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냉각수(冷却水)란?-1

1. 冷却水란?

열교환기 등에서 발생하는 열을 빼앗기 위해 사용하는 물이며, 그런 물을 이용 방법에 따라

아래와 같이 분류하고, 문제점과 대책을 생각해 보겠습니다.

▷ 일과성 냉각수

우물 물 등의 취수 배수 규제가 없는 지역에서 채용되고 있으며, 증발은 많지 않음.

▷ 개방형 냉각탑을 사용한 냉각수

일반적인 냉각에 사용되고 있으며, 증발하여 농축됨.

▷ 밀폐형 냉각탑을 사용한 냉각수

수질이 나쁜 경우, 약품을 사용하고 싶지 않은 업종에 채용되고 있음.

살포수는 농축되지만, 냉각수의 농축은 적음.

2. 冷却水에 사용되는 물

냉각수에 사용되는 수질의 주요한 것에는 처리되지 않은 자연에 존재하는 무 처리 수와

그것들을 이용 목적에 의해 처리 된 처리 수가 있습니다.

사용되는 장소, 사용 목적, 역사(歴史) 등에서 사용되는 물은 다릅니다.

(1) 무 처리 수

① 우수(雨水)

- 우수는 증발한 물이기에, 불순물이 적은 순수로 대기중의 불순물을 흡수한 상태로 되어 있으며,

잡다한 물질은 불안정하게 혼입되어 있음.

- 중요한 자원임.

② 지하수(地下水)

- 얕은 우물물과 같은 伏流水 와 깊은 우물물 지하수가 있고, 伏流水는 환경의 영향을 받기 쉽고,

계절변동에도 그러함. 깊은 우물물 지하수는 비교적 안정되어 있음.

경도분, 철분, 실리카, 염화물 이온 등이 많은 수질임. 취수제한이 없는 지역에서는 많이 이용되고 있음.

- 사전 수질분석이 꼭 필요함.

③ 표류수(表流水)

- 하천 수, 호수 와 저수지 물 로부터 취수하는 물.

자연현상의 영향을 받아, 변동이 큼. 존재하는 지역의 지질에 따라 용존 성분이 현저하게 달라,

균, 미생물, 조류의 발생에 따라 장해가 일어 남.

- 전처리(여과, 살균처리)가 필요.

(2) 처리수-1

① 수도수(水道水)

수도법에 의해 엄중하게 관리된 물, 마실 수 있는 물이며, 냉각수로 사용되는 주된 물.

일반적으로는 가장 사용하기 쉬운 물이지만, 하수도요금을 지불해야하기에 비싼 물임.

② 공업용수(工業用水)

지하수, 표류수, 재사용수 등이 이용되고있기 때문에, 수질로서는 매우 차이가 있으며,

계절변동도 격심하다. 또한, 여과처리 나 염소처리가 안되어 있음.

③ 중수(中水)

생활폐수 나 산업폐수를 처리하여 순환 이용하는 것을 지칭함. 잡용수라고도 불리움, 그 용도는

구체적으로는 수세식 변소의 용수. 공원의 분수 등 인체와 직접 접하지 않는 목적이나 장소에 이용됨,

(3) 처리수-2

① 단순연수(單純軟水)

Na형 강산성 양이온수지를 사용한 물에서 경도분 (Mg2+, Ca2+)를 제거한 물이며,

보일러 수로 사용된다. 기타 물질은 제거되지 않음. 또한, 경도분의 완전한 제거 할 수 없다.

② 순수(純水)

이온교환수지 또는 RO막 등으로 처리된 물로 불순물이 없는 물.

그 처리정도에 따라 처리방법이 다르며, 복합적으로 처리되는 것도 있음.

이렇게 함에 따라서, H2O 순도를 높인다. 사용용도에 따라서 처리정도가 달라짐.

냉각수로서는 IT관련 등의 냉각장치에 사용되는 것이 많다. 배관재료에 주의할 필요가 있음.

