産業用冷凍装置には3種類の循環システムがあり、冷凍循環システム、水循環システム、電子制御循環システムなど、それぞれの循環システムでスケール問題が発生しやすい。安定した運転を実現するには、これらの異なる循環システムが連携して機能する必要がある。
したがって、各システムを正常な動作範囲内に維持することが必要です。国内で生産されている各種産業用冷凍機器の性能は比較的安定していますが、必要なメンテナンスや保守を長期間行わないと、必然的に多数のスケール問題が発生します。これは機器の詰まりを引き起こすだけでなく、機器内の水の流れにも影響を与えます。
スケールは産業用冷凍装置の全体的な性能に深刻な影響を与え、さらには装置全体の寿命を縮める原因にもなります。したがって、産業用冷凍装置にとって、スケールを適時に除去することは非常に重要です。
1. なぜ冷蔵庫に水垢が付くのですか？
冷却水系におけるスケールの主な成分はカルシウム塩とマグネシウム塩であり、これらの溶解度は温度の上昇とともに低下します。冷却水が熱交換器の表面に接触すると、スケールが熱交換器の表面に付着します。
冷蔵庫の汚れには、以下の4つの状況があります。
（１）多成分過飽和溶液中での塩の結晶化
（２）有機コロイド及び鉱物コロイドの沈着
（３）分散度の異なる特定の物質の固体粒子の結合。
（４）特定の物質の電気化学的腐食や微生物の増殖など。これらの混合物の沈殿がスケールの主な要因であり、固相沈殿が生じる条件は次のとおりです。まず、特定の塩の溶解度は温度の上昇とともに低下します。例えば、Ca(HCO3)2、CaCO3、Ca(OH)2、CaSO4、MgCO3、Mg(OH)2などです。次に、水が蒸発すると、水中の溶解塩の濃度が増加し、過飽和レベルに達します。加熱された水中で化学反応が起こったり、特定のイオンが他の不溶性塩イオンを形成したりします。
上記の条件を満たす特定の塩類では、まず金属表面に元の芽が付着し、その後徐々に粒子になります。非晶質または潜在的な結晶構造を持ち、凝集して結晶またはクラスターを形成します。重炭酸塩は冷却水中のスケール形成の主な原因です。これは、重炭酸カルシウムが加熱中に平衡を失い、炭酸カルシウム、二酸化炭素、水に分解するためです。一方、炭酸カルシウムは溶解度が低いため、冷却装置の表面に付着します。現在：
Ca(HCO3)2=CaCO3↓+H2O+CO2↑。
熱交換器の表面にスケールが形成されると、機器が腐食して寿命が短くなるだけでなく、熱交換器の熱伝達が阻害され、効率が低下する。
2. 冷蔵庫内の水垢除去
1. スケール除去方法の分類
熱交換器表面のスケールを除去する方法には、手動によるスケール除去、機械的なスケール除去、化学的なスケール除去、物理的なスケール除去などがある。
様々なスケール除去方法があります。物理的なスケール除去およびスケール防止方法は理想的ですが、一般的な電子スケール除去装置の動作原理上、以下のような効果が理想的でない場合もあります。
（１）水の硬度は場所によって異なる。
（２）ユニットの水硬度は運転中に変化し、ライトレイン電子スケール除去装置は製造元から送付された水サンプルに基づいてより適切なスケール除去計画を策定できるため、スケール除去は他の影響を気にしなくて済みます。
（３）オペレーターがブローダウン作業を怠ると、熱交換器の表面にはスケールが付着します。
化学的なスケール除去方法は、装置の熱伝達効率が悪く、スケール付着が深刻な場合にのみ検討できますが、装置に影響を与えるため、亜鉛メッキ層の損傷を防ぎ、装置の耐用年数に影響を与えることを避ける必要があります。
2. 汚泥除去方法
スラッジは主に、水中で溶解・増殖する細菌や藻類などの微生物群が、泥、砂、塵などと混ざり合ってできた軟らかいスラッジです。スラッジは配管の腐食を引き起こし、効率を低下させ、流れ抵抗を増加させ、水の流れを減少させます。スラッジに対処する方法はいくつかあります。凝集剤を添加して循環水中の懸濁物質を凝集させて緩いミョウバンの花状にし、サンプの底に沈殿させ、下水排出によって除去する方法や、分散剤を添加して懸濁粒子を水中に分散させて沈降させない方法、側方ろ過を追加したり、微生物を抑制または殺菌する薬剤を添加したりしてスラッジの発生を抑制する方法などがあります。
3. 腐食によるスケール除去方法
腐食は主に、伝熱管の表面にスラッジや腐食生成物が付着して酸素濃度電池を形成し、腐食が発生することによって起こります。腐食が進行すると、伝熱管が損傷し、装置の重大な故障を引き起こし、冷却能力が低下します。場合によっては装置が廃棄されることになり、利用者は大きな経済的損失を被ることになります。実際には、装置の運転において、水質を効果的に管理し、水質管理を強化し、汚れの発生を防ぐことで、装置の水系における腐食の影響を十分に制御することができます。
スケールの増加により通常の方法では対処できなくなった場合、電子式スケール除去装置、磁気振動式超音波スケール除去装置などの物理的なスケール除去装置を設置して、スケール防止およびスケール除去作業を行うことができます。
スケール、埃、藻類が付着すると、伝熱管の熱伝達性能が急激に低下し、装置全体の性能が低下します。
運転中に蒸発器内の冷媒水にスケールや凍結が発生するのを防ぐため、冷媒水システムにはオープンサイクルとクローズドサイクルの2種類があります。一般的にはクローズドサイクルを使用します。密閉回路であるため、蒸発や濃縮は発生しません。同時に、大気中の沈殿物や塵などが水に混入しないため、冷媒水のスケールは比較的少なく、主に冷媒水の凍結について考慮する必要があります。蒸発器内の水が凍結するのは、冷媒が蒸発する際に蒸発器から奪われる熱量が、蒸発器を流れる冷媒水が供給できる熱量よりも大きいため、冷媒水の温度が凝固点以下に下がり、水が凍結するためです。運転中は、オペレーターは以下の点に注意する必要があります。
1. 蒸発器への流入流量が主機の定格流量と一致しているか、特に複数の冷凍機を並列運転している場合、各ユニットへの流入水量が不均衡でないか、またはユニットとポンプの水量が1対1で運転されているか。機械群の分流現象。現在、ブロミンチラーのメーカーは主に水流スイッチを使用して流入の有無を判断しています。水流スイッチの選択は定格流量に合わせる必要があります。条件付きユニットには動的流量バランス弁を装備できます。
2. 臭素チラーの本体には、冷媒水低温保護装置が装備されています。冷媒水の温度が+4℃を下回ると、本体は運転を停止します。オペレーターは毎年夏に初めて運転する際に、冷媒水低温保護装置が正常に作動しているか、また温度設定値が正確であるかを確認する必要があります。
3. 臭素チラー空調システムの運転中に、ウォーターポンプが突然停止した場合は、直ちに主機関を停止してください。それでも蒸発器内の水温が急速に低下する場合は、蒸発器の冷媒水出口バルブを閉じたり、蒸発器の排水バルブを適切に開けたりするなどして、蒸発器内の水が流れ、凍結を防ぐための対策を講じてください。
4. 臭素チラーユニットの運転が停止した場合は、操作手順に従ってください。まずメインエンジンを停止し、10分以上待ってから、冷媒水ポンプを停止してください。
5. 冷凍ユニット内の水流スイッチおよび冷媒水の低温保護装置は、自由に取り外すことはできません。
投稿日時：2023年3月9日
