냉동설비의 수질관리 -1

ⅰ. 냉동설비의 수질관리

 냉각수의 수질이 좋지 않으면 부식이 발생하고 스케일이 생성되어 냉동기 수명을 단축시키고 성능저하를 초래하는 좋지 않은 영향을 미친다.

 따라서 수질 기준에 적합한 적정한 수질을 유지하도록 수질 관리하고, 스케일이 축적되었을 때는 세정하여 이를 제거하여야 한다

〔표. 6〕수질기준  

항목		냉각수		냉수
		순환식냉각수	냉각탑보충수	순환식냉수	냉 수
기	PH(25℃)	6.5-8.0	6.5-8.0	6.5-8.0	6.5-8.0
준	도전율(25℃ ㎲/㎝)	800이하	200이하	500이하	200이하
치	알칼리도(PPM)	100이하	50이하	100이하	50이하
	경도(PPM)	200이하	50이하	100이하	50이하
	염소이온(PPM)	200이하	50이하	100이하	50이하
	유산이온(PPM)	200이하	50이하	100이하	50이하
	철(PPM)	1.0이하	0.3이하	1.0이하	0.3이하
	유황이온(PPM)	불검출	불검출	불검출	불검출
	암모늄이온(PPM)	1.0이하	0.2이하	0.5이하	0.2이하
	시리카(PPM)	50이하	30이하	50이하	30이하

 

 1. 수질관리

  통상 냉각수로 사용되는 물은 경제성을 고려하여 냉각탑으로 냉각시켜 재사용하는 것이 보편 적이며 이때 냉각수 순환수량의 약 1%가 증발한다

  냉각탑의 냉각수 보충을 해도 보충수가 섞여 들어 간 냉각수 수질 성분이 점차적으로 농축되어 가는 원인이 이 때문이다.    이외에도 대기 중의 아황산가스, 질소산화물, 암모니아 가스, 유화수소가스 등이 냉각수가 냉각탑에서 냉각되는 동안 용해되어 들어가 수질이 급격히 악화되는 경우가 많으므로 수질관리에 세심한 주의가 필요하다.

 

  (가) 수질분석의 사전 실시

    냉각탑을 사용하는 경우, 표.6의 수질관리 기준 표에 나타난 순환식 냉각수 기준치에 따라 냉각수의 수질을 분석하고 사용 적합여부를 사전에 조사한다.

  (나) 냉각수 수질관리

     냉각수로 상수도를 사용하는 경우라도 상수원에 따라 수질에 커다란 차이가 있다. 따라서 냉각수 수질분석 자료로부터 위의 수질기준에 도달할 때까지 몇 배의 농축배수가 가능한지 항목마다 계산하여 가장 적은 값을 사용가능한 농축배수로 결정하고 다시 농축배수로부터 배수량을 결정한다

-          농축배수는 보충수의 용해 고형물에 대한 냉각수 기준의 용해고형물의 비이다.

-          배수량은 농축배수를 이용해 아래 식으로부터 또는 표 .7 로부터 개략적 구한다.

 

    〔표. 7〕 냉축배수에 따른 배수량

농축배수	냉각수량 대비 배수량 비(%)	배수량(10RT당)
2	0.8	0.96-1.04LPM
2.5	0.5	0.60-0.64LPM
3	0.35	0.42-0.46LPM
3.5	0.26	0.31-0.34LPM
4	0.2	0.24-0.26LPM

      ※  배수량 = 증발량 / (농축배수. 1)

 

 

  (다) 냉각수 수질관리시 주의 사항

    수원을 지하수로 하는 경우는 계절에 따라 수질의 변화가 있을 수 있으므로 수질관리에 주의한다

    축열조나 저수조를 사용하는 경우 예상외의 오염수가 침입하는 경우가 있으므로 세심한 주의가 필요하며 다음과 같은 문제가 발생할 수가 있다.