③ 증류수(蒸溜水)

수도수 나 우물물 등을 가열, 농축시켜 발생한 수증기를 냉각, 응축시켜 응축수로 한다.

비등점이 가까운 물질이나 강하게 결합된 미량의 이온 등은 분리할 수가 없다.

3. 물 이란?

「水의性質」

물은 보통의 온도와 압력 조건에서 고체·액체·기체로 존재할 수 있는 지구상 유일한 물질입니다. 물(액체)은 차게하면, 얼음(고체)이되고, 가열하면 끓는 물 증기 (기체)입니다. 고체 분자는 조밀하게 모여 서로 거의 움직이지 않고 액체에서는 분자는 서로 움직일 수 있다. 기체 분자는 서로 떨어져있다. 물은 지구상에 다량으로 존재하는 물질임에도 불구하고 다른 어떤 물질과도 다른 특이한 성질을 가지고 있습니다. 이 성질은 물 구조(형태)에 유래하는 것입니다. 먼저 물은 2개의 수소와 1개의 산소로 이루어진 간단한 화합물이다. 물 분자는 수소 결합이라는 강한 힘(분자간 인력)에 의해 물 분자들이 결합되어 있으며, 따라서 매우 특이한 열 성질을 가지고 있습니다. 또한 물에는 네 개의 하전이 두 양의 전하(+)와 두 음의 전하(-)가 각각 대칭으로 위치해 있기 때문에 극성이 큰 물질입니다. 극성은 다른 분자 나 이온을 움직이는 힘(상호 작용)을 나타내는 것으로, 극성이 큰 상호 작용도 강하게 작동하기 때문에 물 용매로서 이용을 유리하게 합니다

4. 물속의 불순물과 물 처리기술

수중의 물질을 크기와 그 처리 방법으로 생각해 보면 아래와 같은 그림이 됩니다. 단순 연수의 경우는 수중의 경도 분 (Ca2 + Mg2 +) 만을 가능한 제거한 물로 그러기 위해서는 이온 교환 수지와 소금 (염화나트륨)을 사용합니다. 또한 수돗물은 댐과 하천, 지하수 등을 취수 한 후, 현탁 물질, 세균, 바이러스 등을 제거하기 위해 침강 분리, 여과, 응집, 흡착, 차아 염소산 나트륨 등을 첨가하고 있습니다. 또한 현재는 RO 막이나 활성탄을 사용한 고도 처리 기술도 사용되고 있습니다. 물질의 크기에 따라 처리 방법이 다다르다는 것을 인식해 주길 바랍니다.

5. 냉각수 장해 (冷却水障害)

일반적으로는 스케일 장애 문제 해결의 문의가 많지만, 실제 현장의 경우는 부식 (녹) 문제 해결의 문의가 매우 많다고 생각합니다. 그러나 그 원인은 다양하고, 방문 드릴 현장에 따라 상황은 전혀 다릅니다.

(1) 부식

부식은 금속이 그것을 둘러싼 환경에 따라 화학적 또는 전기 화학적으로 용해하는 것을 말한다. 부식 전지의 형성에 의해 일어나는 경우가 많으며, 이종 금속 환기 차이 (산소 농도) 표면 피막 결함, 결정 방위 개재물 · 석출물 입계 결정 격자 결함 전이에 의해 발생하는 것으로 알려져 있습니다 . 또한 국부 부식 균일 부식을 세워 나누면 국부 전지는 매크로 전지 (1mm 이상)라고하며, 양극과 음극의 위치가 고정되어 있습니다. 예를 들어 이종 금속 접촉 부식, 틈새 부식, 입계 부식, 응력 부식 균열, 침식 · 부식, 선택 부식 등으로 분류 할 수 있습니다. 균일 부식 (전면 부식)는 사부미쿠로 전지 (1nm ~ 100nm)라고하며, 양극과 음극의 위치가 끊임없이 변화합니다.