대일아쿠아

대향류형의 냉각탑에서 물 분배 계통은 냉각탑 성능을 좌우하는 매우 중요한 분야로 FILL 상부의 전면에 고른 물 분배가 되도록 설계를 하여야 한다. 물 분배 계통은 크게 두 종류로 분류할 수 있다.

• ●  개방식 분배 계통 (OPEN DISTRIBUTION SYSTEM 또는 OPEN FLUME SYSTEM)
• ●  폐쇄식 분배 계통 (CLOSED DISTRIBUTION SYSTEM)

개방식 분배 계통은 주로 콘크리트 구조물의 냉각탑에 적용되는 것으로 FILL 보다 높은 위치에 수조를 만들고 이 수조에 물의 분배를 위한 지관 (LATERAL PIPES)을 설치하여 냉각수가 일차적으로 수조에 채워진 다음 지관을 통하여 물이 분배되고 지관에 부착된 분사 노즐을 통하여 물이 분사되는 구조다. 이때 사용되는 노즐은 반듯이 중력형 (GRAVITY TYPE) 이여야 한다. 이 방식의 핵심은 노즐이 요구하는 분사 범위를 만족하기 위한 수조 내의 물 높이 (STATIC HEAD)를 정확히 계산하여 수조의 높이를 설계하고, 수조 내의 수위가 일정하게 유지될 수 있도록 하는 것이다. 지관의 유속은 1.4M/SEC 이상이어서는 안 된다.

폐쇄식 분배 계통은 콘크리트, 목재 그리고 철재 구조물의 냉각탑 모두에 적용될 수 있으며 냉각탑으로 돌아 오는 냉각수가 곧 바로 냉각탑 내에 있는 주 배관 (MAIN HEADER PIPE)으로 유입되고 주 배관에 연결된 지관을 통하여 일차로 분배되고 지관에 있는 분사 노즐을 통하여 물이 분사되는 구조로 되어 있다. 이때 사용되는 노즐은 반듯이 저압형 (LOW PRESSURE TYPE)이어야 한다

이 계통의 설계는 전 배관에서 일정한 물의 유속을 유지하도록 배관의 구경을 적절히 조정하는 것이 필요하며, 설계 유량의 110% 까지는 무리 없이 소화할 수 있도록 배관을 구성하는 것이 좋다. 주관에 유속은 가급적 2.0 M/SEC 이하로 하고, 지관에서는 1.6M/SEC이하로 하는 것이 수두 손실을 줄이는 방법은 물론 노즐 입구에서의 와류를 최소화할 수 있다.

냉각탑에서의 노즐은 무엇 보다 중요한 구성품으로 설계 시 세심한 주의를 요하며, 반듯이 노즐 성능 자료 (WATER FLOW & WATER COVERAGE CHART)를 근거로 CELL당 노즐의 개수, 노즐 간의 거리, FILL과 노즐과의 거리 (NOZZLE DISTANCE) 그리고 요구되는 수두 등을 계산하여야 한다. 참고로 외국과 기술 제휴하여 사용하고 있는 노즐을 제외한 대부분의 국내 제품은 노즐에 대한 성능 자료가 구비되어 있지 않으므로 설계 반영 시 각별한 주의를 요한다. 다음 수식은 노즐에서의 유량을 예측하는데 사용할 수 있다.

노즐에서 분사되는 물의 형태에 따라 원형과 정사각형 두 가지가 있으며 노즐의 출구 모양과 동일하게 물이 분사되게 되는데, 노즐간의 간격을 설정할 때는 이웃 한 노즐에서 분사되는 물의 일부가 겹치도록 한다. 정사각형으로 분사되는 노즐은 분사되는 물의 가장자리가 최소 50MM 정도 겹치도록 하며, 원형으로 분사되는 노즐은 이웃 한 4개의 노즐에서 분사되는 물이 한 지점에서 만나도록 한다.

더 이상의 상세한 물 분배 계통의 설계에 대해서는 저자에게 문의 바람.