냉각탑의 개념과 종류 그리고 기본원리 ● 냉각탑의 개념 산업의 발전과 인간의 복지향상은 많은 에너지 사용을 초래하였습니다.이에 따라 발생하는 열의 제거 및 적정한 온도 유지의 필요성에 따라 남는 열을 냉각시켜 주어야 합니다. 냉각시키기 위해서는 냉각매체가 필요하므로 자연 속에 제일 풍부한 물을 이용하여 증발이라는 제일 효율적인 열전달 방법을 통하여 기계류의 힘을 이용하여 가열된 물을 냉각, 재순환시켜 사용하는 장치로 냉각탑을 이용합니다. 즉, 냉각탑은 열의 최종 배출구이며 가장 안전하고 효율적인 열교환기입니다. ● 냉각탑의 기본원리냉각탑의 기본원리는 증발잠열과 현열에 의한 열이동에 의합니다. 즉, 물이 증발하면서 주위로 증발잠열을 빼앗아 주위를 냉각시키고, 공기는 물의 온도차에 의한 현열로 냉각되는데 물의 체공시간을 최대한으로 늘리고, 접촉 표면적을 최대화하며, 풍량을 증대시켜 물과 공기의 접촉을 최대한 증대시켜서 많은 증발이 일어나도록 설계됩니다. ● 냉각탑의 종류 냉각탑은 일반적으로 다음과 같이 분류됩니다.기류 생성. 냉각탑은 시스템에 공기 흐름이 유입되는 방식에 따라 다릅니다. 이것은 자연, 기계 또는 하이브리드 드래프트에 의한 것일 수 있습니다. 기계식 통풍 냉각탑은 강제 통풍과 유도 통풍으로 더 나뉩니다.내츄럴 드래프트. 자연 통풍 냉각탑은 냉각탑을 통해 공기 흐름을 생성하기 위해 기계적 드라이버나 팬을 사용하지 않습니다. 이 냉각탑은 탑 아래 및 위의 주변 공기 밀도의 차이를 이용합니다. 기류는 탑 바닥의 밀도가 높은 공기가 탑 위의 더 낮은 압력 영역으로 이동함에 따라 생성됩니다. 이 타워는 저렴하지만 실외에만 설치할 수 있습니다. 또한 이러한 타워는 주변 바람과 온도 변화의 영향을 더 많이 받기 때문에 신뢰성이 낮습니다. 기계 드래프트. 이 타워는 단일 또는 다중 팬을 사용하여 타워를 통해 공기 흐름을 생성합니다. 기계식 통풍 냉각탑은 필요한 냉각 부하에 따라 기류를 조절할 수 있기 때문에 자연 통풍탑보다 더 안정적이고 안정적입니다. 기계식 통풍 냉각탑은 강제 통풍 또는 유도 통풍으로 더 분류할 수 있습니다. 강제 드래프트. 이름에서 알 수 있듯이 이 유형의 냉각탑은 팬이나 송풍기를 사용하여 공기를 냉각탑으로 밀어 넣습니다. 공기 흐름은 송풍기에 의해 강제되기 때문에 높은 진입 속도를 갖습니다. 타워를 통과할 때 공기 흐름이 느려집니다. 따라서 재순환으로 인해 유도된 드래프트 타워에 비해 성능이 덜 안정적입니다. 강제 통풍 냉각탑은 높은 정압이 우려되는 실내 응용 분야에 사용됩니다. 유도 드래프트. 이들은 탑의 바닥이나 측면에 있는 공기 흡입 루버에서 공기를 끌어들이는(또는 유도하는) 상단에 팬이 있습니다. 강제 통풍 냉각탑과 달리 이 배열은 입구가 낮고 출구 속도가 빨라 재순환이 감소합니다. 이러한 유형의 냉각탑은 안정적인 성능을 요구하는 산업 플랜트에서 널리 사용됩니다. 하이브리드 드래프트. 작동은 자연 통풍 타워와 동일하지만 공기 흐름을 증가시키기 위해 팬이 장착되어 있습니다. 따라서 팬 지원 자연 통풍 냉각탑이라고도 합니다. 이 설정의 팬은 강제 및 유도 드래프트 팬에 비해 마력이 낮습니다. 추가 드래프트로 인해 주어진 애플리케이션에 대해 경제적으로 비실용적일 수 있는 높은 타워를 건설할 필요가 없습니다. Air-to-Water Flow. 이 분류는 냉각탑을 직교류 및 역류 냉각탑으로 나눕니다. 그들의 차이점은 물이 기류와 접촉하는 방법입니다.Cross-flow. 교차 흐름 구성에서 공기는 아래쪽으로 떨어지는 물을 가로질러 채우기를 통해 수평으로 흐릅니다. 분배기는 뜨거운 물을 노즐이나 오리피스를 통해 중력에 의해 채우기에 고르게 떨어지도록 분배합니다. 중력의 작용으로 가압 스프레이 시스템이 필요하지 않습니다. 횡류식 냉각탑의 유지보수는 분배 시스템을 분리하여 별도로 정비할 수 있어 가동 중지 시간이 제거되기 때문에 유지 관리가 더 쉽습니다. 역류. 이 유형에서 공기는 물이 떨어지는 방향과 평행하지만 반대 방향으로 흐릅니다. 역류 냉각탑에는 가압 스프레이 분배 시스템이 있습니다. 이러한 가압 시스템의 필요성은 역류 냉각탑을 불리하게 만듭니다. 그럼에도 불구하고 역류 유형은 동일한 냉각 부하에 대해 교차 흐름보다 공간을 덜 차지합니다. 아래 표는 각 유형의 특성을 요약한 것입니다. 열전달. 1장에서 물에서 열을 제거하는 방법에는 증발 냉각을 통한 잠열 손실과 현열 전달을 통한 냉각의 두 가지 방법이 있다고 언급했습니다. 