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冬季は設備環境が大きく変化する
冬季に入ると、設備を取り巻く環境は大きく変わります。
特に屋外に設置されている冷却塔、配管、水処理プラントは、気温低下の影響を直接受けやすく、真冬に入る前の点検が重要です。
冬場の設備トラブルは、夏季と異なり「突然的に発生し、被害が大きくなりやすい」という特徴があります。
その代表例が凍結トラブルです。
冬季に起こるトラブルの代表例は「凍結」
冬場の設備トラブルで最も多いのが、配管や機器内部の水が凍結することによる破損です。
配管の凍結チェックポイント
まず確認すべきは、配管の保温状態です。
保温カバーに亀裂や破損はないか
夏季に配管ルートを変更した箇所はないか
仮設のまま保温材を巻いている箇所はないか
特に注意したいのが、「とりあえず巻いた保温材」です。
保温材の中に水が侵入すると、保温効果はほぼ失われます。
実際の現場では、
防水テープが劣化している
カラスがつついて穴が開いている
といったケースも珍しくありません。
保温＝断熱だけでなく、防水が確実かどうかまで確認することが重要です。
冷却塔は凍結トラブルの要注意設備
凍結で特に問題になりやすいのが冷却塔です。
開放式冷却塔のリスク
開放式冷却塔では、停止中に内部にツララ（氷柱）が発生することがあります。
この氷が運転開始時に崩れ落ち、ストレーナーや配管を破損させる事故が報告されています。
対策としては、
凍結防止ヒーターの適切な使用
運転前の目視確認（氷の有無）
が基本となります。
参考：国土交通省│管路事故・給水装置凍結事故対策マニュアル策定指針
密閉式冷却塔はさらに注意が必要
特に注意したいのが密閉式冷却塔です。
密閉式冷却塔では、
冷却水チューブが外気に近い
チューブ自体を保温できない
という構造上の弱点があります。
冷却水チューブは柔らかい銅管でできており、凍結すると簡単に穴が開いてしまいます。
そのため、停止時は「確実な水抜き」が必須とされています。
しかし「確実な水抜き」は意外と難しい
実際の現場では、
チューブが長く、中央部がたわんでいる
経年劣化で勾配が取れていない
といった理由で、水抜きをしたつもりでも内部に水が残るケースがあります。
この残水が凍結し、チューブ破損につながることがあります。
水を「止めない」ことが凍結対策になる理由
そもそも「完全な水抜きができているか」を確認する手段はありません。
そのため、万全を期す対策としては循環を止めないという選択肢があります。
水は通常0℃で凍結しますが、実際には氷点下でも液体のまま存在する「過冷却」状態になることが知られています。
国土交通省が寒冷地対策として公開している凍結防止に関する技術資料でも、
水は静止した状態で冷却されると過冷却状態になりやすく、流動や振動などの刺激を受けた瞬間に
急激に凍結が進行することが示されています。
そのため、配管や冷却水を完全に停止させるよりも、低流量で循環させる方が凍結防止につながる場合があります。
参照：国土交通省「寒冷地における水道管等の凍結防止対策に関する資料」
https://www.mlit.go.jp/common/830005404.pdf
これは、工学的にも知られている現象で、循環を続けることで、
局所的な過冷却を防ぐ
ポンプや配管の摩擦熱が発生する
といった効果が期待できます。
水は「止めておけば安全」とは限らず、過冷却状態から運転開始時に一気に凍結するという性質があります。
実際、寒冷地の凍結防止対策として
「停止させず、低流量で循環させる」
という運用を採用している現場も多く見られます。
水処理プラント全体に広がる凍結リスク
水処理プラントでは、以下のほぼすべての設備に凍結リスクがあります。
濾過筒
ポンプ
配管・バルブ
水槽
熱交換器
特にバルブ部やフランジ部は凍結しやすく、破損すると漏水被害が大きくなりがちです。
対策の基本
保温施工の見直し
テープヒーターの設置
屋外設備の局所保温
「去年大丈夫だったから今年も大丈夫」とは限らない点に注意が必要です。
薬液・周辺機器の冬季トラブル
冬季のトラブルは凍結だけではありません。
薬液関連のトラブル
低温で粉体薬品の溶解速度が低下
ダマ（未溶解物）が発生
ホースやパッキンが硬化し、ひび割れ・漏れが発生
特に可塑剤を含む樹脂部品は、低温で急激に脆くなるため注意が必要です。
意外な落とし穴：電源トラブル
過去には、室内で使用していた電気ストーブが原因で、
工場全体の電圧が低下し、設備が不安定になった事例もあります。
冬季は暖房負荷が増えるため、
分電盤
ブレーカー容量
電源系統
についても、余裕があるか確認しておくと安心です。
冬季トラブルは「古い設備」ほど起きやすい
冬季は、老朽化した設備の弱点が一気に表面化しやすい時期です。
劣化した保温材
古い配管
余裕のない設計
こうした要因が重なると、凍結がトラブルの引き金になります。
真冬の緊急修理は、
作業環境が過酷
部品手配に時間がかかる
二次被害が発生しやすい
というリスクがあります。
本格的な冷え込みが続く前の準備がすべて
冬季の設備トラブルは、事前の点検と対策でその多くを防ぐことができます。
保温・防水の確認
冷却塔の運用見直し
凍結防止ヒーターや循環運転の活用
薬液・電源系統のチェック
当社のような水処理会社と一緒に、「冬に何が起こり得るか」を事前に洗い出すことが、
結果的に最もコストを抑え、安全につながる対策です。
お気軽にご相談ください。
