KR0136231B1 - 냉각탑 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수조와; 상기 수조로부터 위쪽으로 공간부를 두고 일정거리 떨어져 위치하고 그 내부에 내부챔버와, 이 내부챔버에 충전재가 위치하게 한 바디부와; 상기 바디부 위쪽에 위치하는 살수장치로 구성되고; 상기 충전재가 접하는 상기 바디부의 측면은 개구되어 있어, 흡기팬에 의해 흡입되는 공기는 상기 바디부의 측면 개구와 상기 공간부를 통해 흡입되어 충전재를 통과하도록 하여 공기가 냉각탑의 충전재 각부분을 충분히 통과할 수 있도록 한 냉각탑에 관한 것이다.

Description

냉각탑

제1도는 카운터 프로(Counter Flow)방식의 냉각탑의 원리를 나타내는 모식도,

제2도는 크로스 프로(Cross Flow)방식의 냉각탑의 원리를 나타내는 모식도,

제3도는 본 발명의 냉각탑의 원리를 나타내는 모식도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

31:수조34:충전재

35:바디부36:엘리미네이터

37:흡입팬38:전동기

39:살수장치

본 발명은 냉각탑에 관한 것으로, 더 상세히는 공기가 충전재의 각부분 부분에 걸쳐 충분히 통과하여 공기가 통과하지 않는 부분을 최소로한 냉각탑에 관한 것이다.

빌딩과 같은 건물의 냉방 등을 위한 집중냉각 시스템은 냉매를 냉각하기 위해 옥상등과 같은 옥외에 설치된 냉각탑을 필요로 한다. 이러한 냉각 시스템은 실내를 냉방으로 만들면서 덥혀진 냉매를 냉각시키기 위한 장치를 구비하고 있다. 덥혀진 냉매를 냉각하기 위해서 물이 사용되는데, 냉매의 냉각과정에서 냉매와의 열교환에 의해 덥혀진 물은 공기와 접촉함으로써 열을 대기중으로 방출하고 다시 냉매의 냉각에 사용된다.

덥혀진 물이 열을 대기중으로 방출하고 냉매의 냉각에 필요한 온도를 갖도록 하기 위해 덥혀진 물은 냉각탑의 내부에서 살수장치에 의해 분사되어 넓은 표면적을 갖는 물의 흐름으로 되고, 공기와 충분한 접촉표면과 접촉시간을 갖기 위해 충전재를 타고 흘러내리면서 수조로 떨어진다. 이러한 과정에서 덥혀진 물은 열을 대기중으로 방출하여 냉매의 냉각에 필요한 온도를 갖게 된다. 따라서 공기는 냉각탑 내부로 충분히 흡입되어야 할 뿐만 아니라 흡입된 공기가 충전재의 모든 부분에 걸쳐 충분히 공급될 필요성이 있다.

냉각탑의 형태는 물의 움직임과 공기의 흐름이 어떠한 방식으로 마나는가에 따라 구분되는데, 그중 한 방식이 카운터 프로(Counter Flow)방식이다. 즉, 카운터 프로(Counter Flow)방식에서 공기는 충전제를 통과하면서 위쪽을 향하여 수직방향으로 움직이고, 물은 수직방향으로 떨어지면서 공기에 의해 포함하고 있던 열을 방출한다.

이러한 방식의 냉각탑 바디부는 수조에 대해 공간부를 일정거리 떨어져 위치하고 이 공간부를 통해서 바디부의 아래쪽으로부터 공기가 흡입되어 충전재를 통과한다. 그러나 공기가 통과하지 않는 충전재 부분은 덥혀진 물을 냉각시키는데 그 역할을 하지 못하고 이러한 부분이 많으면 많을수록 물의 냉각효과는 저하된다.

제1도는 이러한 카운터 프로(Counter Flow)방식의 냉각탑의 원리를 나타내는 모식도인데, 이를 참조하면 수조(11)는 가장 하부에 위치하고 있으며, 이 수조(11)의 위쪽에 일정높이 A의 공간부(13)를 두고 바디부(15)가 위치하고 있다. 바디부(15)의 최상층부에는 공기를 흡입하기 위한 흡입팬(17)이 놓여져 있으며 바깥쪽으로는 흡입팬을 구동시키기 위한 전동기(도시생략됨)이 설치되어 있다. 살수장치(19)는 바디부(15)의 내부에서 흡입팬(17) 아래에서 엘리미네이터(16) 아래족에 위치 하고 살수장치(19) 아래쪽의 바디부 내부 일부분은 충전재(14)가 위치하고 있어 냉매와의 열교환에 의해 덥혀진 물이 충분한 시간을 두고 흘러내리면서 공기와 접촉하므로써 냉각되게 한다.

