냉각탑의 원리 및 종류

 
 
 
< 냉각탑 >
 
 
1. 냉각탑 개념
1) 응축기용 냉각수의 재사용을 위해 냉각수의 온도를 낮추는 장치
 
 
2. 냉각탑 원리

 

대향류형 냉각탑에서 냉각수와 공기의 온도 변화

1) A → B 
① 냉각탑 내부에서 공기가 냉각수와 열교환을 통해 온도 상승
② 현열에 의한 열교환, 증발잠열에 의한 열교환 있음
 
2) C → D 
① 냉각수가 공기에 의해 냉각됨
② 외기 습구온도가 낮을수록 냉방효율이 좋음
 
3) 레인지(cooling range) 
① C-D 값으로 냉각수 입구와 출구의 온도차를 의미
② 어프로치 대비 레인지 값이 높을수록 냉각효율 높음
③ 냉각탑 크기에 의해 정해지는 것이 아니라 냉각부하, 유량에 의해 결정
 
4) 어프로치
① D-A값
② 어프로치 값이 0에 수렴할 때 냉각효율은 100%에 도달
③ 어프로치 값이 작을수록 냉각효율이 좋음
 
5) 냉각효율
 
냉각효율 = cooling range / (cooling range + approach)
 
 
3. 냉각탑 종류
 
1) 개방식 냉각탑
 
    ① 강제통풍식 냉각탑
        1) 대향류형 
        2) 직교류형
        3) 평행류형
 

구분	대향류형	직교류형	평행류형
원리	냉각수 흐름 방향과 공기 흐름방향이 반대	냉각수는 위에서 아래로 이동하고 공기는 좌우방향(수평)으로 이동하여 냉각하는 방식	냉각수 흐름과 공기의 흐름 방향이 같은 냉각탑
장점	열교환계수(Ka)가 큼 냉각효율이 좋음 설치면적이 작음 토출공기 재순환 우려가 적음	냉각탑 높이가 낮아짐 펌프동력, 송풍동력 절감 가능 대향류형에 비해 냉각수 비산우려 적음 소음이 적음	-
단점	냉각탑 높이가 높음 냉각수 비산 우려 펌프 동력, 송풍 동력 과다	점유면적이 큼 토출공기 재순환 우려 있음 효율이 낮음 가격이 비쌈	냉각효율이 좋지 않음

 
    ② 자연통풍식 냉각탑
    ③ 대기압식 냉각탑
 
2) 밀폐식 냉각탑
 
① 개념
   1) 냉각수가 대기와 접촉하고 비산 되는 것을 막기 위해 밀폐시킨 냉각탑
   2) 냉각탑 내부에서 냉각수와 냉각탑 내부 순환수, 공기를 접촉시켜 열교환함
 
② 특징
  1) 장점
     - 오염방지
     - 냉각수 비산 방지
     - 외부환경(날씨 등) 영향 없음 >> 질 좋은 냉각수 생산의 균일성 확보
 
   2) 단점
    - 고가의 설비비용
    - 유지관리 어려움
    - 설치면적 비대 (설치면적이 개방식에 비해 4~5배)