(10) 냉각탑의 기초 - 냉각탑 형식별 비교표 (Cooling Tower Fundamental)

 

1. 냉각탑 형식비교

․ 공장조립형 / 현장설치형

비교기준	공장조립형	현장설치형
1. 특징	- SHOP에서 조립 시운전 후 출하하므  로 설치 기간이 짧고 설치 작업이 간단   하며 설치비용이 적게 들고 완벽한 성능을 보장한다.	- SHOP에서 부분 조립후 출하하여,    설치장소에서 조립 시운전하므로 설 치 기간이 길고 설치작업이 복잡하여,  설치비용이 많이 들고, 성능 보장에  어려움이 있다.
2. 구조	- 통상 하부에 자체의 냉각수조와 보   급수 조정구 및 스트레이너 등을 포함한다.	- 통상 하부의 냉각수조는 별도의 콘   크리트 토목공사에 의한다.
3. 보수,  정비	- 셀 수가 커지므로 관리대상 숫자가   많다. 보수· 정비는 낮은 수준으로 쉽게 할 수 있다.	- 관리 대상 숫자는 적으나 중 보수· 정비 수준이 요구된다.
4. 운전비	- 시스템이 세분화되고 독립적인 경우  분할 및 STEP 운전이 용이하여 좋으 나, 단일 시스템의 중앙집중식의 경우 운전비가 커질 수 있다.	- INVERTER CONTROL 등이 가능하다.
5. 투자비	1.2 (냉각수조 포함)	1.0 (별도 냉각수조 : 0.8)
6. 용도	- 공조용/냉동, 냉장용 - 전자/통신	- 제철/발전/화학
7. 총괄	1. 공장조립형은 납기가 빠르고 옥상설치가 가능한 장점을 갖고있다.  또한,  냉각탑의 이동, 재배치가 용이하다. 2. 공장조립형은 재순환과 보수· 정비성에서 불리하다.

․ 직교류형 / 향류형

비교기준	직교류형	향류형
1. 소음		- 수적음이 크다.
2. 보수,    정비	- 냉각탑 각 부의 접근이 용이하고 점검·보수성이 좋다. - 운전중에도 수분배 계통, 하부수조    등의 점검· 보수 및 접근이 용이하다.	- NOZZLE 등 수분배 계통의 점검 및  보수가 불편하다. 냉각수의 순환 운전  중에는 수분배계통, 충진재, 하부수조  보급수 계통 및 스트레이너 등의 점 검, 보수, 접근이 곤란하다.
3. 투자비	1.2 ~ 1.3	1.0
4. 용도	- 수질이 나쁠 경우, 보수·점검이 좋으므로  적합함. - 공조용 : 소형이므로 점검, 보수, 접 근의 용이성이 가치가 큰 경우	- 저렴한 초기 투자비
5. 총괄	1. 과거의 통상적인 비교 특징은 더 이상 유효하지 않으나 여전히 비교가치가 있는 것은 다음 사항이다.    ① 점검· 보수성 : CROSS FLOW가 좋음.    ② 초기 투자비용 : COUNTER FLOW가 좋음. 2. 따라서, 초기비용의 면에서는 COUNTER FLOW가 유리하며, 수질이 나쁘거나 냉각탑이 소형으로 내부 진입이 어려운 경우 또는 점검 ·  보수성의 가치가 클 경우 CROSS FLOW가 유리하다.

․ 흡입형 / 압입송풍형

비교기준	흡입형	압입송풍형
1. 외관	- 통상 상부에 축류팬이 노출되어 있다.
2. 성능	- 토출/흡입 공기속도비가 커서 바람에  의한 재순환 성능저하가 적다.	- 토출/흡입 공기속도비가 적어 바람에  의한 재순환 성능저하가 많아 치명적   일 수 있다.
3. 소음		- 비교적 크다.
4. 보수,   정비	- FAN PART는 WET STREAM내에   있어서 불편하고 빈번한 보수· 점검이   요구된다.	- 점검· 보수가 불편하고 운전중 접근이 불가하다. - 내부에 압력이 걸리므로 누수 주의가 요망됨.
5. 운전비		- 압송식의 특성상 공기저항이 크므로  팬 동력비가 30%이상 커진다.
6. 투자비	1.0	1.1 ~ 1.2
7. 용도	- 일반적인 옥외형.	- 공기유동 저항이 큰 지하설치용에    적합.
8. 총괄	1. FORCED DRAFT TYPE은 원심형 팬의 채택이 가능하므로 냉각탑 유동공기의 부가 손실이 필요한 지하설치용 등의 용도에 적합하다. 2. 일반적인 옥외설치에 있어서 FORCED DRAFT TYPE은 바람의 영향 및 재순환에 의한 심각한 성능저하를 예상해야 한다.