이때 공기는 화살표로 표시된 바와 같이 공간부(13)를 통해 들어와 경사를 이루면서 바디부(15)의 충전재(14)를 통과하여 위쪽으로 빠져나간다. 따라서 이러한 방식에서는 도면에서 빗금으로 나타나 있는 바와 같이 충전재의 양 측면(a1, a2) 및 하단부의 일부분(a3)은 공기가 잘 통과하지 않게 되어, 이부분에서는 흘러내리는 물을 냉각시키는 기능을 수행할 수 없는 결점을 가지고 있다.

또 다른 방식은 크로스 프로(Cross Flow)방식인데, 이 방식은 충전재의 내부에서 물은 아래로 떨어지며 공기가 충전제를 통해 가로지르며 수평으로 흐른다.

즉 냉각탑의 바디부는 수조의 바로 위에 위치하고 바디부의 측면쪽으로부터 공기가 흡입되어 충전재를 통과하여 내부챔버를 통해 흡입팬쪽으로 올라간다. 그러나 이 방식 역시도 공기가 통과하지 않는 충전재의 부분이 존재하게 된다.

제2도는 이러한 크로스 프로(Cross Flow)방식의 냉각탑의 원리를 나타내는 모식도인데 이를 참조하면 수조(21)의 바로 위쪽에는 냉각탑의 바디부(25)이 위치하는데, 바디부(25)는 그 내부 중앙에 내부챔버(22)를 두고 그 양측에 충전재(24,24')가 위치하는 구조로 되어 있으며, 그 위쪽에는 살수장치(29)가 위치하고 있어 물이 충전재(24, 24')를 타고 흘러내릴 수 있도록 되어 있으며, 충전재(24, 24')가 접하는 바디부(25)의 측면은 개구되어 있다. 따라서 공기는 흡기팬(27)에 의해 바디부(25)의 측면 개구를 통해 바디부(25)의 내부로 들어가 충전재(24, 24')를 통과한 다음 내부챔버(22)를 통해 위쪽으로 빠져 나간다.

그러나, 흡입팬(27)이 냉각탑 바디부(25)의 상부에 위치하기 때문에 바디부(25)의 측면 개구를 통과한 공기는, 실질적으로 충전재(24, 24')를 위쪽으로 경사를 이루면서 흐르게 되고 그 결과 도면에서 빗금부분으로 나타낸 것과 마찬가지로 충전재(24, 24')의 아래쪽 부분(b1, b2)은 공기가 잘 통과하지 않게 되고 이 부분에서는 흘러내리는 물을 냉각 시키는 기능을 수행할 수 없는 결점을 가지고 있다.

따라서 본 발명의 목적은 공기가 냉각탑의 충전재 각 부분을 충분히 통과할 수 있도록 한 새로운 형태의 냉각탑을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 공기가 냉각의 충전재 각 부분을 충분히 통과하도록 하여 냉각의 효과를 최대로 달성할 수 있는 새로운 형태의 냉각탑을 제공하는데 있다.

이 밖에도 본 발명은 여러 가지 목적과 기능을 달성할 수 있으나 이는 본 발명의 상세한 설명과 함께 설명된다.

이러한 본 발명은 수조와; 상기 수조로부터 위쪽으로 공간부를 두고 일정거리 떨어져 위치하고 그 내부에 충전재가 위치하게 한 바디부와; 상기 바디부 위쪽에 위치하는 살수장치로 구성되고; 상기 충전재가 접하는 상기 바디부의 측면은 개구되어 있어, 흡기팬에 의해 흡입되는 공기는 상기 바디부의 측면 개구와 상기 상기 공간부를 통해 흡입되어 충전재를 통과하도록 한 구조에 의해서 달성된다.

이러한 본 발명은 흡입팬에 의해 흡입되는 공기는 충전재의 측면과 하부로부터 흡입되기 때문에 공기가 통과하지 않는 충전재의 각 부분을 없앨 수 있다. 이대 충전재를 통과하는 공기는 충전재의 측면 뿐만 아니라 하부로부터도 흡입되기 때문에 수조와 바디부 사이의 공간부의 높이는 그다지 높지 않더라도 되기 때문에 전체적으로 냉각탑의 높이를 줄일 수 있다.

