냉각탑 설계

냉각탑은 산업 공정을 위한 열 제거 장치입니다. 이는 팬이나 자연 통풍을 사용하여 공기를 끌어들이거나 강제로 접촉시키고 증발을 통해 물을 냉각시키는 개방형 물 재순환 장치로 정의됩니다. 냉각탑은 자연적인 물 방열판의 열 오염을 최소화하고 순환하는 물의 재사용을 허용합니다.

냉각탑은 공기가 이동하는 방식으로 특징지어질 수 있습니다. 예를 들어 기계식 통풍 타워는 기계식 팬을 사용하여 시스템을 통해 공기를 이동시킵니다. 이 타워는 강제 또는 유도 통풍 메커니즘을 구현합니다.

자연 통풍 냉각탑은 물을 냉각시키기 위해 스택 위로 이동하는 자연 대류 기류를 사용합니다. 이러한 시스템은 매우 크며(높이 +400피트) 유량이 500,000gpm(분당 갤런)을 초과할 수 있습니다. 크기 때문에 주로 전력회사에서 사용합니다. 루프 유형

통풍 및 흐름 설계 외에도 냉각탑은 폐쇄형 또는 개방형 루프일 수도 있습니다. 개방형 루프 시스템은 따뜻한 물을 포장재로 "채우는" 공간으로 분배하는 밀폐형 구조입니다. 충전재는 공기 가열과 증발이 일어나도록 크게 확장된 공기-물 경계면을 제공합니다. 물은 그 위를 통과하는 공기와 직접 접촉하여 냉각됩니다.

냉각된 물은 채우기 아래의 냉수통에 수집되어 시스템을 통해 다시 펌핑됩니다. 충전물에서 나오는 가열되고 습기가 많은 공기는 공기 흡입구에서 충분히 떨어진 지점에서 대기로 방출되어 타워로 다시 유입되는 것을 방지합니다. 폐쇄 루프 시스템은 냉동 시스템과 유사한 방식으로 작동합니다.

냉각 유체(보통 물 또는 글리콜 혼합물)는 폐쇄형 배관 시스템 내부에 포함되어 있으며 가열된 물이 담긴 파이프 위로 물을 흐르게 함으로써 증발 냉각이 발생합니다.

공기는 뜨거운 튜브 외부 위로 계단식으로 흐르는 재순환수를 통해 흡입되어 개방형 냉각탑과 유사한 증발 냉각을 제공합니다.

따라서 간접 냉각탑의 작동은 한 가지 예외를 제외하고 개방형 냉각탑과 매우 유사합니다. 즉, 냉각되는 공정 유체는 "폐쇄형" 회로에 포함되어 있으며 대기나 재순환된 외부 물에 직접 노출되지 않습니다. 건축자재

설계 및 용도에 따라 냉각탑의 각 구성 요소를 구성하는 데 사용할 수 있는 재료가 많이 있습니다.

타워에 사용되는 금속에는 열 전달 및 배관용 구리, 팬 블레이드용 알루미늄, 구조 부품용 아연 도금 강철 또는 코팅 탄소강이 포함됩니다. 물에 용해된 특정 구성 요소는 금속을 부식시키는 경향이 있으며, 추가적인 내식성을 위해서는 구성 요소의 수명을 연장하기 위해 스테인레스 스틸 또는 비금속 재료를 사용해야 합니다.

FRP(유리섬유 강화 폴리에스테르)는 부식에 강하고 무거운 하중을 견딜 수 있는 단단하고 가벼운 소재입니다. 이는 타워의 주요 본체 부품과 더 작은 시스템 구성 요소의 구성에 사용될 수 있습니다. 이 소재는 냉각수의 화학물질이 금속을 심하게 부식시키는 시스템에 사용됩니다.

폴리염화비닐(PVC), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌과 같은 폴리머는 물의 부식 가능성으로 인해 금속 사용이 제한되는 타워의 비구조적 구성 요소로 선호됩니다. 목재는 대규모 냉각탑 건설에 사용되는 일반적인 건축 자재입니다.

많은 자재가 필요한 설계에서 가장 비용 효과적이며 건설 현장 노동력이 덜 중요해집니다. 목재는 침출(흐르는 물에 의해 목재 보존제 화학 물질이 손실됨)으로 인해 시간이 지남에 따라 재료가 저하될 수 있습니다. 콘크리트는 자연 흐름 냉각탑의 주요 재료로 사용됩니다.

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