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건축설비기사 건축설비설계 · 냉각탑의 원리와 용량

Cooling Tower Range & Approach

냉각탑은 응축기에서 데워진 냉각수를 공기와 닿게 해 일부를 증발시키고, 그 증발잠열로 남은 물을 식혀 응축부하를 바깥으로 버린다. 입구와 출구 수온 차가 레인지, 출구 수온과 외기 습구온도의 차가 어프로치이며, 출구 수온은 이론상 습구온도보다 낮아질 수 없어 어프로치가 작을수록 여유가 줄어든다. 그림은 냉각탑 단면에 입구 · 출구 수온과 외기 습구온도의 위치를 찍고 레인지와 어프로치를 표시해요. 입구온도 · 출구온도 · 외기 습구온도 슬라이더를 옮기면 두 값이 바로 다시 계산돼요.

증발냉각으로 열을 버린다

🔑 냉각탑의 역할
①응축기 냉각수가 탑에서 공기와 닿으며 일부가 증발한다
②증발잠열로 남은 물의 온도가 내려가요
③출구 수온의 이론 하한은 외기 습구온도 Twb다
④개방형 · 밀폐형, 직교류 · 향류 등으로 기종을 나눈다

레인지와 어프로치 바꿔 보기

37 ℃
32 ℃
27 ℃
💡 관찰
①레인지 R = Tin−Tout ≈ 5.0 ℃
②어프로치 A = Tout−Twb ≈ 5.0 ℃
③상대 지표 500은 레인지(℃) × 100일 뿐 따로 정한 능력값이 아니다
④어프로치가 너무 작으면 설계 · 운전이 외기 한계에 바짝 붙어 여유가 모자라요

성능 지표 공식

레인지
Range = Tin - Tout
냉각수 입출구 온도차 [℃]
어프로치
Approach = Tout - Twb
출구 수온과 외기 습구온도의 차 [℃]
냉각열량
Q = m cp (Tin - Tout)
유량 · 비열 · 레인지에 비례하는 방열량

시험 포인트

🎯 시험 포인트
①레인지 = Tin − Tout (냉각수 온도 강하)
②어프로치 = Tout − Twb (습구온도에 대한 여유)
③출구 수온의 이론 최저값은 외기 습구온도예요
④냉각열량 Q = ṁ · cp · (Tin − Tout)
⑤응축부하 = 냉동효과 + 압축일을 냉각탑이 맡는다
📝 대표 기출 유형
①Tin = 37, Tout = 32일 때 레인지는? (답: 5℃)
②Tout = 32, Twb = 27일 때 어프로치는? (답: 5℃)
③냉각탑 출구 수온의 이론 하한은? (답: 외기 습구온도)

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