KR101627775B1

KR101627775B1 - 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR101627775B1
Application number: KR1020150066404A
Authority: KR
Inventors: 서종대; 이병천
Original assignee: (주)풍천엔지니어링
Priority date: 2015-05-13
Filing date: 2015-05-13
Publication date: 2016-06-07

Abstract

본 발명은, 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 냉각 공간(cell)을 형성하는 측부케이싱(2a, 2a')과 측부케이싱(2a, 2a')의 상단을 폐쇄하는 상부케이싱(2b); 측부케이싱(2a, 2a')의 일영역에 형성되는 급기구(3)와 상부케이싱(2b)의 중앙 또는 측부케이싱(2a, 2a')의 상단 중 어느 한 곳에 형성되는 배기구(87); 배기구(87)의 하측에 형성되며 배기가 유동하는 배기영역(9); 측부케이싱(2a, 2a')의 하부에 배치되며 일영역에 냉각유체유출구(14)를 갖는 집수조(15); 냉각 공간(cell) 내의 배기영역(9)과 집수조 (15)의 상면 사이의 공간을 수평방향으로 구획하는 구획벽(4, 4')으로 다분할하여 개별적으로 냉각작용을 하도록 구성되며, 분할된 급기영역(6), 열교환영역(7) 및 살수영역(8)을 형성하는 분할체임버(5), 분할체임버(5)를 구획하는 구획벽(4, 4'), 열교환영역(7)에 배치되어 고온유체공급관로 (132)를 통해 유입되는 고온유체 또는 냉각고온유체 중 어느 하나를 냉각하며 개방식 대향류열교환부 또는 밀폐식 대향류열교환부 중 어느 하나로 이루는 대향류열교환부, 살수영역(8)에 배치되어 대향류열교환부로 고온유체, 냉각고온유체 또는 냉각수 중 어느 하나의 유체를 살수하며, 일측 단부에 유체유입구(31)가 구비되는 유체분배주관(32), 유체분배주관(32)에서 분기되는 다수의 유체분배관(33), 유체분배관(33)에 구비되는 다수의 살수노즐(34)로 구성되는 살수부(30), 살수부(30)의 상부에 배치되는 엘리미네이터(29)로 구성되는 적어도 둘 이상의 분할냉각부 (10a*, 10b*); 살수부(30)로 유체의 공급을 개폐하는 유체공급부; 분할냉각부 (10a*, 10b* )를 통과하면서 열교환을 마친 배기를 배기구(87)를 통해 외부로 배출하는 송풍팬부(80a,80b,80c); 제어신호에 따라, 분할냉각부의 분할냉각 운전과 백연저감 운전을 제어하는 제어부(200)를 포함하는 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑 및 그 제어방법을 특징으로 한다.

Description

분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑 및 그 제어방법{Plume abatement counterflow cooling tower having a divided cooling section and method for controlling the same}

본 발명은, 백연저감 대향류냉각탑 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 특히 측부케이싱(2a, 2a')내의 냉각 공간(cell)을 다분할하여 구성하는 복수의 분할냉각부를 통해 보다 경제적이고 세밀하게 냉각을 수행할 수 있고, 외기온도와 냉각부하변동에 따라 복수의 분할냉각부를 단계적으로 습식냉각 및 건식냉각(개방형 열교환부의 경우 건식운전)의 전환 운전을 수행할 수 있으며, 복수의 분할냉각부 각각에 개별적으로 유체(고온유체, 냉각고온유체 또는 냉각수)를 공급 및 차단하여 습식냉각 및 건식냉각(또는 건식운전)의 전환운전을 효율적으로 수행함과 동시에 용수를 절약할 수 있고, 불필요한 습식냉각 운전의 통제와 건식냉각 운전을 증대할 수 있으며, 효율적으로 백연을 저감할 수 있고, 백연저감 운전정지시 건식열교환부를 통과하는 배기를 배기구로 우회유동시키어 송풍팬의 소비동력을 저감할 수 있으며, 백연저감 운전정지시 건식열교환부를 유동하는 고온유체를 차단함과 동시에 열교환부로 유동시키어 고온유체펌프의 소비동력을 저감할 수 있고, 제어신호에 따라, 분할냉각부의 단계적인 분할냉각 운전과 백연저감 운전을 효율적으로 제어할 수 있고, 하나의 분할냉각부의 고장시 다른 복수의 분할냉각부를 운전할 수 있으므로 냉각운전 정지에 따른 냉각부하부의 장해를 방지 할 수 있으며, 운전 및 유지관리비용을 절약할 수 있는 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 공기조화설비 및 냉동. 냉장장치 등에서 운전되는 냉동기나 산업용 열교환기는 제거되어야 하는 폐열을 수반하며, 이 폐열은 냉각탑을 유동하는 고온유체(또는 냉매)로부터 냉각공기로 전달되어 대기로 배출된다.

이러한 냉각탑의 폐열 제거방식(heat rejection type)은, 고온유체와 냉각공기가 직접접촉하며 열교환을 이루는 습식냉각 개방식 열교환부(wet cooling open type heat exchanger)에서 고온유체(hot fluid) 일부가 증발되면서 발생되는 증발잠열에 의해 고온유체를 냉각하는 증발냉각(evaporative cooling),

고온유체(또는 냉매)와 냉각공기 및 냉각수가 간접접촉하며 열교환을 이루는 습식냉각 밀폐식 열교환부(wet cooling closed circuit type heat exchanger)에서 밀폐된 전열관(heat transfer tube)의 외표면을 유동하는 공기와 냉각수의 접촉을 통해 전열관내를 유동하는 고온유체(또는 냉매)를 냉각(또는 응축)하는 간접접촉 증발냉각(evaporative cooling), 전열관 내를 유동하는 고온유체의 폐열을 관벽(tube wall)을 통해 고온유체 보다 온도가 낮은 냉각공기에 전달하여 현열(sensible heat)로 고온유체를 냉각하는 건식냉각(dry cooling), 습식냉각 열교환부와 건식냉각 열교환부를 조합한 혼식열교환부(hybrid cooling type heat exchanger)를 통해 고온유체를 냉각하는 습-건식 혼식냉각(hybrid cooling)으로 구분될 수 있다.

그리고 냉각작용은, 액체(고온유체, 냉각오일 등)의 온도를 낮추는 유체냉각(fluid cooling)과, 기체(냉매가스, 증기 등)를 냉각하여 응축하는 유체응축(fluid condense)으로 구분될 수 있다.

또한, 냉각공기와 냉각유체의 유동 방식은, 냉각공기는 상향으로 유동되고 냉각유체는 하향으로 유동되는 대향류형(counter flow type), 냉각공기는 수평으로 유동되고 냉각유체는 하향으로 유동되는 직교류형(cross flow type), 냉각공기와 냉각유체와 같은 방향으로 유동되는 평행류형(parallel flow type)으로 구분될 수 있다.

