냉각탑의 성능요소


습구온도(Wet-Bulb Temperature) : 증발식 냉각탑 설계의 기본요소는 유입되는 공기의 습구온도이다.  습구온도는 젖은 헝겊으로 싸여진 수은구(球)에 공기를 유동시켜 측정한다.  설계 입구공기 습구온도는 냉각탑이 설치될 현장의 것이어야 하며, 최대부하에서 최적의 냉각수를 얻을 수 있도록 선정되어야 한다.  현장에서 가까운 지역의 기상청 실측자료로부터 시스템의 중요성, 현장여건 특히 재순환에 따른 보정, 간섭 등의 요소를 참조하여 결정한다.


 


건구온도와 상대습도(Dry-Bulb Temperature & Relative Humidity) :
자연통풍식, 드라이쿨러, 백연방지형에서는 반드시 필요하고 증발형 냉각탑에 있어서 증발의 절대비율을 알고자 할 때 필요하다.  설계조건의 선정개념은 습구온도의 경우와 동일하며 항상 설계조건으로 설정할 것을 권장함.


● 열부하(Heat Load) : 실제적인 열부하는 자체는 시스템에서 부과되며 온도조건이 같다면 냉각탑의 크기와 비용은 열부하에 비례한다. 그러므로 정확한 열부하의 결정이 이루어지는 것은 기본적으로 중요한 일이다.





 

 














순환수량, 입출구수온차(Range), 어프로치(Approach) : 동일한 열부하는 순환수량과 입출구수온차의 무한조합으로 이루어지며 다음의 식과 같다.


열부하(kcal/h) = 순환수량(m3/h) * 입출구수온차 (℃ 입구수온-출구수온) * 밀도(=1000 kg/m3) * 비열(=1 kcal/kg.℃)


어프로치(Approach, 냉각된 물의 온도, 즉 출구수온과 입구공기 습구온도의 차이)는 냉각탑 크기에 지대한 영향을 미친다.  어프로치가 작아짐에 따라 냉각탑 크기는 기하급수적으로 커지게 된다.  어프로치가 2.8 ℃ 보다 작아지면 냉각탑의 성능을 보증할 수 없다.  순환수량과 입출구수온차는 동일한 열부하를 처리하기 위해서 무한조합으로 이루어질 수 있으나 순환수량을 줄이고 입출구수온차를 크게 하면 냉각탑의 크기와 냉각수 펌프와 라인을 줄이게 된다.



간섭 효과(Interference) : 냉각탑 상류의 열원은 흡입공기의 습구온도를 높여 냉각탑 성능저하로 나타난다.  새로운 냉각탑의 설치장소는 이미 설치되어있는 탑의 바람이 불어가는 쪽을 피하고 열 배기구와는 간격을 유지해야 한다.  대용량 냉각탑의 경우, 백 미터 정도의 이격거리에도 불구하고 1.5℃정도의 습구온도 상승을 가져오기도 한다.



재순환(Recirculation) : 입구공기습구온도는 탑에서 배출된 공기의 일부가 다시 탑의 흡입구로 들어오는 것에 의해 영향을 받을 수 있다.  재순환의 가능성은 기본적으로 바람의 힘과 방향과 관련이 있으며 바람의 속도 증가와 비례하여 증가하는 경향이 있다.  재순환의 기본적 요인은 바람이지만 옥상 파라핏이나 팬스등의 장애물이 주요한 성능저하 역할을 하게 되며 냉각탑의 모양이나 방향 결정에 따라서도 재순환의 크기가 달라진다.  탑보다 높은 장애물은 피하고 탑의 좁은 면이 바람의 방향과 마주하도록 배치를 한다.

냉각탑의 배출공기 속도가 빠를수록 재순환은 줄어든다.  압송식이 경우 느린 배출속도로 재순환이 상당하다.  팬실린더의 높이가 높을수록, 간격이 클수록 재순환은 줄어든다.


 


 

 



● 공기유동제한 : 팬스등의 장애물은 탑과 적정한 거리를 유지하고 냉각탑 흡입면적 만큼의 장애가 없는 흡입면적을 탑 흡입구 맞은편에 두어 공기유동에 제한이 없도록 한다.


    
  
 

      [장애물 영향 : Velocity distributions of air]


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