、一液型水処理薬剤５ａを前記薬注ライン５ｄを通し下部水槽２ｄに注入するための薬注ポンプ５ｃとからなる。
【００８０】
薬注ポンプ５ｃは、流体を移送することができるポンプであれば、特に限定されない。なお、薬注ポンプ５ｃは、後述の薬注制御装置６から出力された薬注ポンプ運転シグナル６ｅに基づき駆動し、補給水量に比例する量、さらに追加注入する一液型水処理薬剤５ａを前記開放循環冷却水系１に注入するよう、薬注制御装置６で制御される。
【００８１】
薬注制御装置６は、測定値であるＴ１、Ｔ２、予め設定された、或いは測定し求めた、水の比熱（ｃ）、循環水量（Ｒ）、水の蒸発潜熱（Ｑ）、冷却水の濃縮倍率（Ｎ）、必要に応じ測定した外気温（Ｔ０）を基に、前述の式（１）〜式（３）、式（５）の何れかの式に従って開放循環冷却水系１への理論補給水量（Ｍ）或いは補正理論補給水量（Ｍｔ）を求め、それら求めた補給水量に比例する量の一液型水処理薬剤５ａを前記開放循環冷却水系１に注入するよう薬注ポンプ運転シグナル６ｅを薬注ポンプ５ｃに出力する。
【００８２】
その結果、薬注ポンプ５ｃは、求めた補給水量に比例する量の一液型水処理薬剤５ａを前記開放循環冷却水系１に注入し、Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２、ΔＴ等の温度条件が設定温度を越えた時には、適宜注入量を増加させることで、前記開放循環冷却水系１の一液型水処理薬剤５ａが真に必要な濃度に維持、管理されることとなる。
【００８３】
なお、図１においては、薬注制御装置６は、電気伝導率計７からの電気伝導率データ７ａを基に、強制補給弁４ｇを開閉する強制補給シグナル６ｆを出力する機能を持つが、当然別装置として、薬注制御装置６から分離しても構わない。
【００８４】
図２は、スケール防止成分又は／及びスライムコントロール成分を別途開放循環冷却水系に追加注入する本発明である水処理薬剤の注入方法が適用される開放循環冷却水系（一例）の概略図である。
【００８５】
開放循環冷却水系１３は、図１の開放循環冷却水系１と、タンク５ｂ内の水処理薬剤５ｅ、温度センサ（往）１０ａ及び温度センサ（還）９ａの設置場所が異なること、別途、薬注装置２つ有する点、即ち追加薬注装置１４、第２の追加薬注装置１５を有する点、以外構成において変わらない。従って、図２において図１と同一の符号は、同一の装置、機能を有するものとして説明を省略する。
【００８６】
水処理薬剤５ｅは、追加薬注装置１４及び第２の追加薬注装置１５で注入される水処理薬剤を含まないこと、或いはそれらを含み一液型水処理薬剤５ａとしてもよい。ただし、追加する水処理薬剤は、追加薬注装置１４及び第２の追加薬注装置１５から行う。これにより、温度条件が設定温度を越えた場合に、必要な水処理薬剤を追加水処理薬剤１４ａ、１５ａとして注入することができ、経済的である。
【００８７】
例えば、追加水処理薬剤１４ａがスライムコントロール成分、追加水処理薬剤１５ａがスケール防止成分などとする。
【００８８】
温度センサ（往）１０ａ及び温度センサ（還）９ａの設置場所は、それぞれ冷却塔２の下部水槽２ｄ、上部水槽２ｆであり、より簡便にＴ１、Ｔ２を測定することができる。
【００８９】
追加薬注装置１４は、追加水処理薬剤１４ａを貯留するタンク１４ｂと、前記タンク１４ｂから下部水槽２ｄに連絡する追加薬注ライン１４ｄと、追加水処理薬剤１４ａを前記追加薬注ライン１４ｄを通し下部水槽２ｄに注入するための薬注ポンプ１４ｃとからなる。
【００９０】
薬注ポンプ１４ｃは、流体を移送することができるポンプであれば、特に限定されない。なお、薬注ポンプ１４ｃは、上述の薬注制御装置６から出力された薬注ポンプ運転シグナル６ａに基づき駆動し、温度条件により追加注入する量の追加水処理薬剤１４ａ（例えば、スライムコントロール成分）を前記開放循環冷却水系１３に注入するよう、薬注制御装置６で制御される。
【００９１】
