ダム、橋梁、大規模基礎、高層ビルといった大規模コンクリートプロジェクトでは、セメントの水和反応に伴って大量の熱が発生します。適切に制御されていない場合、コンクリート内部と外部の温度差が大きくなり、熱応力ひび割れが発生し、構造の健全性、耐久性、強度に深刻な影響を与える可能性があります。そのため、コンクリート冷却システムは非常に重要であり、製氷機はそのようなシステムにおける冷熱源を提供する中核設備の一つです。
コンクリートの練り混ぜに使用する水に氷を加えます。溶けた氷が吸収する潜熱により、排出口におけるコンクリートの温度を必要な基準（通常は7℃以下）まで非常に効率的に下げることができます。
Ⅰ.サーモジンフレークアイスマシン
サーモジンのフレークアイスマシンは、冷却システムを用いて水を乾燥した、ゆるく不規則な形状のシート状の氷にする自動製氷装置です。この機械で作られた氷は「フレークアイス」と呼ばれます。高い製氷効率、優れた氷質、そして他の材料との混合のしやすさから、プレートアイスマシンは多くの産業加工および商業用冷却用途で好まれる装置となっています。
1. アイスチップマシンの動作原理
散水：水は、垂直または傾斜した中空円筒形の蒸発器の表面に均一に噴霧されます。蒸発器内部は低温冷媒（アンモニアやフロンなど）で満たされているため、蒸発器の外表面温度は水の凝固点よりもはるかに低くなります。
凍結:低温蒸発器の表面で水が急速に凍結し、薄い氷の層を形成します。
氷削り：電動モーターで駆動する回転式の氷スクレーパーが、蒸発器の表面に密着して作動します。蒸発器がゆっくりと回転すると、氷スクレーパーが表面の凍結層を削り取ります。
氷の排出：削り取られた氷片（フレーク氷）は、氷排出口から落下して氷貯蔵庫に入るか、搬送システムを経由して使用場所まで直接輸送されます。
サイクル：凍っていない水は水タンクに戻って再利用され、次の製氷サイクルに入ります。
プロセス全体は完全に自動化されており、制御システムによって正確に管理されているため、連続的に氷を生産することができます。
2. 氷片の特性
形：不規則で乾燥した薄いシート状で、厚さは通常 1 ～ 2 mm です。
温度：「ドライアイス」のため、温度は非常に低く、通常は-5℃から-8℃の範囲で、表面は乾燥しており、くっつきません。
テクスチャ:柔らかく乾燥しており、流動性がよく、固まりにくいです。
比表面積が大きい：シート状構造のため、単位重量あたりの比表面積が非常に大きいです。
速い溶解速度：大きな表面積により、冷却対象物と完全かつ迅速に接触することができ、非常に高い熱交換効率と非常に速い溶解速度を実現します。
Ⅱ.コンクリート冷却システムにおける製氷機の重要な役割
アイスフレークマシンは、コンクリート製造における単なるオプション設備ではありません。現代の大規模プロジェクトでは、コンクリートの品質確保と工程管理の重要な中核設備として機能することがよくあります。その重要な機能は、主に以下の側面に反映されています。
1.効率的で均一な温度制御
これは、この製氷機の最も基本的かつ重要な機能です。
1.1 潜熱を利用した効率的な冷却：
水の比熱容量は 4.2 kJ/kg·°C です。つまり、1 キログラムの水の温度を 1°C 上げるには、4.2 キロジュールの熱を吸収する必要があるということです。
氷の融解潜熱は334 kJ/kgです。0℃の氷1kgを0℃の水に溶かすには、334キロジュールの熱を吸収する必要があります。
比較：1 キログラムの氷を溶かすときに吸収される熱量は、1 キログラムの水の温度を約 80 ℃下げるときに吸収される熱量に相当します (334/4.2 ≒ 79.5)。
結論：氷を用いてコンクリートを冷却する効率は、単に冷水を使用するよりもはるかに高くなります。水の使用量を増やすことなく、コンクリート混合物に大量の「冷熱」を投入できるため、機械の出口温度を必要に応じて7℃以下に効果的に下げることができます。
1.2 急速溶融、均一冷却：
氷は体積に対して表面積が大きく、厚さが非常に薄いため、ブレンダーに入れると数秒以内に瞬時に溶けます。
