냉각탑의 원리와 용량

Cooling Tower Range & Approach

냉각탑은 응축기에서 받은 열을 외기 습구온도 쪽으로 버려요. 레인지(입출구 온도차)와 어프로치(출구-습구)가 성능 지표예요. 어프로치가 작을수록 탑이 외기 한계에 가깝게 다가간 상태예요. Tin·Tout·Twb 슬라이더로 레인지와 어프로치를 만져 봐요.

증발냉각으로 열을 버린다

🔑 냉각탑의 역할

①응축기 냉각수가 탑에서 공기와 접촉하며 일부 증발

②증발잠열로 남은 물의 온도가 내려감

③이론 하한은 외기 습구온도 Twb

④개방형·밀폐형, 직교류·향류 등으로 기종 구분

레인지·어프로치 조절

입구온도 Tin37 ℃

출구온도 Tout32 ℃

외기 습구온도 Twb27 ℃

💡 관찰

①레인지 R = Tin−Tout ≈ 5.0 ℃

②어프로치 A = Tout−Twb ≈ 5.0 ℃

③유량 고정 가정 시 상대 냉각능력 지표 ≈ 500

④A가 너무 작으면 설계·운전이 외기 한계에 밀착(여유 부족)

성능 지표 공식

레인지

Range = T_in - T_out

냉각수 입출구 온도차 [℃]

어프로치

Approach = T_out - T_wb

출구온도와 외기 습구온도 차 [℃]

냉각열량

Q = m c_p (T_in - T_out)

유량·비열·레인지에 비례하는 방열량

시험 포인트

🎯 시험 포인트

①레인지 = Tin − Tout (냉각수 온도강하)

②어프로치 = Tout − Twb (습구에 대한 여유)

③이론 최저 출구온도는 외기 습구온도

④냉각열량 Q = ṁ·cp·(Tin−Tout)

⑤응축부하 = 냉동효과 + 압축일 → 냉각탑이 부담

📝 대표 기출 유형

①Tin=37, Tout=32일 때 레인지는? (답: 5℃)

②Tout=32, Twb=27일 때 어프로치는? (답: 5℃)

③냉각탑 출구온도의 이론 하한은? (답: 외기 습구온도)