그리고 통풍방식은, 자연 대기의 풍력 또는 탑(tower)의 내외 공기 밀도차에 의한 상승 풍력을 이용하는 자연통풍식(natural draft type), 송풍팬을 통해 공기를 강제 통풍하는 기계통풍식(mechanical draft type), 이젝터(ejector)의 냉각유체 분사 유인력을 이용하여 통풍하는 이젝터 통풍식(ejector draft type)으로 구분될 수 있다.

또한, 송풍방식은, 열교환부에서 열교환을 마친 고온의 냉각공기(이하에서는 "배기"라 한다.)를 흡입하여 외부로 배출하는 흡입 송풍식(induced draft type), 냉각공기를 흡입하여 열교환부로 압입 송풍하고 열교환부에서 열교환을 마친 배기를 외부로 배출하는 압입통풍식(forced draft type)으로 구분될 수 있다.

배기의 토출방식은, 상부 케이싱에 수직으로 구성된 팬실린더(fan cylinder)를 통해 수직 상향으로 배기하는 수직 배기식(vertical exhaust type), 측부 케이싱에 수평으로 구성된 팬실린더를 통해 수평으로 배기하는 수평 배기식(horizontal exhaust type)으로 구분될 수 있다.

그리고 송풍팬 방식은, 일반적으로 흡입통풍식에 적용되는 축류형 팬(axial type fan)과, 압입통풍식에 적용되는 원심형 팬(centrifugal type fan)으로 구분될 수 있다.

또한, 송풍팬의 구동방식은, 벨트구동식(belt drive type), 감속기구동식(gear reducer drive type), 직결구동식(direct drive type)으로 구분될 수 있다.

본 발명의 대상이 되는 대향류 냉각탑은 직교류 냉각탑 대비; 높은 열교환효율, 작은 설치면적, 낮은 배기의 재순환(recirculation), 낮은 편풍 비산손실(windage drift loss), 햇빛의 광합성 작용에 따른 수질오염 감소 및 PVC 열교환부의 경화손실 감소 등이 장점으로 공기조화용은 물론 산업용 냉각분야에서도 널리 사용되고 있다.

그리고 대향류 냉각탑의 케이싱 구조는, 일반적으로 각형(square type)과 원형(round type)으로 구분되지만, 타원형, 다각형 등 다른 형상의 케이싱도 적용된다.

또한 대향류 냉각탑은, 측부케이싱과 상부케이싱 내측에 형성되는 하나의 열교환영역의 평면적 전체의 크기로 배치되는 하나의 대향류 열교환부, 대향류 열교환부의 상부 살수영역에 배치되어 대향류 열교환부의 상면 전역에 살수하는 하나의 살수부, 살수부의 상부에 배치되어 살수부의 상면 전체를 커버하는 하나의 엘리미네이터를 포함하는 하나의 냉각부가 구성되는 전형적인 구조를 갖는다.

다음으로, 인터넷 데이터 센터(IDC:internet data center), 이동통신교환국, 전산센터, 대형백화점, 항온.항습(constant Temperature and humidity)이 요구되는 반도체 등의 제조시설, 항온.항습 저장고 등, 4계절 내내 냉각부하가 발생하는 건물(시설)이 증가되고 있고, 건물구조의 단열 및 기밀 강화 등에 따라 건물구조체를 통한 열손실은 감소되고, 조명 및 사무자동화 기기 등으로부터 발생되는 발열량은 증가되어 업무용, 상업용 등의 건물(시설)에서도 겨울철에 간헐적으로 냉방을 하거나 하계에서 중간계절까지 냉방기간이 확장되고 있는 추세이며, 그에 따라 외기온도(outdoor temperature)가 낮은 동계나 동계와 하계사이의 중간계절에도 냉각하는 수요가 증가하고 있다.

그리고 냉각부하부에서 발생되는 발열부하(heat load)는 외기온도가 낮은 계절로 갈수록 건물 구조체의 열전달량, 재실자의 출입 등을 통한 침입외기(infiltration air) 및 환기(ventilation)와 대응하는 외기도입(outdoor air intake)에 수반하여 실내로 전달된 냉열량과 상쇄하여 감소될 수 있고, 하계의 냉각부하로 설계된 냉동기와 냉각탑의 냉각 운전부하율도 감소될 수 있기 때문에, 일례로 저온 외기 계절에 냉방하는 건물에서는 하계에 냉각장치(공기조화기 등)로 공급되는 통상의 냉수온도(7℃) 보다 높은 온도(개략 8~10 ℃)의 냉수를 공급하더라도 냉방을 할 수 있고, 저온외기 계절의 냉각운전 환경에서는, 냉각탑을 이용하여 냉수(chilled water)를 생산하는 외기냉방시스템(free cooling system)이 가장 경제적이고 효율적인 냉동기 대체 냉수 생산시스템이 될 수 있다.

이와 같은 외기냉방시스템에서 무상의 저온외기를 냉각매체로 이용하여 냉수를 생산하는 냉각탑은 냉매압축식 냉동기의 소비동력(0.75kw/ RT) 대비 약 3.7~ 4.9 %에 해당하는 매우 작은 소비동력(0.026~0.036kw/ CRT)으로 냉수를 생산할 수 있다.

일반적으로 산업계에서는, 외기 습구온도(wet bulb temperature)가 7 ℃ 이하로 유지될 때에는 냉각탑의 운전으로 냉수를 생산하고, 습구온도가 8~18 ℃ 범위에 있을 때에는 그 온도범위와 대응하여 냉각탑과 냉동기를 병행 운전하여 냉수를 생산하며, 습구온도가 19 ℃ 이상일 때에는 냉동기의 운전으로 냉수를 생산하는 것을 제안하고 있다.

또한, 외기냉방시스템은, 개방형 냉각탑을 적용하는 직접 외기냉방시스템(DFCS: direct free cooling system)이 일반적으로 적용하여 왔으나, 개방형 냉각탑구조에 따른 루버, 열교환부(충진재) 및 집수조의 결빙 등의 심각한 문제로 결빙 안전온도(이를 테면 3 ℃~ 10 ℃) 내에서 제한적으로 운전하여야 함으로 그 적용효과(경제성과 실용성)가 낮아 수요 발전에 걸림돌이 되어왔고, 최근에 들어 이와 같은 개방형 외기냉방시스템의 문제(결빙, 건식냉각 불가)를 개선함과 동시에 건식냉각 겸비, 운전기간확대, 냉수생산 비용을 절감할 수 있는 밀폐형 냉각탑을 적용하는 간접 외기냉방시스템(IFCS: indirect free cooling system)의 기술개발과 수요 대체가 진전되고 있다.

