JPH1133565A - 水蓄熱システムの腐食防止方法 - Google Patents
水蓄熱システムの腐食防止方法Info
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- JPH1133565A JPH1133565A JP9208444A JP20844497A JPH1133565A JP H1133565 A JPH1133565 A JP H1133565A JP 9208444 A JP9208444 A JP 9208444A JP 20844497 A JP20844497 A JP 20844497A JP H1133565 A JPH1133565 A JP H1133565A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C02F5/08—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 水蓄熱システムの熱交換部の熱伝導度を大き
く低下させることなく、該蓄熱システムの配管、熱交換
器等の腐食を防止する。 【解決手段】 消石灰及び炭酸ガスを用い、循環水のｐ
Ｈを７．５〜９、ランゲリア指数を−０．５〜＋０．
２、ラーソン指数を０．０５〜０．２として水蓄熱シス
テムの腐食を防止する。
く低下させることなく、該蓄熱システムの配管、熱交換
器等の腐食を防止する。 【解決手段】 消石灰及び炭酸ガスを用い、循環水のｐ
Ｈを７．５〜９、ランゲリア指数を−０．５〜＋０．
２、ラーソン指数を０．０５〜０．２として水蓄熱シス
テムの腐食を防止する。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は水蓄熱システムの腐
食防止方法に関する。さらに詳しくは水蓄熱システムの
水配管や接続機器等の循環水と接触する金属の表面の腐
食を防止する方法に関する。
食防止方法に関する。さらに詳しくは水蓄熱システムの
水配管や接続機器等の循環水と接触する金属の表面の腐
食を防止する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】深夜電力、河川の熱エネルギーや都市の
排熱エネルギーなどを有効に利用し、地域の冷暖房に使
用する蓄熱システムは、省エネルギーや炭酸ガスを放出
しないシステムとして、近年益々その設置が拡大してい
る。水蓄熱システムは、水を熱輸送媒体として使用し、
蓄熱部と熱使用部の間に冷水や温水を循環させ地域の冷
暖房を行う熱循環システムである。この水蓄熱システム
は、蓄熱槽、熱交換部、水ポンプ、配管、熱利用部の熱
交換部（銅フィンコイル）などからなり、蓄熱槽でつく
られた冷水や温水が熱利用部へ送られ熱交換部で熱交換
をして利用され、蓄熱システムの蓄熱槽へ戻ってくる。
排熱エネルギーなどを有効に利用し、地域の冷暖房に使
用する蓄熱システムは、省エネルギーや炭酸ガスを放出
しないシステムとして、近年益々その設置が拡大してい
る。水蓄熱システムは、水を熱輸送媒体として使用し、
蓄熱部と熱使用部の間に冷水や温水を循環させ地域の冷
暖房を行う熱循環システムである。この水蓄熱システム
は、蓄熱槽、熱交換部、水ポンプ、配管、熱利用部の熱
交換部（銅フィンコイル）などからなり、蓄熱槽でつく
られた冷水や温水が熱利用部へ送られ熱交換部で熱交換
をして利用され、蓄熱システムの蓄熱槽へ戻ってくる。
【０００３】蓄熱槽の構造材料が、コンクリートやモル
タル材であった時には、蓄熱システムの水中の遊離炭酸
が構造材料中の消石灰と反応してｐＨの上昇や炭酸水素
カルシウムの生成により水質改善が行われ、水は非腐食
性となっていた。しかし、最近の蓄熱槽は、コンクリー
トの上にエポキシ樹脂などの合成樹脂をコーティングし
たものが多くなってきており、上記の水質改善が行われ
ず、そのため水配管や利用者側の熱交換部の腐食が激し
くなっている。
タル材であった時には、蓄熱システムの水中の遊離炭酸
が構造材料中の消石灰と反応してｐＨの上昇や炭酸水素
カルシウムの生成により水質改善が行われ、水は非腐食
性となっていた。しかし、最近の蓄熱槽は、コンクリー
トの上にエポキシ樹脂などの合成樹脂をコーティングし
たものが多くなってきており、上記の水質改善が行われ
ず、そのため水配管や利用者側の熱交換部の腐食が激し
くなっている。
【０００４】低硬度、低炭酸の水道水の防錆を目的とし
て水道水に消石灰と炭酸ガスを注入してランゲリア指数
を改善する方法（例えば特開平２−１９４８９３号公報
参照。）は、最近自治体水道やビル・マンションなどで