이러한 발명을 첨부된 도면에 의해서 상세히 설명하면 다음과 같다.

제3도는 본 발명의 냉각탑의 원리를 나타내는 모식도인데, 이를 참조하면 냉각탑은 크게 나누어 수조(31)와 바디부(35)로 구성되는데, 수조(31)는 가장 하부에 위치하고 있으며, 이 수조(31)의 위쪽에 일정거리의 떨어져 바디부(35)가 올려놓여져 있다. 바디부(35) 내부는 그 일부에 충전재(14)가 들어있는 층이 설치되어 있는데 이 충전재(34)와 접하는 상기 바디부의 측면(C)은 개구되어 있어, 공기가 흡입될 수 있도록 되어 있다. 냉각탑 최상층부에는 공기를 흡입하기 위한 흡입팬(37)이 놓여져 있으며 바깥쪽으로는 흡입팬을 구동시키기 위한 전동기(38)이 설치되어 있다. 살수장치(39)는 바디부(35)의 내부에서 흡입팬(37) 아래에서 엘리미네이터(36) 아래족에 위치하고 있어 살수장치(39)로부터 뿜어진, 냉매와의 열교환에 의해 덥혀진 물의 충분한 시간을 두고 흘러 내리면서 공기와 접촉하므로써 냉각되게 한다.

이때 공기는 충전재가 접하는 바디부 측면(C)의 개구 뿐만 아니라 충전재(34)의 아래쪽 바디부(35)와 수조사이의 공간부를 통해 흡입된다.

따라서, 충전재가 접하는 바디부 측면(C)의 개구로부터 흡입되는 공기는 충전재의 측면을 통과하여 충전재 내부에서 점점 상승하여 흡입팬쪽으로 올라가기 때문에 충전재의 측면(C)부분에서도 물과 접촉하여 냉각시키는 작용을 하고, 충전재(34)의 아래쪽 바디부(35)와 수조사이의 공간부를 통해 흡입되는 공기는 충전재의 아래쪽 부분을 통과하기 때문에 측면으로 흡입되는 공기가 통과하지 않는 부분을 커버하면서 물과 접촉하여 냉각시키는 역할을 담당한다.

이러한 구성은 카운터 프로방식에서의 충전재의 양 측면 및 하단부의 일부분의 공기가 잘 통과하지 않는 결점과 크로스 프로방식에서의 충전재의 아래쪽 부분은 공기가 잘 통과하지 않는 결점 모두를 해결할 수 있다.

특히, 카운터 프로방식에서는 냉각탑의 하부로부터 들어오는 공기에 의해서 충전재를 타고 내리는 물을 냉각시키기 때문에 공기가 냉각탑 내부로 충분히 흡입되도록 하기 위해 바디부와 수조 사이의 공간부가 충분히 떨어져야 하고 이 때문에 냉각탑의 높이가 높아지는 결점이 있었으나, 본 발명에서는 냉각탑 내부로 흡입되는 공기는 냉각탑의 하부 뿐만 아니라 충전재와 접촉하는 바디부의 측면으로부터도 흡입되기 때문에 바디부와 수조사이의 공간부가 약간 떨어져 있더라도 되기 때문에 냉각탑의 높이는 카운터 프로방식보다 더 낮게 되는 잇점이 있다.

즉, 이는 제1도에서 A로 나타낸 간격 보다 제3도에서 B로 나타난 간격은 더 낮게 하더라도 제2도에서 공기가 통하지 않는 부분을 제거하면 충분할 정도의 높이라는 것을 의미하는 것으로 충분하다.

Claims (1)

1. 수조와; 상기 수조로부터 위쪽으로 공간부를 두고 일정거리 떨어져 위치하고 그 내부에 내부챔버와, 이 내부챔버에 충전재가 위치하게 한 바디부와; 상기 바디부 위쪽에 위치하는 살수장치로 구성되고; 상기 충전재가 접하는 상기 바디부의 측면(C)은 개구되어 있어, 흡기팬에 의해 흡입되는 공기는 상기 바디부의 측면(C) 개구와 공간부(B)를 통해 흡입되어 충전재를 통과하도록 한 냉각탑.