그리고 간접 외기냉방시스템(IFCS)은 냉각유체에 부동액(ethylene glycol 또는 propylene glycol)을 첨가(일반적으로 40% wt)하여 운전할 경우 결빙 내지 동파를 방지할 수 있기 때문에 동절기 전 기간 동안 운전할 수 있다.

다음으로, 참고자료로 인용하는 미국 등록특허 제 US 6,142,219호의 도면 3a, 도면 3b는 한국과 계절 및 기후가 비슷한 미국 동부지역을 특정하여 기술한 것으로서, 이들 도면에 설명을 부기(subjoinder)하여 작성한 참고도면1.에서 나타내고 있는 바와 같이, 년간 운전 밀폐형 냉각탑에 있어, 년간 건식냉각 운전(MODE 1) 시간은 70.3%, 년간 습식냉각 운전-단열포화장치(adiabatic saturator) 사용(MODE2)시간은 17.7%, 년간 습식냉각 운전-습식코일 사용(MODE2) 시간은 12.0 %로 년간 냉각탑 운전모드를 나타내고 있다.

즉, 년간 총시간(8,760hr) 중, 6,158hr(8.4개월)는 건식냉각 운전(MODE 1)으로 커버됨을 나타내고 있다.

여기서, 습식냉각 운전-단열포화장치(adiabatic saturator) 사용(MODE2)은, 밀폐식 열교환부(coil)로부터 열교환을 마치고 낙하되는 고온의 냉각수를 냉각하는 습식 열교환부(filler)의 작용으로 간주된다.

참고도면 1.에서 묘사하고 있는 바와 같이, 건식냉각 기간과 비례하여 용수가 절감됨은 물론, 살수펌프의 소비동력 절감과 백연발생 방지 효과가 수반될 수 있다.

참고도면 1.: 전형적인 년간 온도 프로파일과 운전모드, 용수소비의 비교

(출처 : 미국 등록특허 제 US 6,142,219호 / Closed circuit heat exchange system and method with reduced water consumption)

다음으로, 냉각탑은 가장 저렴한 비용으로 폐열을 제거함과, 용수의 재사용을 통한 수자원의 보존 등에 기여하고 있는 반면에, 냉각탑의 배기구를 통해 배출되는 비산(drift) 및 백연(plume), 대용량의 송풍팬 운전에 따른 소음 및 진동, 레지오넬라(legionella) 세균의 서식지 제공 등의 환경적 문제를 유발시킨다.

이와 같은 냉각탑의 환경적 문제에 있어, 본 발명의 대상이 되는 백연에 대하여 살펴보기로 한다.

백연은, 냉각탑으로부터 증발열교환을 마치고 외부로 방출되는 고온의 포화습공기(RH 100%)가 저온의 대기와 혼합되는 과정에서 포화습공기에 함유하는 수분이 응축을 일으켜 생성되고, 더 낮은 대기온도와 더 높은 상대습도로 갈수록 가시도(visibility)가 높아지는 경향이 있다.

그리고 국내 기후에서는 동절기인 1월~3월 그리고 12월에는 항상 백연이 발생될 수 있고, 4월과 11월에는 그 발생빈도가 높으며, 5월~ 10월에는 고습도의 장마철이나, 낮은 기온 때마다 간헐적(intermittent)으로 백연이 발생된다.

백연은 저온의 대기(외기) 상태일 때 발생될 뿐만이 아니라 여름 장마철과 같이 낮은 온도와 높은 상대습도의 대기 상태일때도 발생되며, 겨울철 건조한 기후조건일 때와 같이 대기 온도가 낮은 경우라도 상대습도가 매우 낮으면 배기에 함유된 수분이 대기상에서 바로 증발되는 등의 작용으로 백연이 발생되지 않을 수 있다.

따라서, 냉각탑이 운전되고 있는 한 어떠한 계절이라도 백연이 발생되는 기후조건에 이르면 가시도가 높거나 낮은 정도의 차이만 있을 뿐 백연은 발생하게 된다.

또한, 백연의 물성은 순수한 수증기이므로, 대기 오염원에는 속하지 않을 뿐만이 아니라, 인체에도 무해하지만, 연기와 같은 형상으로 인해 시각적 인식의 공해로 오인, 화재로 오인, 주변환경의 미관훼손, 레지오넬라(legionella) 세균의 전달체란 혐오성과, 시야(시계) 방해 등의 이유로 민원을 유발시키고, 동절기에 저기압의 기후일 경우, 백연 기류의 상승효과를 저하시키어 냉각탑 주변은 물론 경계영역 밖까지 응축 수분을 분포시키어 지상 및 시설물의 표면을 결빙시키는 등의 문제를 내재하고 있다.

그리고 백연에 대한 문제가 심화됨에 따라 1980년대 초부터 미국 및 유럽의 냉각탑산업계에서 백연 대책기술을 본격적으로 개발하기 시작하였고, 백연을 저감시키려는 국내외 산업계의 연구개발도 지속되어 왔다.

또한, 냉각탑의 배기구를 통해 대기로 배출되는 배기를 통해 발생되는 백연(plume or white smoke)은 배기에 함유된 수분량을 감소시킬수록 그와 비례하여 백연의 가시효과를 감소시킬수 있고, 그와 비례하여 백연저감장치의 초기투자비와 운전비용이 증가될 수 있다.

배기에 함유된 수분을 고온의 별도 열원으로 가열하여 완전히 제거하지 않는 한 백연발생을 방지할 수는 없는 것이고, 냉각탑에 백연저감 수단을 채용함에 있서 백연저감 조건을 더욱 강화하는 경우, 그 강화와 상응하는 초기투자비와 운전비용(냉각탑 본체, 건식열교환부, 송풍팬 및 고온유체 펌프 등)의 증가가 따라야 됨으로 그 선택에 제한이 따른다.

그리고 통상의 백연을 저감시키는 수단과 그 특징에 있어,

습식열교환부를 통한 포화습공기의 배기를 냉각탑으로 유입되는 고온유체를 가열매체로 하는 건식열교환부(가열열교환부)로 통과시키면서 가열과 동시에 습도를 감소시키고, 낮은 습도의 배기를 배출시키어 백연을 저감하는 자체 열원식 백연저감 수단은,

백연저감 운전에 따른 가열 에너지 비용은 발생되지 않는 반면에, 가열 열원매체를 37~40℃의 제한된 고온유체로 이용하기 때문에, 이 보다 높은 고온(60℃이상)의 가열열원으로 가열하는 별도 열원식(온수, 증기, 전열 등)의 백연저감 수단 보다 현격하게 큰 건식열교환부(가열열교환부)를 구성하여야 함으로 초기투자비용이 증가될 수 있고, 백연저감의 효과도 별도 열원식 보다 현격하게 낮은 편이다.