広く使用されている。この方法は、水に消石灰と炭酸ガ
スを注入し、鉄等の水配管の内面に炭酸カルシウムを主
体とする保護皮膜を形成させ、腐食を防止するものであ
る。
て水道水に消石灰と炭酸ガスを注入してランゲリア指数
を改善する方法（例えば特開平２−１９４８９３号公報
参照。）は、最近自治体水道やビル・マンションなどで
広く使用されている。この方法は、水に消石灰と炭酸ガ
スを注入し、鉄等の水配管の内面に炭酸カルシウムを主
体とする保護皮膜を形成させ、腐食を防止するものであ
る。
【０００５】しかし、水蓄熱システムにおいては熱交換
器の材質としては銅が主に用いられている。熱交換器の
銅フィンコイル等の表面に保護皮膜が厚く形成されると
熱伝導度が低下し熱交換器の効率が低下する。また銅フ
ィンコイル等の腐食も問題となっている。
器の材質としては銅が主に用いられている。熱交換器の
銅フィンコイル等の表面に保護皮膜が厚く形成されると
熱伝導度が低下し熱交換器の効率が低下する。また銅フ
ィンコイル等の腐食も問題となっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、水蓄熱シス
テムの熱交換部の熱伝導度を大きく低下させることな
く、該蓄熱システムの配管、熱交換器等の腐食を防止す
る方法を提供することを目的とする。
テムの熱交換部の熱伝導度を大きく低下させることな
く、該蓄熱システムの配管、熱交換器等の腐食を防止す
る方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、消石灰及び炭
酸ガスを用い、循環水のｐＨを７．５〜９、ランゲリア
指数を−０．５〜＋０．２、ラーソン指数を０．０５〜
０．２とすることを特徴とする水蓄熱システムの腐食防
止方法である。
酸ガスを用い、循環水のｐＨを７．５〜９、ランゲリア
指数を−０．５〜＋０．２、ラーソン指数を０．０５〜
０．２とすることを特徴とする水蓄熱システムの腐食防
止方法である。
【０００８】また本発明は、水蓄熱システムに水を張り
込む際に、張り込みに使用する原水の総アルカリ度、カ
ルシウム硬度、硫酸イオン濃度、塩素イオン濃度を予め
測定し、張り込む水のランゲリア指数を−０．５〜＋
０．２、ラーソン指数を０．０５〜０．２に改善するに
必要な消石灰注入率および張り込む水のｐＨを求め、前
記原水に前記消石灰注入率になるように消石灰を注入
し、更に炭酸ガスを注入し、消石灰及び炭酸ガス注入後
のｐＨが前記ｐＨになるように炭酸ガス注入量を制御す
ることを特徴とする水蓄熱システムの腐食防止方法であ
る。
込む際に、張り込みに使用する原水の総アルカリ度、カ
ルシウム硬度、硫酸イオン濃度、塩素イオン濃度を予め
測定し、張り込む水のランゲリア指数を−０．５〜＋
０．２、ラーソン指数を０．０５〜０．２に改善するに
必要な消石灰注入率および張り込む水のｐＨを求め、前
記原水に前記消石灰注入率になるように消石灰を注入
し、更に炭酸ガスを注入し、消石灰及び炭酸ガス注入後
のｐＨが前記ｐＨになるように炭酸ガス注入量を制御す
ることを特徴とする水蓄熱システムの腐食防止方法であ
る。
【０００９】更に、本発明は、水蓄熱システムの循環水
のｐＨ、総アルカリ度、Ｐアルカリ度又は総酸度、カル
シウム硬度、硫酸イオン濃度、塩素イオン濃度及び溶解
固形分を定期的に測定し、ランゲリア指数及びラーソン
指数を求め、該ランゲリア指数及び該ラーソン指数がラ
ンゲリア指数−０．５〜＋０．２、ラーソン指数０．０
５〜０．２の間に設定した目標値からはずれた場合は、
循環水のランゲリア指数及びラーソン指数を目標値に復
帰させるために必要な消石灰及び炭酸ガスの総注入量を
計算又は実験で求め、次いで循環水の一部に消石灰及び
炭酸ガスを両者の総注入量比で一定の注入率で注入した
場合のｐＨの値を計算又は実験により求め、循環水の一
部に前記一定の注入率で消石灰を注入し、更に炭酸ガス
を注入し、消石灰及び炭酸ガス注入後のｐＨが前記ｐＨ
になるように炭酸ガス注入量を制御し、先に求めた消石
灰の総注入量を注入した時点で消石灰及び炭酸ガスの注
入を停止することを特徴とする水蓄熱システムの腐食防
止方法である。
のｐＨ、総アルカリ度、Ｐアルカリ度又は総酸度、カル
シウム硬度、硫酸イオン濃度、塩素イオン濃度及び溶解
固形分を定期的に測定し、ランゲリア指数及びラーソン
指数を求め、該ランゲリア指数及び該ラーソン指数がラ
ンゲリア指数−０．５〜＋０．２、ラーソン指数０．０
５〜０．２の間に設定した目標値からはずれた場合は、
循環水のランゲリア指数及びラーソン指数を目標値に復
