밀폐식 냉각탑

정의

밀폐식 냉각탑은 내부 유체를 밀폐 열교환기로 순환시키고 외부 살수와 통풍으로 간접 냉각하는 장치다.

쉽게 말하면 안의 물은 깨끗하게 두고, 바깥에서 뿌린 물로 식히는 냉각탑이다.

개방식은 순환수가 공기와 직접 만나 오염되기 쉽다. 밀폐식은 이 문제를 피한다.

구조와 원리

내부 피냉각 유체의 열은 코일 벽을 거쳐 살수막으로 전달된다.

살수장치가 코일 위에 물을 고르게 뿌려 살수막을 만든다.

송풍기가 공기를 흡입해 살수막과 접촉시키면 일부가 증발한다.

증발잠열이 열을 가져가므로 냉각 성능은 대기 습구온도에 강하게 좌우된다.

개방식과 비교

개방식과 밀폐식을 같은 기준으로 비교해 보자.

가장 큰 차이는 냉각수가 대기에 노출되는지 여부다.

밀폐식은 외기 오염물이 들어오지 않아 내부 유체를 보호한다.

증발 손실도 외부 살수수의 증발분만 있다.

계산 예제

가상의 예로 계산해 보자. 엔진 재킷 냉각수 회로의 냉각 부하는 300 kW다.

냉각수는 38 ℃에서 들어와 32 ℃로 나간다. 온도차는 6 ℃다.

질량유량은 부하를 비열과 온도차로 나눠 구한다. 약 11.9 kg/s다.

물 밀도를 1000 kg/m³로 보면 체적유량은 약 714 L/min이다. 접근 온도는 5 ℃다.

헷갈리는 점

시험에서 자주 틀리는 부분을 짚어 보자.

첫째, 밀폐식을 냉각수가 공기와 직접 닿는 방식으로 설명하면 틀린다.

둘째, 증발잠열과 감열을 혼동하지 않는다. 성능은 주로 잠열 제거에 의존한다.

셋째, 열교환 면적이 커져 부피와 초기 비용이 늘어난다는 점도 함께 쓴다.

정리

답은 증발잠열 제거다. 살수수가 증발하며 열을 빼앗는다.

정리하면 밀폐식 냉각탑은 내부 유체를 격리하고 외부 살수 증발로 식히는 장치다.

성능은 증발잠열과 습구온도에 좌우되며, 청정 냉각수가 필요한 설비에 쓴다.

개방식과 비교하면 오염이 적은 대신 열교환 면적과 비용이 커진다.