냉각탑의 현열 전달은 전도, 대류 또는 이 둘의 조합에 의한 것입니다. 열 전달 방법에 따른 분류는 이러한 원리가 적용되는 방식에 따라 냉각탑을 구별합니다.습식 또는 개방 회로 냉각탑. 자연식 또는 기계식 드래프트 타워에서 직교류 또는 역류에 이르기까지 위에서 설명한 모든 냉각탑은 습식 냉각탑입니다. 습식 냉각탑은 주로 증발 냉각 원리로 작동합니다. 일부 열은 또한 현열 전달을 통해 제거됩니다. 습식 냉각탑의 주요 장점은 효율적인 냉각입니다. 습식 냉각탑에서는 주변 온도 또는 건구 온도 이하로 물을 냉각할 수 있습니다. 유체 또는 폐쇄 회로 냉각탑. 이 시스템에서 소비자로부터 반환되는 온수는 현열 전달이 일어나는 튜브 또는 코일을 통과합니다. 이 튜브 외부에는 습식 냉각탑과 유사하게 물이 분사됩니다. 잠열과 현열은 기류와 접촉하여 분무된 물에 제거됩니다. 이 시스템의 주요 장점은 소비자가 사용하는 물이 오염되지 않는다는 것입니다. 건식 냉각탑. 이 냉각 시스템은 자동차 라디에이터와 작동 원리가 동일합니다. 뜨거운 공기는 주변 공기에 노출된 핀 튜브 또는 코일을 통과합니다. 열은 주로 현열 전달에 의해 제거됩니다.건설 또는 건설. 이 분류는 구조물이 어떻게 세워지거나 제조되는지에 따라 냉각탑을 나눕니다.현장 건립. 이 냉각탑은 사용될 현장에서 건설 또는 조립됩니다. 현장에서 조립식 또는 제조 및 배송 및 조립된 부품이 있는 타워는 현장 설치 냉각 타워로 간주됩니다. 현장 설치 냉각탑은 일반적으로 산업 플랜트에서 볼 수 있습니다. 공장 조립. 패키지 또는 단일 냉각탑이라고도 합니다. 공장에서 조립된 냉각탑은 제조 시점부터 기계적으로 완성됩니다. 조립 과정이 거의 필요 없이 현장으로 배송됩니다. 이들은 상업, 주거 및 일부 제조 공장에 사용됩니다. ● 냉각탑의 기본원리 1) TOWER STRUCTURE PART (ABOVE BASIN)-Dead load와 Operation load등을 견딜 수 있어야 하며, 다양한 외부 대기조건과 내부의 폭풍우 같은 조건에서도 냉각탑 자체의 골격을 유지하여야 합니다. 2) FAN PART (MECHANICAL PART) -냉각탑 내에 공기를 유입시키고 공기의 흐름량을 조절함으로써 열성능(냉각효율)을 높여주고, 안정되게 하는 기계적인 장비입니다. ① FAN ASSEMBLY : 송풍장치로 냉각탑의 효율과 운전유지비에 관련되어 있습니다. a. PROPELLER FAN : 축류형팬 b. BLOWER TYPE FAN : 원심형팬 ② SPEED REDUCER (감속기) : Motor의 회전수를 Fan의 최적 회전수에 맞추기 위해 감속하는 기계입니다. a. Bevel gear Reducer Type b. V-belt Reducer Type ③ DRIVE SHAFT / COUPLING : Motor와 감속기 사이의 회전력을 전달하는 장치입니다. ④ MOTOR : Fan을 회전시키기 위한 동력발생 장치입니다. ⑤ FAN STACK (CYLINDER) : 탑 내의 공기를 원활히 유동시켜 대기 중으로 배출하는 통로의 역할을 합니다. ⑥ OIL LINE (LUBRICANT) : 감속기의 Oil 주입 장치입니다. ⑦ Base (구동부 지지대) : 구동부의 하중과 비틀림을 지지하고 냉각탑에 고정하는 장치입니다. 3) TOWER CASING PART - Louver를 제외한 냉각탑의 측면부분입니다. 4) WATER DISTRIBUTION PART - 물을 Nozzle에 고르게 분배시켜주는 장치입니다. 5) NOZZLE - 압력 혹은 중력에 의해 물을 Fill에 고르게 분사하는 장치입니다. 6) FILL PART - 냉각탑의 가장 중요한 부분으로 공기와 물의 열교환이 일어나는 부분으로 냉각탑의 효율과 직결되어 있으며, Fill의 열성능에 따라 냉각탑의 크기와 소요 동력의 크기가 결정됩니다. 7) DRIFT ELIMINATOR PART - 공기의 흐름에 실려 유출되는 물방울을 제거하는 장치로 흐르는 공기를 균일하게 하도록 도움을 줍니다. 8) LOUVER PART - 공기가 유입되는 부분에 설치하여, 공기의 유입을 고르게 해주고 액적(비산)을 제거하는 역할을 합니다. 9) COLD WATER BASIN - 냉각탑의 하부에 위치하여 냉각수를 모으는 역할을 하며 탑의 중요한 기초로서의 역할을 합니다. 압력용기의 하중조합 확인하기 ▶