그리고 습식열교환부를 통한 포화습공기의 배기를 스팀, 온수 또는 전기 중 선택된 어느 하나를 건식열교환부의 가열열원으로 하여 가열과 동시에 습도를 감소시키고, 보다 낮은 습도의 배기를 배출시키어 백연을 저감하는 별도 열원식 백연저감 수단은,

그 어느 백연저감 수단 보다 백연저감 효과는 높지만, 습식 열교환부를 통한 포화습공기의 전량을 가열함에 따라 가열부하가 크고, 그 부하에 상응하는 엄청난 가열 에너지비용을 유발함으로 초기투자비의 증가와 방대한 운전비용의 증가로 그 채택이 극히 제한적이다.

또한 충진재(filler)에 구획된 건식풍로(공기만 유동)와 습식풍로(냉각유체와 공기가 유동)를 구성하여, 건식풍로를 통과하면서 습식풍로를 유동하는 고온유체로부터 구획벽(filler sheet)을 통해 전달되는 현열 열교환으로 배기(포화습공기)를 가열함과 동시에 습도를 감소시키고, 낮은 습도의 배기를 배출시키어 백연을 저감하는 습식/건식 풍로구조의 자체 열원식 백연저감 수단은,

초기투자비용이 저렴한 반면에, 습식 냉각열교환부(충진재)에 별도의 건식풍로를 구성하여야 함으로, 동급 용량의 습식냉각 열교환부 대비 건식 풍로의 체적에 상당하게 열교환부의 크기와 냉각탑의 체적 및 설치면적이 크게 증가되어 냉각탑의 원가 상승과 설치면적 확보 문제를 유발하고, 전술한 다른 방식의 백연저감 수단 대비 백연저감 효과도 낮아 그 적용이 매우 낮은편이다.

종래의 가열식 백연저감 냉각탑과 달리 최근에 들어 개발된 백연저감 수단으로서, 구획된 포화습공기의 고온배기 유동체널과 저온외기 유동체널을 일체하게 형성하는 플라스틱 열교환기 팩(plastic heat exchanger pack)에 고온배기와 저온 외기를 유동시키면서 고온배기에 함유된 수분을 냉각 응축하여 배기에서 분리하는 냉각 응축식 백연저감(cooling condensation type plume abatement) 수단은,

포화 습공기의 배기는 거의 일정한 온도와 습도를 가지고 있는 반면에, 외기의 온도와 습도는 가변적이어서 그 외기의 온도와 습도 변화에 따라 수분의 응축효율(백연저감 효율)도 변동됨으로 안정적인 백연저감 효과를 발휘할 수 없을 뿐만이 아니라, 그 백연저감 효율도 종래 가열식 백연저감 효율을 능가하지 못하고 있으며, 또한 설치 체적이 큰 다수의 플라스틱 열교환기 팩을 배기영역내에 추가적으로 설치하여야 함에 따라 냉각탑의 크기와 원가가 증가될 수 있고, 플라스틱 열교환기 팩에 외기를 직접도입하는 구조상 급기구의 증가등으로 냉각탑의 미관이 저하될 수 있다.

다음으로, 저온 외기 및 냉각부하 감소 등에 기인하여 발생되는 불필요한 냉각유체의 과냉각으로 냉각유체 온도가 정격 냉각온도 보다 과도하게 낮아질 경우, 압축식 냉동기의 경우 응축기의 압력이 과도하게 낮아짐에 따라 냉매 순환 문제 등으로 운전장애(운전정지 등)를 일으킬 수 있고, 흡수식 냉동기의 경우 용액의 결정(crystal forming) 되어 냉동 효율저하와 운전장애(운전정지 등)를 일으킬수 있다.

냉각탑의 불필요한 냉각운전 통제를 위한 냉각온도 제어는, 송풍팬의 송풍량 제어(Fan ON / OFF 제어, Fan speed 제어, Fan Variable Pitch 제어 등)와 참고도면 2.와 같이 냉각을 위해 냉각탑으로 공급되는 고온유체(hot fluid)의 일부를 냉각유체가 유출되는 집수조(또는 냉각유체유출관로)로 우회 유동시키는 우회유동(By-pass) 제어로 대분될 수 있다.

그러나 일부의 고온유체가 우회유동될 지라도 일부의 고온유체는 살수부를 통해 열교환부로 유동하며 계속적인 습식냉각 열교환을 수행함으로 증발 및 비산의 용수손실이 수반되고, 일부의 고온유체를 우회유동시키어 냉각부하 감소 운전을 수행 하더라도 열교환부의 전역을 통과하여 배출되는 포화습공기의 배기는 저온의 대기와 혼합되면서 백연발생을 유발한다.

참고도면 2.: 냉각탑의 고온유체 우회유동(by-pass)

(출처 : 미국등록특허 US4,313,310 호 / Cooling system) 도 1)

전술한 냉각탑의 용수 및 동력에너지 절감, 백연저감 그리고 외기냉수 생산은, 습-건식 밀폐식 열교환부의 습식냉각 및 건식냉각의 전환운전과 밀폐식 건식열교환부의 건식냉각 운전을 겸비하는 혼용 냉각시스템(hybrid cooling system)을 통해 이루는 것이 다른 단일 냉각 방식(습식냉각 또는 건식냉각) 대비 효과적이다.

그리고 효율적인 용수와 동력에너지 절감, 백연저감을 구현하기 위해서는 불필요한 습식냉각 기간의 통제(억지)와 수용가능한 건식냉각 기간을 최대히 이용하고, 하나의 냉각부 규모를 보다 세분화하여 외기온도와 냉각부하의 변동상황에 따라 효율적으로 습식냉각 운전과 건식냉각 운전(또는 건식운전)을 전환하는 기술적 과제가 요구된다.

여기서 건식운전(dry operation)이란, 살수부에 유체공급을 차단하여 개방식 열교환부의 습식냉각 운전이 정지된 상태에서 냉각열교환 작용없이 저습도의 외기만 공급되는 운전이라 할 수 있다.

그리고 건식냉각 운전(dry cooling operation)이란, 밀폐식 열교환부로 유동하는 냉각공기를 냉각매체로하여 고온유체를 건식냉각하는 운전이라 할 수 있다.

다음은, 종래 대향류냉각탑과 백연저감 밀폐식 대향류냉각탑에 대하여 이하에서, 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

그리고 종래기술의 도면에서 도시하는 본 발명과 동일하거나 유사한 구성에 대해서는 대비의 편리를 위하여 그 명칭 내지 부호 대신에 본 발명에서 기재하는 부호와 명칭을 적용하였고 그에 따라 설명하기로 한다.

