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냉각탑에서의 RECIRCULATION은 "냉각탑을 떠난 공기의 일부가 냉각탑으로 들어가는 공기와의 혼합"으로 정의되어 있다. 즉, 냉각탑을 떠난 공기의 일부가 냉각탑으로 재 유입되는 현상을 말하며, 토출 공기와의 혼합은 유입되는 공기의 습구 온도를 높이게 되고, 이로 인해 냉각탑 전체의 성능을 저하시키게 된다. 재순환 현상의 원인 중 대부분은 냉각탑을 향해 부는 바람에 의한 것으로 여러 실험을 통해 결과가 증명되었다.

다음은 미국 CTI의 산하 기술 위원회가 7년간의 실험 결과를 토대로 작성한 보고서를 근거로 RECIRCULATION에 대하여 기술하고자 한다.

1) CALCULATION OF RECIRCULATION: 수학적인 관점에서 재순환은 공기의 입구에서 냉각탑으로 재 유입되는 토출 공기의 퍼센트로 표현될 수 있다. 그러므로 냉각탑 주위에서 열 평형 (HEAT BALANCE)을 고려하면 다음과 같이 표기가 될 수 있다.

HEAT(Q) = G h1 = G (1- Rc/100) ha + G (Rc/100) h2
상기 식을 다시 쓰면, Gh1 = Gha - GRc/100ha + GRc/100h2 이 되고 이를 정리하면 G(h1 - ha) = GRc/100(h2 - ha)가 되고, 이식을 Rc에 대해 풀어서 정리하면, 이 얻어 지며, 대기 공기의 엔탈피에 대해 재순환으로 인한 엔탈피의 증가 분을 (h1 - ha) 구하기 위해서는 다음과 같이 표현될 수 있다. h2 = h1 + L/G x RANGE의 관계식을 상기 식에 대입하고 정리하면,

(h1 - ha) x 100 = Rc x (h2 - ha)
                        = Rc x (h1 + L/G x RANGE - ha)
                        = Rc x h1 + Rc x L/G x RANGE - Rc x ha 
                        = Rc x (h1 - ha) + Rc x L/G x RANGE

(h1 -ha) x (100 - Rc) = Rc x L/G x RANGE이 얻어 지고, 이 식을 (h1 - ha)에 대해 풀면
---- (12)를 얻을 수 있다.

2) 재순환 관련 상관 관계 분석: CTI 위원회는 RECIRCULATION의 원인이 될 수 있는 모든 변수들에 대해 장 기간에 걸친 시험을 통해 각각의 변수들과 RECIRCULATION과의 상관 관계를 분석하였으나, 냉각탑 길이 변수를 제외한 냉각탑의 폭, 냉각탑의 높이, FAN STACK의 높이, 냉각탑 입구부에서의 공기 유입 속도, 냉각탑 출구에서의 공기 배출 속도, 그리고 공기 입구부의 상단에서 FAN STACK 상단까지의 수직 거리 등과 같은 변수들은 각각의 변수에 대한 재순환과의 상관 관계 규명이 거의 불가하였다. 그 이유는 이들 변수는 서로 작용하는 성질을 갖고있어 이들을 각각 분리하여 고찰하는 것이 불가능하기 때문이었다. 또한 시험 자료로 부터 FORCED DRAFT 냉각탑에서의 재순환은 같은 길이의 INDUCED DRAFT 냉각탑에서 보다 거의 2배 이상이었다는 사실을 발견하였다. 다음은 냉각탑 길이와 재순환과의 관계를 나타내는 식으로 대향류형 및 직교류형 냉각탑에 공히 적용될 수 있다.

    ----(13)

상기 실험 결과식으로 부터 냉각탑 전체의 길이가 길수록 재순환되는 율이 높다는 것을 알 수 있다. 따라서, 냉각탑의 전체 길이가 정해지면 설계 단계에서 반듯이 재순환 율 (Rc)를 상기 식에 의해 구한 다음 엔탈피 증가분 (h1 - ha)을 계산한 다음 이를 온도로 환산하여 입구 습도를 보정하여야 된다.

3) 냉각탑의 설치 방향: 냉각탑으로 부터 토출 된 공기의 일부가 냉각탑으로 재 유입되면 입구측 습구 온도가 대기의 습구 온도에 비하여 대략 1-2oF 정도 높게 나타난다. 이러한 토출 공기의 재순환을 최소화하기 위해서는 다음의 설계 기준을 따르는 것이 좋다.

- 냉각탑 FAN STACK의 상단에서의 토출 공기의 유속이 냉각탑 입구에서의 공기 유속 보다 최소 150% 이상 또는 설계 대기 풍속의 140% 이상 되도록 한다.

- 가능한 한 FAN STACK의 높이를 FAN 직경의 60% 이상 되도록 한다.

- 한편, 토출 공기의 재순환은 냉각탑이 설치되는 방향과 대기의 바람 방향, 기존의 주변 냉각탑과 밀접한 관계를 갖고 있음이 여러 실험을 통하여 입증이 되었다. 그 내용을 요약하면, 토출 공기의 재 유입을 최소화 하기 위해서는 길이가 250 피트 미만의 냉각탑은 길이 방향과 여름철 바람의 방향과 일치 하도록 설치하고, 250 피트 이상의 냉각탑은 여름철 바람의 방향에 직각이 되도록 설치한다.

그리고 기존의 냉각탑에 가까이 냉각탑을 신설하고자 하는 경우는, 첫째 기존의 냉각탑이 여름철 탁월풍 (PREVAILING WIND)에 직각으로 설치되었을 때는 그림 A와 같이 기존 냉각탑의 길이와 신설 냉각탑 길이의 평균 길이 이상 떨어져 일렬로 설치한다. 이는 신규 냉각탑이 기존 냉각탑의 영향으로 부터 재순환을 최소화하기 위함이다.

또한 기존의 냉각탑이 바람의 방향과 평행하게 설치되어 있을 때는 그림 B와 같이 기존 냉각탑의 길이와 신설 냉각탑 길이의 평균 길이 이상 떨어져 기존의 냉각탑 설치 방향과 나란히 설치하면 신규 냉각탑은 기존 냉각탑의 영향으로 부터 재순환이 최소화될 수 있다.

마지막으로 기존의 냉각탑이 바람의 방향과 45도 각도로 설치되어 있을 때는 그림 C와 같이 기존 냉각탑의 길이와 신설 냉각탑 길이의 평균 길이 이상 떨어져 기존의 냉각탑 설치 방향과 나란히 설치하면 신규 냉각탑은 기존 냉각탑의 영향으로 부터 재순환이 최소화될 수 있다.