帰させるために必要な消石灰及び炭酸ガスの総注入量を
計算又は実験で求め、次いで循環水の一部に消石灰及び
炭酸ガスを両者の総注入量比で一定の注入率で注入した
場合のｐＨの値を計算又は実験により求め、循環水の一
部に前記一定の注入率で消石灰を注入し、更に炭酸ガス
を注入し、消石灰及び炭酸ガス注入後のｐＨが前記ｐＨ
になるように炭酸ガス注入量を制御し、先に求めた消石
灰の総注入量を注入した時点で消石灰及び炭酸ガスの注
入を停止することを特徴とする水蓄熱システムの腐食防
止方法である。
【００１０】ここに、ランゲリア指数、ラーソン指数と
は以下のように定義されるものである。 ランゲリア指数＝ｐＨ−ｐＨｓ ＝ｐＨ−８．３１３＋ｌｏｇ［Ｃａ2+］＋ｌｏｇ［Ａ］−ｓ （１） ラーソン指数＝（２［ＳＯ４2-］＋［Ｃｌ-］）／［ＨＣＯ3 -］ （２） ここに、 ｐＨ：水の実際のｐＨ値 ｐＨｓ：理論上のｐＨ値 ｌｏｇ［Ｃａ2+］：カルシウムイオン濃度の対数 ｌｏｇ［Ａ］：総アルカリ度の対数 ｓ：補正値 ［ＳＯ４2-］：硫酸イオン濃度 ［Ｃｌ-］：塩素イオン濃度 ［ＨＣＯ3 -］：炭酸水素イオン濃度 を表す。
は以下のように定義されるものである。 ランゲリア指数＝ｐＨ−ｐＨｓ ＝ｐＨ−８．３１３＋ｌｏｇ［Ｃａ2+］＋ｌｏｇ［Ａ］−ｓ （１） ラーソン指数＝（２［ＳＯ４2-］＋［Ｃｌ-］）／［ＨＣＯ3 -］ （２） ここに、 ｐＨ：水の実際のｐＨ値 ｐＨｓ：理論上のｐＨ値 ｌｏｇ［Ｃａ2+］：カルシウムイオン濃度の対数 ｌｏｇ［Ａ］：総アルカリ度の対数 ｓ：補正値 ［ＳＯ４2-］：硫酸イオン濃度 ［Ｃｌ-］：塩素イオン濃度 ［ＨＣＯ3 -］：炭酸水素イオン濃度 を表す。
【００１１】本発明は、消石灰及び炭酸ガスを用いて、
水蓄熱システムの循環水のｐＨ、ランゲリア指数、ラー
ソン指数を上記範囲に保つことにより、鉄部材の表面に
炭酸カルシウムを主成分とする緻密な保護膜を形成し腐
食を防止し、銅部材の表面には保護膜が過剰に形成され
ることを抑制しかつ銅部材の腐食を防止するものであ
る。
水蓄熱システムの循環水のｐＨ、ランゲリア指数、ラー
ソン指数を上記範囲に保つことにより、鉄部材の表面に
炭酸カルシウムを主成分とする緻密な保護膜を形成し腐
食を防止し、銅部材の表面には保護膜が過剰に形成され
ることを抑制しかつ銅部材の腐食を防止するものであ
る。
【００１２】本発明者らは、水温１５℃、ｐＨ６．８、
カルシウム硬度３０ｍｇ／Ｌ、アルカリ度３０ｍｇ／
Ｌ、遊離炭酸１１ｍｇ／Ｌ、塩素イオン濃度１０ｍｇ／
Ｌ、硫酸イオン濃度１０ｍｇ／Ｌで、ランゲリア指数−
２．２、ラーソン指数０．８の水に消石灰を９９ｍｇ／
Ｌ炭酸ガスを１１６ｍｇ／Ｌ注入し、ｐＨ７．７カルシ
ウム硬度１６６ｍｇ／Ｌ、アルカリ度１６３ｍｇ／Ｌ、
遊離炭酸７ｍｇ／Ｌランゲリア指数０、ラーソン指数
０．１５の水に改善した。この水を内径２０ｍｍ、長さ
１５０ｍｍの炭素鋼鋼管とこれと電気的に絶縁した同じ
寸法の銅管に流した。２カ月後に管を切断して内面を調
べたところ、炭素鋼鋼管には約１５０μｍの炭酸カルシ
ウムを主体とする皮膜の形成がみられた。一方銅管には
約１μｍの皮膜しか形成されていなかった。
カルシウム硬度３０ｍｇ／Ｌ、アルカリ度３０ｍｇ／
Ｌ、遊離炭酸１１ｍｇ／Ｌ、塩素イオン濃度１０ｍｇ／
Ｌ、硫酸イオン濃度１０ｍｇ／Ｌで、ランゲリア指数−
２．２、ラーソン指数０．８の水に消石灰を９９ｍｇ／
Ｌ炭酸ガスを１１６ｍｇ／Ｌ注入し、ｐＨ７．７カルシ
ウム硬度１６６ｍｇ／Ｌ、アルカリ度１６３ｍｇ／Ｌ、
遊離炭酸７ｍｇ／Ｌランゲリア指数０、ラーソン指数
０．１５の水に改善した。この水を内径２０ｍｍ、長さ
１５０ｍｍの炭素鋼鋼管とこれと電気的に絶縁した同じ
寸法の銅管に流した。２カ月後に管を切断して内面を調
べたところ、炭素鋼鋼管には約１５０μｍの炭酸カルシ
ウムを主体とする皮膜の形成がみられた。一方銅管には
約１μｍの皮膜しか形成されていなかった。
【００１３】鉄と銅の標準電極電位（水素電極基準）
は、鉄が−０．４４Ｖ、銅が＋０．３４Ｖである。金属
面への炭酸カルシウムの皮膜形成の機構は、 金属面の陽極部：Ｍ → Ｍ+＋ｅ （Ａ） 金属面の陰極部：ｅ＋1/2Ｈ2Ｏ＋1/4Ｏ2 → ＯＨ- （Ｂ） ＯＨ-＋Ｃａ2+＋ＨＣＯ3 - → ＣａＣＯ3＋Ｈ2Ｏ （Ｃ） と考えられる。（Ａ）式で示される電子を放出しやす
い、即ち電極電位が銅よりも卑な鉄の方が、（Ｂ）、
（Ｃ）式で示される炭酸カルシウムの皮膜が形成されや
すいものと考えられる。このことより上述の実験で鋼管
の表面への皮膜形成が銅管のそれよりも１５０倍と大き
かったことが納得される。