도 21은 종래 대향류냉각탑의 구조를 나타낸 개략적인 측단면도이다.

이하에서는 도 21의 종래 대향류냉각탑에 대하여 "공지기술 1"이라 칭하기로 한다.

공지기술 1은 대향류냉각탑의 전형적인 구조로서, 도면에 도시하고 있는 바와 같이, 측부케이싱(2a, 2a')과 상부케이싱(2b) 내측에 형성되는 하나의 냉각공간(cell)에 형성되는 급기영역(6), 열교환영역(7), 살수영역(8) 및 배기영역(9);

상기 측부케이싱(2a)의 일영역에 형성되는 급기구(3)와 상기 상부케이싱(2b)의 중앙에 형성되는 배기구(87);

상기 측부케이싱(2a, 2a')의 하부에 배치되는 집수조(15);

상기 열교환영역(7)에 배치되며 고온유체펌프와 고온유체공급관로를 통해 유입되는 고온유체를 냉각하는 개방식 대향류열교환부(20a), 상기 대향류열교환부(20a)의 상부에 형성되는 상기 살수영역(8)에 배치되어 상기 대향류열교환부(20a)로 냉각수를 살수하는 살수부(30):

상기 살수부(30)의 상부에 배치되는 엘리미네이터(29);

상기 대향류열교환부(20a)를 통과하면서 열교환을 마친 배기를 상기 배기 구(87)를 통해 외부로 배출하는 송풍팬부(80b)를 포함하는 대향류냉각탑(1h)을 공지하고 있다.

그리고 공지기술 1의 대향류냉각탑(1h)은, 하나의 열교환영역(7)의 평면적 전체의 크기로 배치되는 하나의 대향류열교환부(20a), 상기 대향류열교환부(20a)의 상부 살수영역(8)에 배치되어 상기 대향류열교환부(20a) 상면 전역에 살수하는 하나의 살수부(30), 상기 살수부(30)의 상부에 배치되어 상기 살수부(30)의 상면 전체를 커버하는 하나의 엘리미네이터(29)를 포함하는 하나의 냉각부로 이루는 전형적인 구조를 갖는다.

다음은, 공지기술1의 구성에 따른 작용을 추정하여 간략하게 설명하기로 한다.

공지기술 1의 대향류냉각탑(1h)은, 냉각부하부로부터 고온유체공급관로를 통해 유입되는 고온유체는 살수부(30)를 통해 대향류열교환부(20a)로 살수되고, 살수된 고온유체는 상기 대향류열교환부(20a)를 통과하면서 냉각공기와 접촉하여 증발냉각 열교환을 이루고 냉각된 냉각유체는 냉각유체공급관로를 통해 냉각부하부로 공급된다.

한편, 열교환을 마친 포화습공기의 배기는 엘리미네이터(29)와 송풍팬부(80b)를 거쳐 외부로 배출된다.

이와 같은 운전과정은 냉각탑이 운전되고 있는 한 반복될 수 있다.

도 22는 종래 백연저감 대향류냉각탑의 구조를 나타낸 개략적인 측단면도이다.

이하에서는 도 22의 종래 백연저감 대향류냉각탑에 대하여 "공지기술 2"라 칭하기로 한다.

도면에 도시하고 있는 바와 같이,

측부케이싱(2a, 2a')과 상부케이싱(2b) 내측에 형성되는 하나의 냉각공간(cell)에 형성되는 급기영역(6), 열교환영역(7), 살수영역(8) 및 배기영역(9); 상기 측부케이싱(2a)의 일영역에 형성되는 급기구(3)와 상기 상부케이싱(2b)의 중앙에 형성되는 배기구(87);

상기 열교환영역(7)에 배치되어 고온유체를 냉각 열교환하는 밀폐식 대향류열교환부(20b);

살수펌프(40)와 냉각수공급관로(137)을 통해 유입되는 냉각수를 상기 대향류열교환부(20b)로 살수하며 상기 살수영역(8)에 배치되는 살수부(30);

상기 배기영역(9)에 배치되어 상기 대향류열교환부(20b)로부터 유입되는 포화습공기의 배기를 가열열교환과 동시에 고온유체를 냉각하는 건식열교환부(50);

상기 건식열교환부(50)로부터 유충되는 냉각고온유체를 상기 대향류열교환부(20b)로 공급하는 냉각고온유체유출관로(136); 상기 측부 케이싱(2a)에 형성된 급기구(3)를 통해 급기를 유입함과 동시에 열교환을 마친 배기를 상기 배기구(87)를 통해 외부로 배출하는 송풍팬부(80b);

상기 밀폐식 열교환부(20b)의 하부에 배치되며, 일영역에 냉각수유출구(14)가 구비되는 집수조(15)를 포함하는 백연저감 밀폐식 대향류냉각탑(1i)을 공지하고 있다.

그리고 공지기술 2의 백연저감 밀폐식 대향류냉각탑(1i)은, 하나의 열교환영역(7)의 평면적 전체의 크기로 배치되는 하나의 밀폐식 대향류열교환부(20b), 상기 대향류열교환부(20b)의 상부 살수영역(8)에 배치되어 상기 대향류열교환부(20b) 상면 전역에 살수하는 하나의 살수부(30), 상기 살수부(30)의 상부에 배치되는 건식열교환부(50)를 포함하는 하나의 냉각부로 이루는 전형적인 구조를 갖는다.

다음은, 공지기술 2의 구성에 따른 작용을 추정하여 간략하게 설명하기로 한다.

공지기술 2의 백연저감 밀폐식 대향류냉각탑(1h)은, 냉각부하부로부터 고온유체공급관로를 통해 유입되는 고온유체는 건식열교환부(50)를 유동하면서 포화습공기의 배기와 열교환을 이루면서 배기는 가열되어 습도가 낮아진 후 배기구(87)를 통해 외부로 배출되어 백연을 저감하고, 배기 가열에 전달된 가열 열교환 열량과 상응하여 냉각된 냉각고온유체는 냉각고온유체공급관로(136)를 통해 대향류열교환부(20b)로 유동하면서 냉각열교환을 이루고 냉각된 냉각유체는 냉각유체공급관로를통해 냉각부하부로 공급된다.

한편, 집수조(15) 내에 저수되는 냉각수는 냉각수공급관로(137)와 살수펌프(40)를 통해 살수부(30)로 공급되고 살수부(30)로부터 대향류열교환부(20b)로 살수되는 냉각수는 급기구(3)를 통해 유입되어 유동하는 공기와 접촉하며 열교환을 이루고 열교환을 마친 냉각수는 집수조(15), 냉각수공급관로(137) 및 살수펌프(40)를 통해 재순환된다.