第２の追加薬注装置１５は、追加水処理薬剤１５ａを貯留するタンク１５ｂと、前記タンク１５ｂから下部水槽２ｄに連絡する追加薬注ライン１５ｄと、追加水処理薬剤１５ａを前記追加薬注ライン１５ｄを通し下部水槽２ｄに注入するための薬注ポンプ１５ｃとからなる。
【００９２】
薬注ポンプ１５ｃは、流体を移送することができるポンプであれば、特に限定されない。なお、薬注ポンプ１５ｃは、上述の薬注制御装置６から出力された薬注ポンプ運転シグナル６ｂに基づき駆動し、温度条件により追加注入する量の追加水処理薬剤１４ａを前記開放循環冷却水系１３に注入するよう、薬注制御装置６で制御される。
【実施例１】
【００９３】
実稼働中のある冷却塔で実測した補給水量（実測）と、式（２）から求めた理論補給水量（Ｍ）、及び式（３）、式（４）から求めた補正理論補給水量（Ｍｔ）の比較試験について、図３を参照し説明する。
【００９４】
図３は、補給水量実測値と理論補給水量及び補正理論補給水量の関係を示す図である。図３の横軸は補給水量実測値（ｍ３／ｈ）、縦軸は式（２）、及び式（３）、式（４）から求めた補給水量計算値（ｍ３／ｈ）である。◇は式（２）によって求められた理論補給水量、▲は、外気温（Ｔ０）を基に式（２）で求めた理論補給水量（◇）を式（３）、式（４）によって補正して求めた補正理論補給水量である。
但し、式（４）における係数ａ＝０．０１５、ｂ＝０．５とした。
【００９５】
実測した補給水量の値と、式（２）、及び式（３）、式（４）から求めた補給水量計算値とが一致すれば、一次関数ｙ＝ｘ上に、◇、▲はプロットされることとなる。ところが、外気温による補正を行わない式（２）より求めた理論補給水量◇は、全体的に若干高めの値となる。
【００９６】
従って、理論補給水量を基に水処理薬剤を注入した場合、水処理薬剤の濃度が所定の濃度よりやや高くなることとなる。しかし、式（１）、（２）で求めた理論補給水量を基に水処理薬剤の注入量を決定しても、水処理薬剤の不足はなく、水処理薬剤の機能を発揮させるという点では、開放循環冷却水系の実際の稼働において支障はない。
【００９７】
一方、プロットされた補正理論補給水量▲は、実際の補給水量（実測）に極めて近い値を示していることがわかり、外気温（Ｔ０）の関数で補正する、式（３）、式（４）を用いた理論補給水量の補正方法が有効であることがわかる。
【００９８】
即ち、上述の補正理論補給水量を基に水処理薬剤の注入量を決定することで、補給水比例注入を行っていれば効果の得られる水処理薬剤、例えば、防食成分、適正温度条件で使用されるスケール防止成分、スライムコントロール成分などの濃度を、簡易に、適正値に調節することができる。
【００９９】
また、ある温度条件では、スケール防止成分、スライムコントロール成分は不足するため、本発明に従って水処理薬剤を追加注入を行うことで、水処理薬剤の濃度を常にその効果を発揮し得る適正濃度に調節することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】温度因子に応じて一液型水処理薬剤を追加注入する場合の、本発明である水処理薬剤の注入方法が適用される開放循環冷却水系（一例）の概略図である。
【図２】スケール防止成分又は／及びスライムコントロール成分を別途開放循環冷却水系に追加注入する本発明である水処理薬剤の注入方法が適用される開放循環冷却水系（一例）の概略図である。
【図３】補給水量実測値と理論補給水量及び補正理論補給水量の関係を示す図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１ 開放循環冷却水系
２ 冷却塔
２ａ 冷却水
２ｂ オーバーフロー水
２ｃ ブロー配管
２ｄ 下部水槽
２ｅ ファン
２ｆ 上部水槽
２ｇ ブロー水
３ 循環ライン
３ａ 循環水
３ｂ 循環ポンプ
３ｃ 熱交換器
３ｄ 冷却水還配管
３ｅ 冷却水往配管
４ 補給ライン
４ａ 補給水
４ｃ 補給配管
４ｅ ボールタップ
４ｆ 強制補給ライン
４ｇ 強制補給弁
５ 薬注装置
５ａ 水処理薬剤
５ｂ タンク
５ｃ 薬注ポンプ