は、鉄が−０．４４Ｖ、銅が＋０．３４Ｖである。金属
面への炭酸カルシウムの皮膜形成の機構は、 金属面の陽極部：Ｍ → Ｍ+＋ｅ （Ａ） 金属面の陰極部：ｅ＋1/2Ｈ2Ｏ＋1/4Ｏ2 → ＯＨ- （Ｂ） ＯＨ-＋Ｃａ2+＋ＨＣＯ3 - → ＣａＣＯ3＋Ｈ2Ｏ （Ｃ） と考えられる。（Ａ）式で示される電子を放出しやす
い、即ち電極電位が銅よりも卑な鉄の方が、（Ｂ）、
（Ｃ）式で示される炭酸カルシウムの皮膜が形成されや
すいものと考えられる。このことより上述の実験で鋼管
の表面への皮膜形成が銅管のそれよりも１５０倍と大き
かったことが納得される。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１、２に本発明の実施の一形態
を示した。図１及び２を参照しながら本発明の実施の形
態を詳細に説明する。図１は蓄熱システムへの初期水張
用の設備図である。該設備は消石灰水溶液製造装置
（１）、炭酸ガス装置（２）、炭酸水製造装置（３）、
混合調整槽（４）、調整水移送ポンプ（５）などから構
成されている。蓄熱システムに水を張り込む際に、張り
込みに使用する原水（６）は、予め総アルカリ度、カル
シウム硬度、硫酸イオン濃度、塩素イオン濃度が分析さ
れ、張り込む水のランゲリア指数を−０．５〜＋０．
２、ラーソン指数を０．０５〜０．２に改善するに必要
な消石灰注入率（以下「水張込用管理消石灰注入率」と
呼ぶことがある。）及び張り込む水のｐＨ（以下「水張
込用管理ｐＨ値」と呼ぶことがある。）が決定される。
原水（６）は、張込水用流量調節器（７）で所定流量と
なる様に調整され、炭酸水製造装置（３）を通って混合
調整槽（４）へ送られる。消石灰は、低速攪拌機付消石
灰水溶液製造装置（１）で濃度約１６００ｍｇ／Ｌの消
石灰水溶液とし、混合調整槽（４）へ送るが、張込水用
流量調節器（７）からの流量信号を受け、この流量に対
して上述のようにして求めた水張込用管理消石灰注入率
となる量が送られる。消石灰水溶液製造装置（１）は溢
流型の槽であり、多量の消石灰粉末が投入され低速攪拌
機で攪拌されているが、消石灰水溶液製造用の水は給水
流量調節器（８）を通って消石灰水溶液製造装置（１）
の下部から張込水の流量に見合った量が供給され消石灰
水灰溶液（１４）となって消石灰水溶液製造装置（１）
から溢流して、混合調整槽（４）へ送られる。炭酸ガス
は流量調節弁（９）を通って炭酸水製造装置（３）へ送
られ原水（６）と混合されて炭酸水（１３）となり、混
合調整槽（４）へ送られるが、混合調整槽（４）に設置
してあるｐＨ調節器（１０）で測定されるｐＨ値が水張
込用管理ｐＨ値となる様に流量調節弁（９）で制御して
送られる。混合調整槽（４）には仕切壁（１１）と攪拌
機（１２）が設置してあり、炭酸水（１３）と消石灰水
溶液（１４）は攪拌混合されて所定水質に調整され、調
整水移送ポンプ（５）を経て水蓄熱システムへ送られ
る。
を示した。図１及び２を参照しながら本発明の実施の形
態を詳細に説明する。図１は蓄熱システムへの初期水張
用の設備図である。該設備は消石灰水溶液製造装置
（１）、炭酸ガス装置（２）、炭酸水製造装置（３）、
混合調整槽（４）、調整水移送ポンプ（５）などから構
成されている。蓄熱システムに水を張り込む際に、張り
込みに使用する原水（６）は、予め総アルカリ度、カル
シウム硬度、硫酸イオン濃度、塩素イオン濃度が分析さ
れ、張り込む水のランゲリア指数を−０．５〜＋０．
２、ラーソン指数を０．０５〜０．２に改善するに必要
な消石灰注入率（以下「水張込用管理消石灰注入率」と
呼ぶことがある。）及び張り込む水のｐＨ（以下「水張
込用管理ｐＨ値」と呼ぶことがある。）が決定される。
原水（６）は、張込水用流量調節器（７）で所定流量と
なる様に調整され、炭酸水製造装置（３）を通って混合
調整槽（４）へ送られる。消石灰は、低速攪拌機付消石
灰水溶液製造装置（１）で濃度約１６００ｍｇ／Ｌの消
石灰水溶液とし、混合調整槽（４）へ送るが、張込水用
流量調節器（７）からの流量信号を受け、この流量に対
して上述のようにして求めた水張込用管理消石灰注入率
となる量が送られる。消石灰水溶液製造装置（１）は溢
流型の槽であり、多量の消石灰粉末が投入され低速攪拌
機で攪拌されているが、消石灰水溶液製造用の水は給水
流量調節器（８）を通って消石灰水溶液製造装置（１）
の下部から張込水の流量に見合った量が供給され消石灰
水灰溶液（１４）となって消石灰水溶液製造装置（１）
から溢流して、混合調整槽（４）へ送られる。炭酸ガス
は流量調節弁（９）を通って炭酸水製造装置（３）へ送