그런데, 전술한 종래기술들은 다음과 같은 문제가 있다.

공지기술 1과 같은 대향류냉각탑(1h)은, 건식냉각 운전이 불가능한 구조로서 건식냉각 운전에 따른 용수절감과 백연발생을 방지할 수 없고, 상온(하계 및 중간계절의 대략 15℃ 이상의 온도/ 습식냉각 대응)과 저온(동계 및 중간계절의 대략 15℃ 이하의 온도 / 건식냉각 대응) 외기조건 모두에서 상시 습식냉각으로 운전됨에 따라 저온외기 조건에서 불필요한 습식냉각 운전에 따른 용수 손실과 백연이 발생되는 문제가 있다.

그리고 습식냉각 운전 구조에 한정되어 외기 온도 변화에 따른 습-건식냉각 및 건식냉각 운전구조에서 얻는 냉각 에너지(전기와 용수) 절약 및 부하변동에 능동적으로 대처할 수 있는 냉각안정 효과를 구현할 수 없는 등의 문제가 있다.

또한 공지기술 1 및 2와 같은 대향류냉각탑(1h, 1i)은, 하나의 냉각부로 이루는 전형적인 구조로서, 냉각부의 구성부(살수부 및 열교환부 등) 가 고장 또는 정비시 그 수리(또는 정비)가 완료될 때까지 냉각탑의 운전이 정지됨으로 냉각부하부(냉동기 또는 냉각장치 등)의 운전 장해를 초래하는 문제가 있다.

그리고 공지기술 2와 같은 백연저감 대향류냉각탑(1i)은, 백연저감 운전이 필요하지 아니한 외기온도 조건에서 대향류열교환부(20b)의 습식냉각 운전과, 백연저감 운전이 불필요한 상기 대향류열교환부(20b)의 건식냉각 운전 모두에서 고온유체가 백연저감 운전용 열교환기인 건식열교환부(50)로 상시 유동됨으로 불필요한 고온유체 유동저항이 발생되어 고온유체펌프의 소비동력을 낭비할 수 있는 등의 문제가 있다.

또한 백연저감 운전이 불필요한 외기온도에서 상기 밀폐식열교환부(20b)의 습식냉각 운전과 건식냉각 운전 어느 때라도 배기가 상기 건식열교환부(50)로 상시 유동됨으로 불필요한 배기의 유동저항이 발생되어 송풍팬의 소비동력을 증가시키는 등의 문제가 있다.

그리고 저온외기 조건에서 상기 건식열교환부(50)의 건식냉각 열교환 만으로 고온유체의 냉각온도가 충족되어 상기 대향류열교환부(20b)를 통한 냉각이 불필요할 때에도 냉각유체가 상기 대향류열교환부(20b)로 상시 유동됨으로 이에 따른 불필요한 유체의 유동저항이 발생되어 고온유체펌프의 소비동력을 낭비할 수 있는 등의 문제가 있다.

특허문헌 1: 미국 특허공보 US 5,585,047호(1996.12. 17) 특허문헌 2: 일본국 특허공개 특개평08-303989호(1996.11.21)

본 발명은 상술한 공지기술의 문제점을 해소함은 물론 새로운 효과를 구현해 내기 위한 것으로서,

본 발명의 목적은, 측부케이싱(2a, 2a')내의 냉각 공간(cell)을 다분할하여 구성하는 복수의 분할냉각부를 통해 보다 경제적이고 세밀하게 냉각을 수행할 수 있고, 외기온도와 냉각부하변동에 따라 복수의 분할냉각부를 단계적으로 습식냉각 및 건식냉각(개방형 열교환부의 경우 건식운전)의 전환 운전을 수행할 수 있으며, 복수의 분할냉각부 각각에 개별적으로 유체(고온유체, 냉각고온유체 또는 냉각수)를 공급 및 차단하여 습식냉각 및 건식냉각(또는 건식운전)의 전환운전을 효율적으로 수행함과 동시에 용수를 절약할 수 있으며, 불필요한 습식냉각 운전의 통제와 건식냉각 운전을 증대할 수 있고, 효율적으로 백연을 저감할 수 있으며, 백연저감 운전정지시 건식열교환부를 통과하는 배기를 배기구로 우회유동시키어 송풍팬의 소비동력을 저감할 수 있고, 백연저감 운전정지시 건식열교환부를 유동하는 고온유체를 차단함과 동시에 열교환부로 유동시키어 고온유체펌프의 소비동력을 저감할 수 있으며, 제어신호에 따라, 분할냉각부의 단계적인 분할냉각 운전과 백연저감 운전을 효율적으로 제어할 수 있고, 하나의 분할냉각부 고장시 분할된 다른 분할냉각부를 운전할 수 있으므로 냉각운전 정지에 따른 냉각부하부의 장해를 방지 할 수 있으며, 운전 및 유지관리비용을 절약할 수 있는 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑 및 그 제어방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적은, 본 발명에 따라, 냉각 공간(cell)을 형성하는 측부케이싱(2a, 2a')과 상기 측부케이싱(2a, 2a')의 상단을 폐쇄하는 상부케이싱(2b);

상기 측부케이싱(2a, 2a')의 일영역에 형성되는 급기구(3)와 상기 상부케이싱(2b)의 중앙 또는 상기 측부케이싱(2a, 2a')의 상단 중 어느 한 곳에 형성되는 배기구(87);

상기 배기구(87)의 하측에 형성되며 배기가 유동하는 배기영역(9);

상기 측부케이싱(2a, 2a')의 하부에 배치되며 일영역에 냉각유체유출구(14)를 갖는 집수조(15);

상기 냉각 공간(cell) 내의 상기 배기영역(9)과 상기 집수조(15)의 상면 사이의 공간을 수평방향으로 구획하는 구획벽(4, 4')으로 다분할하여 개별적으로 냉각작용을 하도록 구성되며, 분할된 급기영역(6), 열교환영역(7) 및 살수영역(8)을 형성하는 분할체임버(5), 상기 열교환영역(7)에 배치되어 고온유체공급관로(132)를 통해 유입되는 고온유체 또는 냉각고온유체 중 어느 하나를 냉각하며 개방식 대향류열교환부 또는 밀폐식 대향류열교환부 중 어느 하나로 이루는 대향류열교환부, 상기 살수영역(8)에 배치되어 상기 대향류열교환부로 고온유체, 냉각고온유체 또는 냉각수 중 어느 하나의 유체를 살수하며, 일측 단부에 유체유입구(31)가 구비되는 유체분배주관(32), 상기 유체분배주관(32)에서 분기되는 다수의 유체분배관(33), 상기 유체분배관(33)에 구비되는 다수의 살수노즐(34)로 구성되는 살수부(30), 상기 살수부(30)의 상부에 배치되는 엘리미네이터(29)로 구성되는 적어도 둘 이상의 분할냉각부(10a*, 10b*);

상기 살수부(30)로 유체의 공급을 개폐하는 유체공급부;

상기 분할냉각부(10a*, 10b*)를 통과하면서 열교환을 마친 배기를 상기 배기구(87)를 통해 외부로 배출하는 송풍팬부(80a,80b,80c);

제어신호에 따라, 상기 분할냉각부의 분할냉각 운전과 백연저감 운전을 제어하는 제어부(200)를 포함하는 것을 특징으로 하는 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑에 의해 달성된다.

