냉각탑은 응축기에서 데워진 냉각수를 바깥 공기와 직접 닿게 해, 물 일부가 증발하며 가져가는 잠열로 나머지 물을 식히는 장치다. 들어온 물과 나간 물의 온도차를 레인지, 나간 물과 바깥 공기 습구온도의 차를 어프로치라 하는데, 물은 습구온도 아래로는 식지 않으므로 어프로치는 0 이 될 수 없다. 냉각 효율은 레인지 ÷ (레인지 + 어프로치)이고, 순환수량은 방열량을 물의 비열과 레인지로 나눠 구한다. 그림은 냉각탑과 세 온도(입구 · 출구 · 습구)이고, 습구온도 · 어프로치 · 레인지 슬라이더로 온도와 효율, 방열 500 kW 일 때의 순환수량(설명용 값)이 바뀐다.
습구온도 · 어프로치 · 레인지 바꾸기
27 ℃
5 ℃
5 ℃
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레인지. 어프로치. 습구온도.
냉각탑(위에서 더운물을 뿌리고 옆에서 외기가 들어옴)과 입구 · 출구 수온 · 외기 습구온도, 그 사이 레인지 · 어프로치
💡 지금 값
①출구 수온 27 + 5 = 32 ℃, 입구 수온 37 ℃
②냉각 효율 5 ÷ (5 + 5) = 50 %
③방열 500 kW 이면 순환수 약 86 m³/h
④습구온도가 오르면 같은 어프로치에서도 출구 수온이 함께 오른다
계산식
레인지와 어프로치
레인지 = 입구 수온 − 출구 수온, 어프로치 = 출구 수온 − 외기 습구온도
레인지는 물이 식은 폭, 어프로치는 습구온도까지 남은 틈이다
냉각 효율
η = R ÷ (R + A)
R 은 레인지, A 는 어프로치다. 1 에 가까울수록 물이 습구온도 가까이 식는다
순환수량
G = Qc R
Q 는 방열량(kW), c 는 물의 비열 4.19 kJ/(kg·K)다. kg/s 에 3.6 을 곱하면 m³/h
냉각탑에서 챙길 것
📏 냉각톤 · 크기 · 보급수
①1 냉각톤은 3,900 kcal/h 로, 37 ℃ 물 13 L/min 을 32 ℃ 로 식히는 능력이다
②어프로치를 작게 잡을수록 냉각탑이 커지고 값이 비싸진다
③물이 증발 · 비산 · 블로다운으로 줄어드니 그만큼 보급수를 넣는다
④바깥 공기의 습구온도가 오르면 같은 탑에서도 출구 수온이 오른다
시험 포인트와 기출 유형
🎯 시험 포인트
①레인지 = 입구 수온 − 출구 수온
②어프로치 = 출구 수온 − 외기 습구온도
③냉각 효율 = 레인지 ÷ (레인지 + 어프로치)
④1 냉각톤 = 3,900 kcal/h 이다
📝 대표 기출유형
①[기출유형] 입구 37 ℃, 출구 32 ℃, 외기 습구 27 ℃ 일 때 레인지와 어프로치는? (답: 레인지 5 ℃, 어프로치 5 ℃)