られ原水（６）と混合されて炭酸水（１３）となり、混
合調整槽（４）へ送られるが、混合調整槽（４）に設置
してあるｐＨ調節器（１０）で測定されるｐＨ値が水張
込用管理ｐＨ値となる様に流量調節弁（９）で制御して
送られる。混合調整槽（４）には仕切壁（１１）と攪拌
機（１２）が設置してあり、炭酸水（１３）と消石灰水
溶液（１４）は攪拌混合されて所定水質に調整され、調
整水移送ポンプ（５）を経て水蓄熱システムへ送られ
る。
【００１５】なお、本発明においては水蓄熱システムへ
送られる水のランゲリア指数は−０．５〜＋０．２の間
に調整されるが、ランゲリア指数が＋０．２以上となる
と形成される炭酸カルシウムを主体とする保護皮膜の結
晶の粒子が荒くなり緻密な保護膜とならず腐食防止の効
果が低下する。ランゲリア指数が−０．５以下では保護
皮膜の形成が不充分となる。またラーソン指数は０．０
５〜０．０２の範囲とするが、ラーソン指数が０．０５
以下では溶解無機炭酸が多くなりすぎ銅の溶解が増大
し、０．２以上では銅の腐食（孔食）抑制効果が小さ
い。また、蓄熱システムへ送られる水は、ｐＨが７．５
〜９、総アルカリ度が６０〜１７５ｍｇ／Ｌ、好ましく
は７５〜１５０ｍｇ／Ｌ、カルシウム硬度が６０〜１７
５ｍｇ／Ｌ、好ましくは７５〜１５０ｍｇ／Ｌであるこ
とが望ましい。水蓄熱システムへの水の張り込みが長時
間にわたり、途中で原水の水質が変化するおそれがある
ときは、時々原水の総アルカリ度、カルシウム硬度、硫
酸イオン濃度、塩素イオン濃度を測定し、水張込用管理
消石灰注入率及び水張込用管理ｐＨ値を設定し直す。
送られる水のランゲリア指数は−０．５〜＋０．２の間
に調整されるが、ランゲリア指数が＋０．２以上となる
と形成される炭酸カルシウムを主体とする保護皮膜の結
晶の粒子が荒くなり緻密な保護膜とならず腐食防止の効
果が低下する。ランゲリア指数が−０．５以下では保護
皮膜の形成が不充分となる。またラーソン指数は０．０
５〜０．０２の範囲とするが、ラーソン指数が０．０５
以下では溶解無機炭酸が多くなりすぎ銅の溶解が増大
し、０．２以上では銅の腐食（孔食）抑制効果が小さ
い。また、蓄熱システムへ送られる水は、ｐＨが７．５
〜９、総アルカリ度が６０〜１７５ｍｇ／Ｌ、好ましく
は７５〜１５０ｍｇ／Ｌ、カルシウム硬度が６０〜１７
５ｍｇ／Ｌ、好ましくは７５〜１５０ｍｇ／Ｌであるこ
とが望ましい。水蓄熱システムへの水の張り込みが長時
間にわたり、途中で原水の水質が変化するおそれがある
ときは、時々原水の総アルカリ度、カルシウム硬度、硫
酸イオン濃度、塩素イオン濃度を測定し、水張込用管理
消石灰注入率及び水張込用管理ｐＨ値を設定し直す。
【００１６】図２は、水蓄熱システムの水質維持用の設
備図である。該設備は消石灰水溶液製造装置（１）、炭
酸ガス装置（２）、炭酸水製造装置（３）、混合調整槽
（４）、調整水移送ポンプ（５）、消石灰水溶液移送ポ
ンプ（１５）、蓄熱槽（２１）、蓄熱槽水移送ポンプ
（２２）、蓄熱槽水抜出ポンプ（２３）、ヒートポンプ
（２４）などから構成されている。水蓄熱システムの循
環水は、蓄熱槽水移送ポンプ（２２）で客先の熱交換装
置へ移送されて利用され、再び蓄熱槽（２１）へ戻って
くる。水蓄熱システムの水は長期間循環し、運転してい
ると循環水中のカルシウムが槽壁や管壁などに析出した
り、沈殿物となって循環水中から分離されたり、水蓄熱
システムのポンプグランド等からの水漏れに対する低カ
ルシウム硬度水の補給によりカルシウム硬度が低下して
くる。カルシウム硬度の値は、循環水を採取してカルシ
ウム硬度をキレート滴定分析法で手分析したり、カルシ
ウムイオン濃度計を循環水中に設置することで測定する
ことができる。カルシウム硬度が低下すると（１）式の
［Ｃａ2+］の値が低下するので、ランゲリア指数は低下
し、目的の水質値から逸脱してしまうことになる。循環
水中で消石灰と炭酸は次式の様に反応していると考えら
れる。 Ｃａ（ＨＣＯ3）2は不安定な物質であり、温度上昇によ
り Ｃａ（ＨＣＯ3）2 → ＣａＣＯ3↓＋ＣＯ2↑＋Ｈ2Ｏ となり、ＨＣＯ3を分解して炭酸ガスを放出し、炭酸カ
ルシウムを沈殿する。また、Ｃａ（ＨＣＯ3）2は金属表
面等の陰極部で生成するＯＨ-により Ｃａ（ＨＣＯ3）2＋ＯＨ- → ＣａＣＯ3↓＋ＨＣＯ3 -
＋Ｈ2Ｏ となり、炭酸カルシウムを沈殿し、ＨＣＯ3を分解す
る。従って（２）式の［ＨＣＯ3 -］値が低下し、ラーソ
ン指数は増大して目的の水質値から逸脱してしまうこと
になる。
備図である。該設備は消石灰水溶液製造装置（１）、炭
酸ガス装置（２）、炭酸水製造装置（３）、混合調整槽