여기서, 상기 냉각 공간(cell)은, 상기 측부케이싱(2a, 2a')과 상부케이싱)2b) 내측의 단위 공간이고, 상기 급기구(3)에는, 상기 급기영역(6)으로 급기를 원활히 안내함과 동시에 살수되는 냉각수의 이탈을 방지하는 루버(8)를 더 포함하여 구성할 수 있다.

그리고 상기 냉각유체유출구(14)와 상기 집수조(15) 사이에는 냉각수를 수집하여 배출하는 집수통(sump)을 더 포함하여 구성할 수 있고, 통상의 구성이어서 도면에 도시하지는 아니하였지만 상기 집수조(14)에는 보충수 공급부, 배수부 및 여과부 등의 부속 구성부들을 구성할 수 있다.

다음으로, 상기 분할체임버(5)를 구획하는 상기 구획벽(4, 4')은, 분할체임버(5)를 유동하는 급기와 낙하 냉각수의 유동영역을 개별적으로 구획하기 위하여, 하단부는 상기 집수조(15)의 수면내로 침지되고, 상단부는 상기 엘리미네이터(29)의 상면과 대응하게 배치할 수 있고,

상기 급기영역(6)과 대면하는 상기 구획벽(4, 4')의 일영역에는 점검 및 보수시 작업자가 복수의 상기 분할체임버(5) 간을 출입할 수 있도록 개폐식 점검문(access door)을 더 포함하여 구성할 수 있다.

여기서 상기 구획벽은, 상기 급기구(3)측에서 종방향으로 배치되는 구획벽(4)과 상기 급기구(3)측에서 횡방향으로 배치되는 구획벽(4')으로 구분될 수 있다.

그리고 상기 급기구(3)의 종방향으로 양측에 구성되는 측부케이싱(2a)과 대면하는 상기 분할체임버(5)는, 상기 측부케이싱(2a), 상기 구획벽(4) 및 상기 급기구(3)의 횡방향으로 전방과 후방에 구성되는 측부케이싱(2a')으로 구획될 수 있고,

또한 일측 구획벽(4)과 타측 구획벽(4)사이에 구성되는 상기 분할체임버(5)는, 상기 양측 구획벽(4)과 상기 급기구(3)의 횡방향으로 전방과 후방에 구성되는 측부케이싱(2a')으로 구획될수 있다.

다음으로, 상기 측부케이싱(2a, 2a')내의 냉각 공간(cell)내에서 분할되는 상기 분할냉각부는, 냉각탑의 크기와 최적의 분할 조건에 따라 2개에서 10개 사이의 분할 범위에서 분할할 수 있고, 냉각탑의 크기와 분할 요건에 따라 10개 이상으로도 분할 할 수 있다.

구체적으로, 상기 냉각 공간내에서 양측 측부케이싱(2a) 사이를 2분할 하여 이루는 2개의 분할냉각부, 상기 냉각 공간내에서 양측 측부케이싱(2a) 사이를 3분할 하여 이루는 3개의 분할냉각부, 상기 냉각공간내에서 양측 측부케이싱(2a) 사이를 4분할 하여 이루는 4개의 분할냉각부와,

상기 냉각공간내에서 일측 급기구(3) 측으로 2분할하고 타측 급기구(3) 측으로 2분할하여 이루는 4개의 분할냉각부, 상기 냉각공간내에서 일측 급기구(3) 측으로 3분할하고 타측 급기구(3) 측으로 3분할하여 이루는 6개의 분할냉각부, 상기 냉각공간내에서 일측 급기구(3) 측으로 4분할하고 타측 급기구(3) 측으로 4분할하여 이루는 8개의 분할냉각부, 상기 냉각공간내에서 일측 급기구(3) 측으로 5분할하고 타측 급기구(3) 측으로 5분할하여 이루는 10개의 분할냉각부로 분할할 수 있다.

본 발명에서는 상술한 분할냉각부의 분할 구조에서 대표적으로, 상기 냉각공간내에서 양측 측부케이싱(2a) 사이를 3분할 하여 이루는 3개의 분할냉각부와, 상기 냉각공간내에서 일측 급기구(3) 측으로 3분할하고 타측 급기구(3) 측으로 3분할하여 이루는 6개의 분할냉각부를 적용하고 있다.

다음으로, 상기 대향류열교환부는, 다수의 필름 시트(film sheet)로 이루어지는 필름형 충진재 또는, 다수의 스플래시 막대(splash bar)로 이루어지는 비말형 충진재 중 어느 하나로 이루어지는 개방식 대향류열교환부(20a,20a'),

피냉각 유체가 유동하는 전열관(23), 일영역에 유체유입구(22)가 구비되고 상기 전열관(23)의 일측 단부가 연결되는 유체유입헤더(21), 일영역에 유체유출구(26)가 구비되고 상기 전열관(23)의 타측 단부가 연결되는 유체유출헤더(25)를 갖는 밀폐식 대향류열교환부(20b) 또는,

상기 개방형 열교환부(20a')와 밀폐식 대향류열교환부(20b)를 조합한 혼식 대향류열교환부 중 어느 하나로 구성될 수 있다.

여기서, 상기 개방식 대향류열교환부(20a')는 상기 밀폐식 대향류열교환부(20b)의 하부 또는 상부 중 어느 한 곳에 구비되어 상기 밀폐식 대향류열교환부(20b)로 유동하는 유체(냉각수)를 분산시킴과 동시에 냉각시키는 작용을 한다.

그리고 상기 밀폐식 대향류열교환부(20b)의 전열관(23)은, 원형관(circular tube), 타원형관(elliptical or oval tube) 또는 평판관(flat tube) 중 선택한 어느 하나로 이루어 질수 있다.

또한 상기 전열관(23)에는, 열전달(heat transfer) 효율을 향상하기 위하여 다수의 전열핀(54)을 더 포함하여 구비할 수 있다.

