냉각탑 설치

냉각탑이란

냉각탑은 응축기에서 데워진 냉각수를 식히는 열교환장치다.

냉각수를 외기와 직접 접촉시켜 일부를 증발시킨다.

증발잠열로 나머지 물을 식혀 다시 쓴다.

증발냉각 원리

냉각탑은 충전재에서 온수와 공기를 접촉시킨다.

물의 일부가 증발하며 빼앗긴 증발잠열로 남은 물이 식는다.

출구 수온은 입구 공기의 습구온도보다 낮아질 수 없다.

냉각범위가 크고 접근온도가 작을수록 성능이 좋다.

냉각범위와 접근온도

냉각범위는 입구 수온과 출구 수온의 차다.

접근온도는 출구 수온과 입구 공기 습구온도의 차다.

입구 수온 37℃, 습구온도 27℃, 냉각범위 5K인 경우를 보자.

접근온도가 작을수록 충전재 면적과 송풍량이 커져 송풍기 동력이 늘어난다.

증발 손실 계산

냉각수가 증발하면 그만큼 물이 줄어드는데 이를 증발 손실이라 한다.

물을 1℃ 낮출 때 약 0.2%가 증발한다고 보고 계산한다.

유량 1,000 L/min, 냉각범위 5℃라면 분당 10 L가 증발한다.

즉 시간당 600 L이며 증발분은 보충수로 채운다.

대향류형과 직교류형

냉각탑은 공기와 물의 흐름 방향에 따라 형식이 나뉜다.

대향류형은 공기가 수직으로 올라가고 물은 아래로 떨어진다.

직교류형은 공기가 물 흐름과 직각으로 들어와 탑이 낮다.

같은 탑체 크기라면 대향류형의 냉각 효율이 더 높다.

옥상 설치 검토

옥상에 설치하면 운전 중 중량과 진동을 구조 설계에 반영해야 한다.

방진스프링은 송풍기와 탑체의 진동이 슬래브로 전달되는 것을 줄인다.

흡입구와 배기구 사이는 재순환을 막을 만큼 이격한다.

그럼 옥상 설치에서 무엇을 먼저 검토해야 할지 직접 풀어 보자.

정리

정리하자. 냉각탑은 증발잠열을 이용해 냉각수를 식히는 장치다.

냉각범위와 접근온도를 구분해 계산하고 성능을 판단한다.

옥상 설치는 구조 하중, 진동, 재순환을 함께 검토한다.