迅速かつ徹底的な融解により、冷気がコンクリート混合物全体に迅速かつ均一に分散され、局所的な過冷却や未融解の氷塊の発生リスクが回避されます。これにより、コンクリート内部構造の均質性と安定性が確保されます。これは、パイプアイスなど融解の遅い氷では達成できないものです。
2.精密な自動化生産を実現 - 施工品質と効率を向上
最新のフレークアイス製造システムは、自動混合ステーションに完全に統合されています。
2.1 正確な測定：
氷粒子は乾燥しており、粒子が緩いため、計量センサーや計量フィーダーを用いて高精度に計量することが可能です。制御システムは、骨材の現在の温度と湿度、周囲温度、設定された目標出口温度に基づいて、各バッチの材料に加える氷の量を動的に計算・調整し、インテリジェントな温度制御を実現します。
2.2 シームレスな統合：
氷ブロックは、氷貯蔵槽からミキサー上部の主材料計量器へ、または密閉式スクリューコンベアまたは空気圧搬送システムを介して別の氷計量器へ直接搬送されます。プロセス全体は完全に自動化されており、セメント、骨材、水、混和材の供給プロセスと完全に同期しているため、生産リズムの継続性と配合比の正確性が確保されます。
3. プロジェクトの柔軟性と制御性を高める
3.1 厳しい条件への適応:
高温気候や高強度セメントからの発熱量が大きい場合、骨材の事前冷却と冷水の使用だけでは目標温度に到達できない場合があります。フレークアイスは、最も効果的で信頼性の高い最終冷却方法であり、様々な環境条件下でもスケジュールを遅らせることなくプロジェクトを続行できます。
3.2 混合比を最適化する:
氷は練り混ぜ水の一部を代替し、非常に高い冷却効率を発揮するため、エンジニアは練り混ぜ比率の設計においてより柔軟な対応が可能になります。場合によっては、高価な混和材の使用量を減らしたり、セメントの量を最適化したりすることで、性能を維持しながら経済的なメリットを生み出すことも可能になります。
4.経済的利益とエンジニアリングの信頼性
4.1 法外な修復費用を避ける:
ダム橋脚などの大型コンクリート構造物では、深刻なひび割れが発生すると、補修費用は数千万元、場合によっては数億元にも達し、完全な補修は困難となる場合が多い。早期に効率的な氷切りシステムへの投資は、潜在的な天文学的な補修費用と比較すると、非常に費用対効果の高いリスク投資と言える。
4.2 プロジェクトの進捗状況を確認する:
信頼性の高い温度制御システムにより、各面のコンクリートの品質がコードの要件を満たし、品質問題による停止、廃棄、やり直しを回避し、主要なプロジェクトノードのスムーズな進行を確保します。
製氷機は、コンクリート冷却システムにおいて「精密な温度調節装置」と「品質の守護者」という二重の役割を果たします。単に氷を作るだけでなく、独自の製氷特性（迅速な融解、容易な輸送・計量）により、極めて効率的な冷却媒体を現代の自動化されたコンクリート製造プロセスにシームレスに統合し、以下の効果をもたらします。
物理的にはコンクリートの温度を効果的に下げ、温度差によるひび割れのリスクを排除します。
化学的には、セメントの水和に理想的な低温環境を作り出し、微細構造を最適化します。
エンジニアリングの観点から、建設の品質、進捗状況、最終的な構造物の長期的な耐久性と安全性を確保します。
これが、世界中のほぼすべての大規模水力発電、原子力発電、橋梁、港湾プロジェクトにおいて、コンクリートミキシングステーションに砕氷システムが不可欠な標準設備となっている理由です。
ThermoJinnのコンテナ型フレークアイスプラントは、自動氷貯蔵、供給、計量システムを備えたオールインワンソリューションです。最適な効率性を追求して設計されたこのプラントは、遠隔操作機能を備えており、どこからでもシームレスな操作と監視が可能です。フレークアイスプラントは、安定した氷の生産と供給を保証するため、正確な氷管理が求められる様々な産業用途に最適です。
産業用冷凍アプリケーションソリューションの詳細については、THERMOJINNの公式ウェブサイトをご覧ください。[https://www.thermojinn.com/]
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投稿日時: 2025年8月27日