（４）、調整水移送ポンプ（５）、消石灰水溶液移送ポ
ンプ（１５）、蓄熱槽（２１）、蓄熱槽水移送ポンプ
（２２）、蓄熱槽水抜出ポンプ（２３）、ヒートポンプ
（２４）などから構成されている。水蓄熱システムの循
環水は、蓄熱槽水移送ポンプ（２２）で客先の熱交換装
置へ移送されて利用され、再び蓄熱槽（２１）へ戻って
くる。水蓄熱システムの水は長期間循環し、運転してい
ると循環水中のカルシウムが槽壁や管壁などに析出した
り、沈殿物となって循環水中から分離されたり、水蓄熱
システムのポンプグランド等からの水漏れに対する低カ
ルシウム硬度水の補給によりカルシウム硬度が低下して
くる。カルシウム硬度の値は、循環水を採取してカルシ
ウム硬度をキレート滴定分析法で手分析したり、カルシ
ウムイオン濃度計を循環水中に設置することで測定する
ことができる。カルシウム硬度が低下すると（１）式の
［Ｃａ2+］の値が低下するので、ランゲリア指数は低下
し、目的の水質値から逸脱してしまうことになる。循環
水中で消石灰と炭酸は次式の様に反応していると考えら
れる。 Ｃａ（ＨＣＯ3）2は不安定な物質であり、温度上昇によ
り Ｃａ（ＨＣＯ3）2 → ＣａＣＯ3↓＋ＣＯ2↑＋Ｈ2Ｏ となり、ＨＣＯ3を分解して炭酸ガスを放出し、炭酸カ
ルシウムを沈殿する。また、Ｃａ（ＨＣＯ3）2は金属表
面等の陰極部で生成するＯＨ-により Ｃａ（ＨＣＯ3）2＋ＯＨ- → ＣａＣＯ3↓＋ＨＣＯ3 -
＋Ｈ2Ｏ となり、炭酸カルシウムを沈殿し、ＨＣＯ3を分解す
る。従って（２）式の［ＨＣＯ3 -］値が低下し、ラーソ
ン指数は増大して目的の水質値から逸脱してしまうこと
になる。
【００１７】水蓄熱システムの水質管理は、蓄熱システ
ムの循環水の水質を定期的に分析して水質変化を監視
し、水質が管理目標値から外れた場合は、その差と蓄熱
システム保有水量から補充するべきカルシウム量及び炭
酸ガス量を計算し水質維持装置によって補給する。具体
的には、定期的に蓄熱システムの循環水のｐＨ、総アル
カリ度、Ｐアルカリ度又は総酸度、カルシウム硬度、硫
酸イオン濃度、塩素イオン濃度及び溶解固形分等を測定
し、ランゲリア指数及びラーソン指数を求める。該ラン
ゲリア指数及び該ラーソン指数がランゲリア指数−０．
５〜＋０．２、ラーソン指数０．０５〜０．２の間に設
定した目標値からはずれた場合は、循環水のランゲリア
指数及びラーソン指数を目標値に復帰させるために必要
な消石灰及び炭酸ガスの総注入量を、水蓄熱システムの
総保有水量を考慮して計算又は実験で求め、次いで循環
水の一部に消石灰及び炭酸ガスを両者の総注入量比で一
定の注入率で注入した場合のｐＨの値（以下「水質維持
用管理ｐＨ値」と呼ぶことがある。）を計算又は実験に
より求め、循環水の一部に前記一定の注入率で消石灰を
注入し、更に炭酸ガスを注入し、消石灰及び炭酸ガス注
入後のｐＨが水質維持用管理ｐＨ値になるように炭酸ガ
ス注入量を制御する。即ち、消石灰水溶液製造装置
（１）から出る消石灰水溶液の濃度は、ほぼ一定の１６
００ｍｇ／Ｌであるからカルシウム所要補充量から総消
石灰水溶液注入量を計算し、この値を消石灰水溶液製造
装置（１）の給水流量積算計（１６）に運転終了ポイン
トとしてセットする。水蓄熱システムから蓄熱槽水抜出
ポンプ（２３）によって一定流量の水を抜き出し、これ
に炭酸ガスを注入して混合調整槽（４）に送る。この蓄
熱槽水抜出ポンプ（２３）からの水に対して先に設定し
た一定注入率になる様に消石灰水溶液製造装置（１）か
ら消石灰水溶液移送ポンプ（１５）によって消石灰水溶
液を混合調整槽（４）に送る。混合調整槽（４）には攪
拌機（１２）を備えて各溶液を均一に混合しｐＨ調節器
（１０）によってｐＨを測定する。炭酸ガスの注入は、
ｐＨ調節器（１０）で測定される値が水質維持用管理ｐ
Ｈ値になる様に流量調節弁（９）を制御して行う。この
様にして調整された水は調整水移送ポンプ（５）によっ
て水蓄熱システムへ戻す。熱交換器へのスケーリング等
に対する安全を考慮して水質調整用水の抜き出しは、熱
交換器から蓄熱槽中央部方向へ水が流れる時のみ自動的
に運転し、戻した水が直ちに再び汲み上げられることが
無い様に汲み出し口の下流側に戻す。この様にして先に
セットした給水流量積算計（１６）の設定値が運転終了
ポイントに達したとき消石灰及び炭酸ガスの注入を停止
し水質調整は完了する。
ムの循環水の水質を定期的に分析して水質変化を監視
し、水質が管理目標値から外れた場合は、その差と蓄熱
システム保有水量から補充するべきカルシウム量及び炭
酸ガス量を計算し水質維持装置によって補給する。具体