-          수조 덮개가 없어 대기 중의 오염된 가스등이 용해되어 수질을 악화시키는 경우

-          주위에 적절한 배수구가 없어 빗물이나 오물잡배수 등이 유입하여 수질을 악화시키는 경우

-          수조 벽 균열로 주변 지하수나 하천수가 침입하는 경우

-          콘크리트 수조 마감처리가 불충분하여 콘크리트의 알카리 성분이 조금씩 스며 나와 오염되는 경우.

-          수조가 박테리아나 잡균 등의 번식으로 인하여 오염되는 경우 수 계통 내 금속표면의 녹이 수중에 용해되어 적수가 되고 전열관 표면 등에 석출 되어 국부부식을 일으키는 경우.

-          중, 고층 건물의 배관에서 공조기가 정지할 때마다 배관 내의 물이 지하의 저수조에 유입하여 재 가동 할 때마다 워터 햄머를 일으켜 배관이 부식되는 경우.

-          부적절한 수조배관으로 용존산소량이 많아지거나 대기중의 오염물질이 수중에 농축되어 부식성 수질로 변모하는 경우. 이외에 에칠렌글리콜이나 프로필렌글리콜등 브라인을 사용할 때에는 반드시 금속방청제가 첨가된 제품을 사용하도록 한다.

 

2. 스케일 세정

수계통내의 원활한 통수와 스케일이나 침전물이 고여 부식되는 것을 방지하기 위하여 주기적으로 (1회/시즌) 세정과 방식처리를 할 것이 바람직하다.

(가)   세정 방법과 종류

    약품세정(화학세정)과 브러쉬 세정이 있다. 각각의 방법에는 장단점이 있으므로 스케일의 종류 작업장소의 조건, 세정 대상 냉동기의 구조에 따라 적절히 선택하는 것이 좋다 (일부 열교환기는 화학세정 밖에 되지 않는 것도 있다).

   ① 화학 세정

    스케일이 종류에 다르지만 약품을 적합하게 선정한 경우는 거의 모든 스케일을 제거할 수가 있다

    반면 약품을 잘 못 선정한 경우는 스케일의 제거보다 냉각관의 이상부식을 초래할 수도 있다.

    화학세정의 장단점은 다음과 같다

-          세정 후에 배수의 중화처리가 필요한 경우가 있다.

-          대용량의 세정작업도 단시간 내에 간단하게 처리할 수가 있다.

-          사전에 세정 약품이 금속의 부식을 유발하는 유무를 반드시 검토하여야 한다.

-          일반적으로 처리 비용이 고가다.

 

   ② 브러쉬 세정

-          스케일의 종류에 별로 구애를 받지 않으나 매우 강한 스케일은 제거되지 않는다.

-          복잡한 회로나 기밀회로는 작업이 불가능하다.

-          약품을 쓰지 않으므로 배수공해의 염려가 없다.

-          처리 비용이 일반적으로 싸다.

-          작업중에 세정 효과를 육안으로 확인할 수가 있다.

 

  (나) 세정실시의 판단

      스케일의 부착상태 판단은 일반적으로 열교환기 효율의 저하도에 따라 판단하는 것이 가장 확실하다. 이 방법은 냉방(냉동) 시스템에 전 부하 운전을 할 때 냉각수의 응축기 출구온도와 냉매의 응축온도와의 차이가 냉각관이 청정하였을 때의 값과 비교하여 어느 정도 증가하고 있는가를 가지고 판단하는 것이다. 라) 세정효과 판단 가장 간단하고 확실한 방법은 스케일이 제거되는 상태를 눈으로 확인하는 방법이지만 이것이 불가능한 경우는 앞에서 언급한 방법으로 세정 전/후 상태를 다시 비교하는 것이 좋다. 만약 세정효과의 확인을 소홀히 하면 스케일 이외의 원인으로 고압이 제거되었어도 세정의 실패라고 볼 수 있는 현상이 일어날 수도 있으므로 고압 압력만으로 스케일의 부착여부를 판단하는 것은 대단히 위험하다.