냉각탑

개념과 원리

냉각탑은 응축기 등에서 가열된 냉각수를 공기와 접촉시켜 다시 냉각하는 장치입니다. 물의 일부가 증발하면서 주변 물에서 증발잠열을 가져가기 때문에, 단순한 공랭식 열교환보다 낮은 수온까지 냉각할 수 있습니다.

냉각탑에서 자주 사용하는 온도차는 쿨링레인지와 어프로치입니다. 쿨링레인지는 냉각탑 입구수온과 출구수온의 차이이고, 어프로치는 냉각탑 출구수온과 입구공기 습구온도의 차이입니다.

쿨링레인지 = 입구수온 - 출구수온

어프로치 = 출구수온 - 입구공기 습구온도

냉각탑 효율은 문제에서 지정한 정의를 따라야 하며, 대표적으로 효율 = 쿨링레인지 ÷ (입구수온 - 입구공기 습구온도) 형태로 계산합니다.

습구온도는 증발냉각의 한계를 나타내므로 냉각탑 출구수온은 이상적으로 습구온도에 가까워질 수 있지만 실제 운전에서는 어프로치가 남습니다.

냉동기의 응축기를 냉각한 냉각수를 공기와 접촉시켜 다시 냉각하고 재사용하는 장치이다.

1 CRT = 4.54 kW = 3900 kcal/h

냉각탑 용량 = 냉동기 응축열량 / 4.54 kW

Cooling Range = 냉각탑 입구수온 − 출구수온

Cooling Approach = 냉각탑 출구수온 − 입구공기 습구온도

통풍이 잘되는 장소에 설치

토출공기의 재유입 방지

겨울철 동파방지용 히터 고려

비산수로 인한 피해 방지

진동·소음이 작은 곳에 설치

옥상 설치 시 구조하중 반영

냉각탑 입구수온이 37℃, 출구수온이 31℃, 입구공기 습구온도가 27℃라고 하겠습니다.

쿨링레인지 = 37-31 = 6℃

어프로치 = 31-27 = 4℃

냉각탑 효율 = 6 ÷ (37-27) ×100 = 60%

또 냉각수 유량이 15 kg/s이고 물의 비열이 4.19 kJ/(kg·℃)라면 제거열량은 15×4.19×6 = 377.1 kW입니다.

① 쿨링레인지와 어프로치를 바꾸지 마세요.
쿨링레인지는 물의 입출구 온도차, 어프로치는 출구수온과 습구온도의 차이입니다.

② 건구온도 대신 습구온도를 사용하는 이유를 기억하세요.
냉각탑은 증발냉각을 이용하므로 성능 한계가 습구온도와 밀접합니다.

③ 출구수온이 습구온도보다 낮아진다고 단정하지 마세요.
일반적인 냉각탑에서는 실제 출구수온이 습구온도보다 높게 형성됩니다.

④ 효율식은 문제에서 제시한 정의를 우선하세요.