的には、定期的に蓄熱システムの循環水のｐＨ、総アル
カリ度、Ｐアルカリ度又は総酸度、カルシウム硬度、硫
酸イオン濃度、塩素イオン濃度及び溶解固形分等を測定
し、ランゲリア指数及びラーソン指数を求める。該ラン
ゲリア指数及び該ラーソン指数がランゲリア指数−０．
５〜＋０．２、ラーソン指数０．０５〜０．２の間に設
定した目標値からはずれた場合は、循環水のランゲリア
指数及びラーソン指数を目標値に復帰させるために必要
な消石灰及び炭酸ガスの総注入量を、水蓄熱システムの
総保有水量を考慮して計算又は実験で求め、次いで循環
水の一部に消石灰及び炭酸ガスを両者の総注入量比で一
定の注入率で注入した場合のｐＨの値（以下「水質維持
用管理ｐＨ値」と呼ぶことがある。）を計算又は実験に
より求め、循環水の一部に前記一定の注入率で消石灰を
注入し、更に炭酸ガスを注入し、消石灰及び炭酸ガス注
入後のｐＨが水質維持用管理ｐＨ値になるように炭酸ガ
ス注入量を制御する。即ち、消石灰水溶液製造装置
（１）から出る消石灰水溶液の濃度は、ほぼ一定の１６
００ｍｇ／Ｌであるからカルシウム所要補充量から総消
石灰水溶液注入量を計算し、この値を消石灰水溶液製造
装置（１）の給水流量積算計（１６）に運転終了ポイン
トとしてセットする。水蓄熱システムから蓄熱槽水抜出
ポンプ（２３）によって一定流量の水を抜き出し、これ
に炭酸ガスを注入して混合調整槽（４）に送る。この蓄
熱槽水抜出ポンプ（２３）からの水に対して先に設定し
た一定注入率になる様に消石灰水溶液製造装置（１）か
ら消石灰水溶液移送ポンプ（１５）によって消石灰水溶
液を混合調整槽（４）に送る。混合調整槽（４）には攪
拌機（１２）を備えて各溶液を均一に混合しｐＨ調節器
（１０）によってｐＨを測定する。炭酸ガスの注入は、
ｐＨ調節器（１０）で測定される値が水質維持用管理ｐ
Ｈ値になる様に流量調節弁（９）を制御して行う。この
様にして調整された水は調整水移送ポンプ（５）によっ
て水蓄熱システムへ戻す。熱交換器へのスケーリング等
に対する安全を考慮して水質調整用水の抜き出しは、熱
交換器から蓄熱槽中央部方向へ水が流れる時のみ自動的
に運転し、戻した水が直ちに再び汲み上げられることが
無い様に汲み出し口の下流側に戻す。この様にして先に
セットした給水流量積算計（１６）の設定値が運転終了
ポイントに達したとき消石灰及び炭酸ガスの注入を停止
し水質調整は完了する。
【００１８】なお、水蓄熱システムへ戻される水は、ｐ
Ｈ７．５〜９、ランゲリア指数−０．５〜＋０．２、ラ
ーソン指数０．０５〜０．０２、総アルカリ度６０〜１
７５ｍｇ／Ｌ、好ましくは７５〜１５０ｍｇ／Ｌ、カル
シウム硬度６０〜１７５ｍｇ／Ｌ、好ましくは７５〜１
５０ｍｇ／Ｌの範囲にあることが望ましい。従って、水
蓄熱システムの循環水のランゲリア指数及びラーソン指
数の目標値及び水質維持装置を運転する時期を決定する
該目標値からの偏差は水蓄熱システムへ戻す水の水質が
上記範囲に入るように設定することが好ましい。
Ｈ７．５〜９、ランゲリア指数−０．５〜＋０．２、ラ
ーソン指数０．０５〜０．０２、総アルカリ度６０〜１
７５ｍｇ／Ｌ、好ましくは７５〜１５０ｍｇ／Ｌ、カル
シウム硬度６０〜１７５ｍｇ／Ｌ、好ましくは７５〜１
５０ｍｇ／Ｌの範囲にあることが望ましい。従って、水
蓄熱システムの循環水のランゲリア指数及びラーソン指
数の目標値及び水質維持装置を運転する時期を決定する
該目標値からの偏差は水蓄熱システムへ戻す水の水質が
上記範囲に入るように設定することが好ましい。
【００１９】
【図１】本発明を実施するための装置の一例を示す構成
図である。
図である。
【図２】本発明を実施するための装置の一例を示す構成
図である。
図である。
【００２０】
１．消石灰水溶液製造装置 ２．炭酸ガス装置 ３．炭酸水製造装置 ４．混合調整槽 ５．調整水移送ポンプ ６．原水 ７．張込水用流量調節器 ８．給水流量調節器 ９．流量調節弁 １０．ｐＨ測定器 １１．仕切板 １２．撹拌機 １３．炭酸水 １４．消石灰水溶液 １５．消石灰水溶液移送ポンプ １６．給水流量積算計 ２１．蓄熱槽 ２２．蓄熱槽水移送ポンプ ２３．蓄熱糟水抜出ポンプ ２４．ヒートポンプ
Claims (3)
- 【請求項１】 消石灰及び炭酸ガスを用い、循環水のｐ
Ｈを７．５〜９、ランゲリア指数を−０．５〜＋０．
２、ラーソン指数を０．０５〜０．２とすることを特徴
とする水蓄熱システムの腐食防止方法。 - 【請求項２】 水蓄熱システムに水を張り込む際に、張
り込みに使用する原水の総アルカリ度、カルシウム硬
度、硫酸イオン濃度、塩素イオン濃度を予め測定し、張
