냉각탑 성능 계산기

레인지는 입구 수온에서 출구 수온을 뺀 값으로 물을 얼마나 식혔는지를, 어프로치는 출구 수온에서 습구온도를 뺀 값으로 한계까지 얼마나 남았는지를 나타냅니다. 국내 표준 조건인 37/32/27℃라면 레인지 5K, 어프로치 5K가 되고 냉각효율은 50%입니다.

물을 조금 증발시켜 나머지를 식히는 구조이기 때문입니다. 증발이 만들 수 있는 가장 낮은 온도가 습구온도라, 그것이 열역학적 하한이 됩니다. 그래서 냉각탑은 건구온도가 아니라 습구온도로 설계하며, 같은 30℃라도 건조하면 잘 식고 장마철처럼 습하면 잘 안 식습니다.

아닙니다. 레인지는 열부하와 순환수량이 정하는 값이라 같은 냉각탑에 물을 절반만 흘리면 레인지가 두 배가 됩니다. 냉각탑의 성능을 나타내는 것은 어프로치이고, 어프로치를 좁히려 할수록 탑이 급격히 커지고 값도 크게 오릅니다.

Q[kW] = 순환수량[㎥/h] × 레인지[K] × 1.163입니다. 100㎥/h를 5K 식히면 581kW, 약 50만kcal/h가 됩니다. 1.163은 물의 비열 4.186kJ/(kg·K)에 밀도 1,000kg/㎥를 곱하고 3,600초로 나눈 값입니다.

레인지 5~6℃에서 순환수량의 1% 안팎입니다. 널리 쓰는 어림식으로 계산하면 레인지 5.5℃에서 0.84%가 나옵니다. 다만 이 식은 경험 어림이지 규격이 아니고, 실제 증발량은 외기 온도와 습도에 따라 달라집니다.

수질에 따라 3~6 사이에서 타협하는 것이 보통입니다. 증발로 물이 줄면 남은 물의 염분이 진해지는데, 농축배수를 키우면 버리는 물이 줄어 물값을 아끼지만 스케일과 부식이 심해집니다. 반대로 1에 가까우면 보충수가 폭발해서, 2로 두면 증발량의 두 배를 넣어야 합니다. 아무리 키워도 보충수가 증발량 아래로는 내려가지 않습니다.

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