대일아쿠아

습식 냉각탑에서 제거되는 전체의 열 전달에서 MASS HEAT TRANSFER가 차지하는 비중은 대략 60%에서 90%에 이른다. 따라서 SENSIBLE HEAT TRANSFER에 의한 냉각은 결국 10%에서 40%에 지나지 않는다는 사실을 알 수 있다. 습식 냉각탑을 증발형 냉각탑 (EVAPORATIVE COOLING TOWER)이라고도 표현하는 이유가 이것에서 비롯됨을 알 수 있다.

다음의 도표는 L/G = 1.300, RANGE = 20 ^oF, 상대 습도 = 80%일 때, L/G = 1.800, RANGE = 20 ^oF, 상대 습도 = 80%일 때, L/G = 1.300, RANGE = 10 ^oF, 상대 습도 = 80%일 때, 그리고 L/G = 1.300, RANGE = 20 ^oF, 상대 습도 = 60%일 때의 각각의 경우에 대하여 전체 열 제거량에 MASS HEAT TRANSFER가 차지하는 비율을 건구 온도에 따라 변화는 정도를 나타낸 것이다.

상기 도표를 통하여 EVAPORATION에 의한 열 제거율은 1) 건구 온도가 증가할 수록 증가하며, 2) 상대 습도가 낮을 수록 증가한다는 것을 알 수 있다. 반면에, RANGE가 줄어 늘었을 경우와 L/G를 높였을 경우 어느 시점의 건구 온도까지는 열 제거율이 증가되다가 감소하는 것은 HUMIDITY가 어느 건구 온도를 지나면 RATIO의 증가율보다 엔탈피 차의 증가율이 두더러 지기 때문이다. 전체의 열 제거량과 증발에 의한 열 제거량의 비는 다음의 식에 의해 계산될 수 있다.

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EVAPORATION RATIO를 결정 짖는 변수들은 상기 식의 각각의 항을 변화 시키는 요소들로, 냉각탑 입구에서의 HUMIDITY (LB WATER VAPOR/LB dry air)는 입구 공기의 건구 온도, 습도 그리고 대기압의 함수이기 때문에 이들이 변수가 되며, 증발 잠열 (LATENT HEAT BY EVAPORATION)은 건구 온도만의 함수이기 때문에 이것 만이 변수가 된다. 또한 엔탈피는 입구 공기의 건구 온도, 습도, L/G, 그리고 대기압의 함수이므로 이것들이 증발에 의한 열 제거율을 결정하는 변수가 된다.

L/G와 냉각 범위를 제외한 모든 변수들은 자연적 환경에 관련된 것으로 냉각 범위는 냉각탑 구매자에 의해 정해지는 변수이고, 냉각탑 설계자에 의해 정해지는 변수는 설계 L/G 밖에 없는 셈이다. 따라서 L/G와 냉각 범위가 정해진 다음 부터는 증발에 의한 열 제거율은 인위적으로 통제되는 것이 아니라 자
연 현상에 따르게 된다.

앞에서 열거한 증발에 의한 열 전달이 전체의 열 전달에 있어 적게는 60%에서 부터 많게는 90%까지 된다고 언급한 바 있다. 이 비율이 높을 수록 냉각수의 일부가 증발되어 대기중으로 방출되는 양이 많아 진다는 것은 자명한 사실이다. 냉각수의 일부가 증발에 의해 대기중으로 방출되는 것은 냉각수의 손실 분인 것이며, 이를 우리는 증발 손실량 (EVAPORATION LOSS 혹은 EVAPORATIVE WATER LOSS)라 부른다. 다음 식은 증발 손실량을 계산하는 수식으로 CTI에서 발간한 자료에 있는 수식( EVAPORATION LOSS = (HUMIDITY RATIO @EXIT - HUMIDITY RATIO @ INLET) x (G/L) x 100 )과는 다소 다른 것은 CTI에서는 MERKEL이론을 바탕으로 증발에 의한 냉각수의 손실량을 무시하고 (제 2장 (TOWER DEMAND)에서 기술한 바 있는 Cw tw1 G (X2 - X1) 항을 영으로 가정) HEAT BALANCE 를 계산하였기 때문에 정확한 계산 방법이 아니다. 따라서 정확한 증발 손실량은 아래 수식에 의해 계산되어 져야 된다.

Evaporation Loss = (Humidity Ratio@ Exit - Humidity Ratio@ Inlet ) x (G/L₂) x 100