５ｄ 薬注ライン
５ｅ 水処理薬剤
６ 薬注制御装置
６ａ 薬注ポンプ運転シグナル
６ｂ 薬注ポンプ運転シグナル
６ｅ 薬注ポンプ運転シグナル
６ｆ 強制補給シグナル
７ 電気伝導率計
７ａ 電気伝導率データ
８ 水処理薬剤の注入装置
９ 温度センサ（還）
９ａ 温度センサ（還）
１０ 温度センサ（往）
１０ａ 温度センサ（往）
１１ オーバーフローライン
１２ 外気温センサ
１３ 開放循環冷却水系
１４ 追加薬注装置
１４ａ 追加水処理薬剤
１４ｂ タンク
１４ｃ ポンプ
１４ｄ 追加薬注ライン
１５ 第２の追加薬注装置
１５ａ 追加水処理薬剤
１５ｂ タンク
１５ｃ 薬注ポンプ
１５ｄ 追加薬注ライン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器に冷却水を循環供給すると共にこの冷却水を冷却塔で冷却し、かつ、冷却水の一部をブローすると共に補給水を供給して冷却水の濃縮倍率を一定に保つようにし、防食成分、スケール防止成分、スライムコントロール成分の内、少なくとも１つの成分を含む水処理薬剤を、補給水量に対して比例的に注入する開放循環冷却水系において、外気温Ｔ０、もしくは冷却水（循環水）の温度が設定温度以上のとき、スライムコントロール成分を含む水処理薬剤を追加注入することを特徴とする水処理薬剤の注入方法。
【請求項２】
熱交換器に冷却水を循環供給すると共にこの冷却水を冷却塔で冷却し、かつ、冷却水の一部をブローすると共に補給水を供給して冷却水の濃縮倍率を一定に保つようにし、防食成分、スケール防止成分、スライムコントロール成分の内、少なくとも１つの成分を含む水処理薬剤を、補給水量に対して比例的に注入する開放循環冷却水系において、冷却塔から熱交換器に向かう冷却水（循環水）の温度Ｔ１と、熱交換器から冷却塔に戻る冷却水（循環水）の温度Ｔ２の温度差ΔＴ（＝Ｔ２−Ｔ１）が、設定温度以下のとき、スライムコントロール成分を含む水処理薬剤を追加注入することを特徴とする水処理薬剤の注入方法。
【請求項３】
熱交換器に冷却水を循環供給すると共にこの冷却水を冷却塔で冷却し、かつ、冷却水の一部をブローすると共に補給水を供給して冷却水の濃縮倍率を一定に保つようにし、防食成分、スケール防止成分、スライムコントロール成分の内、少なくとも１つの成分を含む水処理薬剤を、補給水量に対して比例的に注入する開放循環冷却水系において、冷却塔から熱交換器に向かう冷却水（循環水）の温度Ｔ１と、熱交換器から冷却塔に戻る冷却水（循環水）の温度Ｔ２の温度差ΔＴ（＝Ｔ２−Ｔ１）が、設定温度以上のとき、スケール防止成分を含む水処理薬剤を追加注入することを特徴とする水処理薬剤の注入方法。
【請求項４】
前記追加注入する水処理薬剤の注入量が、追加注入時の温度因子の関数により決定されることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載の水処理薬剤の注入方法。
【請求項５】
前記補給水量に対して比例的に注入する水処理薬剤の注入量が、冷却塔から熱交換器に向かう冷却水（循環水）の温度Ｔ１（℃）、熱交換器から冷却塔に戻る冷却水（循環水）の温度Ｔ２（℃）から次式（１）に従って前記冷却水への理論補給水量（Ｍ）を求め、前記理論補給水量（Ｍ）に比例する量として決定されるものであることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れかに記載の水処理薬剤の注入方法。
Ｍ＝（（Ｔ２−Ｔ１）×ｃ×Ｒ／Ｑ）×（Ｎ／（Ｎ−１））・・・（式１）
Ｍ：理論補給水量（ｍ３／ｈ）
ｃ：水の比熱（ｋｃａｌ／ｋｇ・℃）
Ｒ：冷却水の循環水量（ｍ３／ｈ）
Ｑ：水の蒸発潜熱（ｋｃａｌ／ｋｇ）
Ｎ：冷却水の濃縮倍率（倍）
【請求項６】
前記理論補給水量を、外気温Ｔ０（℃）の関数となる補正係数を用いて補正し、該補正した理論補給水量（補正理論補給水量）に比例する量の水処理薬剤を注入することを特徴とする請求項５に記載の水処理薬剤の注入方法。
【請求項１】