․ 개방형 / 밀폐형

비교기준	개방형	밀폐형
1. 냉각수	- 냉각수가 외기와 순환하여 오염되므   로 냉각수 순환 계통에 부식 및 스케일 장애를 일으킬 수 있다.	- 냉각수가 밀폐 순환하여 외기와 직접 접촉되지 않아 냉각수의 오염도가 적다. - 동계 운전시 냉각수의 동결방지를    위하여 부동액(에칠렌글리콜)을 유입하면 별도의 동결방지 시스템이 필요없다.
2. 운전	- 동절기 운전시 냉각수의 결빙 대책을 세워 운전해야 한다.	- 연중 운전과 백연방지 운전이 가능하다.
3. 운전   동력		- SPRAY PUMP MOTOR가 장착되어 개방형보다 크다.
4. 설치	- 동일 냉각능력 기준, 설치 면적이 밀폐형보다 작다.
5. 중량	- 경량이다.
6. 설비비	1.0	3～4 : 1
7. 적용	일반형	- 냉각수의 오염 방지나 연중 또는 비상시 운전이 필요한 경우 적합함.
8. 총괄	1. CLOSED TYPE은 냉각수의 오염이 심각한 문제가 되는 경우에 적합하다. 2. 부가적으로 CLOSED TYPE은 백연제어, 결빙제어가 유리하고 보급수량이  줄어드나 선택기준으로는 비용적인 측면에서 만족스럽지 못하다.

2. 냉각탑 골조재 비교

․ 목재 / 철재 / FRP / 콘크리트

	WOOD	STEEL	F.R.P	CON'C
1. 수명	15년	10년	30년	40년 이상
2. 특징 및  보수정비성	- 냉각탑은 약  7～8년 주기로  INFILL 부분 교  체 및 대부분의  부품들의 교체 또  는 정비가 필요하  며 이에 따른 정  비 보수시에 어려  움이 크다. - 변형 또는 부분부식 등이 발생 될 수 있다.	- 냉각탑은 약  7～8년 주기로  INFILL 부분 교  체 및 대부분의  부품들의 교체  또는 정비가 필  요하며 이에 따  른 정비 보수시  에 어려움이 크  다. - 변형 또는 부분부식 등이 발생 될 수 있다.	- 냉각탑은 약  7～8년 주기로  INFILL 부분 교  체 및 대부분의  부품들의 교체  또는 정비가 필  요하며 이에 따  른 정비 보수시  에 어려움이 크  다. - 부식 발생이 없다.	- 보수 정비가 매우 용이하다.
3. 초기 투자  비용 (FRAME 금액)	0.85	1	1.25	1.3～1.4
4. 기타	- 상용화됨. - 문제점(부식등)이 도출됨. - 중, 소형의 용량의 경우에는 적합	- 상용화됨. - 문제점(부식 등)이 도출됨. - 중, 소형의 용량의 경우에는 적합	- 국내 적용단계     - 중, 소형의 용량의 경우에는 적합	- 상용화됨.     - 중, 대형의 용량에 적합
5. 총괄	1. FRAME 부재는 WOOD/STEEL에서 FRP를 선호하는 추세임. 2. CONCRETE는 타 부재에 비해 중량이 상당히 커짐.

3. 충진재 형식비교

․ 필름형 / 비말형

비교기준	필름형 충진재	비말형 충진재
1. 장점	- 단위 체적당 열교환 능력이 높아  고효율을 나타내며 소요면적이 작다.   (Ka : 19000 ~ 23000) - 냉각탑을 FILM FILL로 개선할 경우   통상 30～50%의 냉각능력을 더 키울   수 있다. - 화재대비 자기소화성을 가지고 있다.	- 냉각수의 오염이 심한 폐수처리용  등으로 주로 쓰인다. - 고온의 냉각수에 적용이 가능하다. - CROSS FLOW 냉각탑의 경우 청소   및 유지보수가 편리하다.
2. 단점	- 냉각수의 오염이 심한 경우 적용이  불리 하다. - 고온의 냉각수에 적용이 불리하다. - 수질관리가 반드시 필요하다.	- 단위 체적당 열교환 능력이 적으므로  저열전달 효율을 나타내며 소요면적이  크다. (Ka : 5000 ~ 7000) - 방부처리가 불완전하게 되었을 경우  부식이나 미생물학적인 파손이 심해  빨리 파손되어 냉각효과를 떨어뜨린다. - COUNTER FLOW에는 적합하지 않다.
3. 적용	- NEW TYPE으로 높은 열교환 효율을 갖고 있어 최근 주사용 품이며,      COUNTER FLOW 및 수질이 양호한   저온 냉각수 CROSS FLOW 냉각탑에   주로 사용된다.	- OLD TYPE으로 낮은 열교환 효율을   갖고 있어 사용이 줄고 있으며         CROSS FLOW  및 고온의 냉각수를   사용하는 냉각탑이나 오염이 심한 냉   각수의 경우에 주로 사용한다.
4. 총괄	1. 폐수 등 특별한 경우 이외에는 별도의 수처리 설비를 갖추고 FILM FILL을   사용하는 것이 바람직하다.

4. 팬 형식 비교

축류팬	원심팬
80% 이상 적용 대풍량 / 저정압 고효율 에너지 소모가 낮음 개선된 저소음형	대풍량 / 고정압 (실내설치 / 닥트연결) 에너지 소모가 큼

5. 수분배 시스템 비교

중력 분배식	압력 분사 분배식
개방형 수조 보수점검 용이 수조 수위로 수량조절가능	압력배관 대구경 노즐 필요