り込む水のランゲリア指数を−０．５〜＋０．２、ラー
ソン指数を０．０５〜０．２に改善するに必要な消石灰
注入率および張り込む水のｐＨを求め、前記原水に前記
消石灰注入率になるように消石灰を注入し、更に炭酸ガ
スを注入し、消石灰及び炭酸ガス注入後のｐＨが前記ｐ
Ｈになるように炭酸ガス注入量を制御することを特徴と
する水蓄熱システムの腐食防止方法。 - 【請求項３】 水蓄熱システムの循環水のｐＨ、総アル
カリ度、Ｐアルカリ度又は総酸度、カルシウム硬度、硫
酸イオン濃度、塩素イオン濃度及び溶解固形分を定期的
に測定し、ランゲリア指数及びラーソン指数を求め、該
ランゲリア指数及び該ラーソン指数がランゲリア指数−
０．５〜＋０．２、ラーソン指数０．０５〜０．２の間
に設定した目標値からはずれた場合は、循環水のランゲ
リア指数及びラーソン指数を目標値に復帰させるために
必要な消石灰及び炭酸ガスの総注入量を計算又は実験で
求め、次いで循環水の一部に消石灰及び炭酸ガスを両者
の総注入量比で一定の注入率で注入した場合のｐＨの値
を計算又は実験により求め、循環水の一部に前記一定の
注入率で消石灰を注入し、更に炭酸ガスを注入し、消石
灰及び炭酸ガス注入後のｐＨが前記ｐＨになるように炭
酸ガス注入量を制御し、先に求めた消石灰の総注入量を
注入した時点で消石灰及び炭酸ガスの注入を停止するこ
とを特徴とする水蓄熱システムの腐食防止方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9208444A JPH1133565A (ja) | 1997-07-16 | 1997-07-16 | 水蓄熱システムの腐食防止方法 |
| KR1019980028813A KR19990013931A (ko) | 1997-07-16 | 1998-07-16 | 수축열 시스템의 부식방지방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9208444A JPH1133565A (ja) | 1997-07-16 | 1997-07-16 | 水蓄熱システムの腐食防止方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1133565A true JPH1133565A (ja) | 1999-02-09 |
Family
ID=16556320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9208444A Pending JPH1133565A (ja) | 1997-07-16 | 1997-07-16 | 水蓄熱システムの腐食防止方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1133565A (ja) |
| KR (1) | KR19990013931A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010137224A (ja) * | 2010-02-12 | 2010-06-24 | Kureha Engineering Co Ltd | 浄水処理方法 |
| JP2011183247A (ja) * | 2010-03-04 | 2011-09-22 | Kobelco Eco-Solutions Co Ltd | 水処理装置及び水処理方法 |
-
1997
- 1997-07-16 JP JP9208444A patent/JPH1133565A/ja active Pending
-
1998
- 1998-07-16 KR KR1019980028813A patent/KR19990013931A/ko not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010137224A (ja) * | 2010-02-12 | 2010-06-24 | Kureha Engineering Co Ltd | 浄水処理方法 |
| JP2011183247A (ja) * | 2010-03-04 | 2011-09-22 | Kobelco Eco-Solutions Co Ltd | 水処理装置及び水処理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR19990013931A (ko) | 1999-02-25 |
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