熱交換器に冷却水を循環供給すると共にこの冷却水を冷却塔で冷却し、かつ、冷却水の一部をブローすると共に補給水を供給して冷却水の濃縮倍率を一定に保つようにし、防食成分、スケール防止成分、スライムコントロール成分の内、少なくとも１つの成分を含む水処理薬剤を、補給水量に対して比例的に注入する開放循環冷却水系において、外気温Ｔ０、もしくは冷却水（循環水）の温度が設定温度以上のとき、スライムコントロール成分を含む水処理薬剤を追加注入することを特徴とする水処理薬剤の注入方法。
【請求項２】
熱交換器に冷却水を循環供給すると共にこの冷却水を冷却塔で冷却し、かつ、冷却水の一部をブローすると共に補給水を供給して冷却水の濃縮倍率を一定に保つようにし、防食成分、スケール防止成分、スライムコントロール成分の内、少なくとも１つの成分を含む水処理薬剤を、補給水量に対して比例的に注入する開放循環冷却水系において、冷却塔から熱交換器に向かう冷却水（循環水）の温度Ｔ１と、熱交換器から冷却塔に戻る冷却水（循環水）の温度Ｔ２の温度差ΔＴ（＝Ｔ２−Ｔ１）が、設定温度以下のとき、スライムコントロール成分を含む水処理薬剤を追加注入することを特徴とする水処理薬剤の注入方法。
【請求項３】
熱交換器に冷却水を循環供給すると共にこの冷却水を冷却塔で冷却し、かつ、冷却水の一部をブローすると共に補給水を供給して冷却水の濃縮倍率を一定に保つようにし、防食成分、スケール防止成分、スライムコントロール成分の内、少なくとも１つの成分を含む水処理薬剤を、補給水量に対して比例的に注入する開放循環冷却水系において、冷却塔から熱交換器に向かう冷却水（循環水）の温度Ｔ１と、熱交換器から冷却塔に戻る冷却水（循環水）の温度Ｔ２の温度差ΔＴ（＝Ｔ２−Ｔ１）が、設定温度以上のとき、スケール防止成分を含む水処理薬剤を追加注入することを特徴とする水処理薬剤の注入方法。
【請求項４】
前記追加注入する水処理薬剤の注入量が、追加注入時の温度因子の関数により決定されることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載の水処理薬剤の注入方法。
【請求項５】
前記補給水量に対して比例的に注入する水処理薬剤の注入量が、冷却塔から熱交換器に向かう冷却水（循環水）の温度Ｔ１（℃）、熱交換器から冷却塔に戻る冷却水（循環水）の温度Ｔ２（℃）から次式（１）に従って前記冷却水への理論補給水量（Ｍ）を求め、前記理論補給水量（Ｍ）に比例する量として決定されるものであることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れかに記載の水処理薬剤の注入方法。
Ｍ＝（（Ｔ２−Ｔ１）×ｃ×Ｒ／Ｑ）×（Ｎ／（Ｎ−１））・・・（式１）
Ｍ：理論補給水量（ｍ３／ｈ）
ｃ：水の比熱（ｋｃａｌ／ｋｇ・℃）
Ｒ：冷却水の循環水量（ｍ３／ｈ）
Ｑ：水の蒸発潜熱（ｋｃａｌ／ｋｇ）
Ｎ：冷却水の濃縮倍率（倍）
【請求項６】
前記理論補給水量を、外気温Ｔ０（℃）の関数となる補正係数を用いて補正し、該補正した理論補給水量（補正理論補給水量）に比例する量の水処理薬剤を注入することを特徴とする請求項５に記載の水処理薬剤の注入方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−２４３８０５（Ｐ２００９−２４３８０５Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−９２０５６（Ｐ２００８−９２０５６）
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【出願人】（０００１０１０４２）アクアス株式会社 (66)
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【出願人】（０００１０１０４２）アクアス株式会社 (66)
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