상기 전열관(23)은 직관부와 곡관부로 이루는 사형(single serpentine) 전열관 또는 직관형 전열관 중 어느 하나로 구성 될 수 있다.

그리고 상기 전열관(23)은 동관(copper tube), 알루미늄합금관(aluminium alloy tube), 스테인레스관(stainless tube) 또는 아연도금철관(hot-dip galvanized steel tube) 중 어느 하나일 수 있다.

다음으로, 상기 분할냉각부는, 개방식 대향류열교환부(20a)를 갖는 분할냉각부(10aa, 10ab, 10ac)와 밀폐식 대향류열교환부를 갖는 분할냉각부(10ba, 10bb, 10bc, 10ba', 10bb', 10bc')로 구분할 수 있다.

여기서, 상기 분할냉각부의 복수 부호에 대하여 실시예에서는 그대로 적용하여 설명하되, 그 외의 기재와 특허 청구범위에서는 기재의 편의상 상기 분할냉각부(10aa, 10ab, 10ac)는 포괄 부호로하여 분할냉각부(10a*)로 기재하고, 상기 분할냉각부(10ba, 10bb, 10bc, 10ba', 10bb', 10bc')도 포괄 부호로하여 분할냉각부(10b*)로 기재한다.

그리고 상기 분할냉각부에 있어, 개방식 대향류열교환부(20a)를 갖는 분할냉각부(10a*)는, 상온 외기조건에서는 고온유체(냉각고온유체)가 공급되는 습식냉각으로 운전되고, 외기온도 저하와 부하감소 변동의 제어신호에 따라 습식 냉각으로 운전되는 복수의 분할냉각부에 구비된 살수부(30)로 공급되는 고온유체(냉각고온유체)를 단계적으로 차단하여 건식운전(냉각작용 없이 저습도 외기만 공급)으로 전환되며, 외기온도 상승과 부하증가의 변동 신호에 따라 건식운전되는 복수의 분할냉각부(10a*)에 단계적으로 고온유체(냉각고온유체)를 공급하여 습식냉각 운전으로 전환될 수 있다.

여기서, 단계적으로 고온유체(냉각고온유체)의 공급차단(건식 운전 전환)은, 일례로, 1 분할냉각부에 구비된 살수부(30)에 고온유체(냉각고온유체) 공급차단 및 건식운전 전환, 2 분할냉각부에 구비된 살수부(30)에 고온유체(냉각고온유체) 공급차단 및 건식운전 전환, 3 분할냉각부에 구비된 살수부(30)에 고온유체(냉각고온유체) 공급차단 및 건식운전 전환의 단계일 수 있고,

단계적으로 고온유체(냉각고온유체)의 공급(습식냉각 운전 전환)은, 일례로, 1 분할냉각부에 구비된 살수부(30)에 고온유체(냉각고온유체) 공급 및 습식냉각 운전 전환, 2 분할냉각부에 구비된 살수부(30)에 고온유체(냉각고온유체) 공급 및 습식냉각 운전 전환, 3 분할냉각부에 구비된 살수부(30)에 고온유체(냉각고온유체) 공급 공급 및 습식냉각 운전 전환의 단계일 수 있다.

다음으로, 백연이 발생되는 저온외기 조건에서는 저온 외기온도에 대응하는 냉각부하가 감소(대략적으로 30~ 70% 부하감소)될 수 있기 때문에, 복수의 분할냉각부(10a*) 중 냉각부하감소에 상당하여 단계적으로 습식냉각 운전의 분할냉각부는 습식냉각 운전이 정지되고 건식 운전으로 전환될 수 있다.

도면 1의 작용구조를 일례로 할때, 습식냉각으로 운전되는 분할냉각부(10aa, 10ac; 약 2/3 분할 부하)에서는 백연을 유발하는 포화습공기(RH 100%)의 배기(전체 배기량 대비 약 66% 포화습공기의 배기량)가 유동하고, 건식 운전되는 분할냉각부(10ab: 약 1/3 분할 부하율)에서는 급기구를 통해 저습도의 외기(전체 배기량 대비 약 34%의 저습도 외기 공급량)가 그대로 공급하게 된다.

습식냉각 운전 분할냉각부(10aa, 10ac)의 약 66% 량의 포화습공기의 배기와 건식 운전 분할냉각부(10ab)의 약 34% 량의 저습도(약 50~60% RH 가정)의 공급 외기가 배기영역에서 혼합하게 되면 포화습공기(RH 100%)의 배기 습도는 그 혼합 저습도 외기량에 비례하여 감소하게 된다.

따라서, 상기 복수 분할냉각부(10a*)의 전부 습식냉각 운전에서 100 % 배기량의 포화습공기(RH 100%)의 배기가 약 66% 배기량으로 감소(즉, 배출 포화습공기의 배기량 감소)함과 동시에 저습도의 공급 외기와 혼합하여 습도가 감소된 배기를 배출하게됨으로서 대기로 확산되는 백연 가시범위를 감소하는 백연발생을 저감할 수 있고, 건식 운전 분할냉각부가 증가될 수록 백연저감 효과도 증가할 수 있다.

다음으로, 상기 밀폐식 대향류열교환부(20b)를 갖는 복수의 분할냉각부(10b*)는, 상온 외기조건에서는 습식냉각으로 운전되고, 외기온도 저하와 부하감소의 변동의 제어신호에 따라 습식 냉각으로 운전되는 복수의 분할냉각부(10b*)에 단계적으로 고온유체(냉각고온유체)의 공급을 차단하여 건식냉각 운전으로 전환되며, 외기온도 상승과 부하증가 변동의 제어 신호에 따라 건식냉각으로 운전되는 복수의 분할냉각부에 단계적으로 고온유체(냉각고온유체)를 공급하여 습식냉각 운전으로 전환될 수 있다.

그리고 백연이 발생되는 저온외기 조건에서는, 저온 외기온도에 대응하여 냉각부하가 감소될 수 있기 때문에, 복수의 분할냉각부(10b*) 중 냉각부하감소에 상당하여 단계적으로 습식냉각 운전의 분할냉각부는 습식냉각 운전이 정지되고 건식냉각 운전으로 전환될 수 있다.

도면 5의 작용구조를 일례로 할 때, 습식냉각으로 운전되는 분할냉각부(10bb; 약 1/3 분할 부하율)에서는 백연을 유발하는 포화습공기의 배기가 유동하고, 건식냉각 운전의 분할냉각부(10ba, 10bc: 약 2/3 분할 부하율)에서는 전열관(23) 내를 유동하는 고온유체(냉각고온유체)로부터 냉각열을 흡수한 고온의 배기가 유동하게 된다.

따라서, 약 34% 량의 포화습공기(RH 100%)의 배기와 약 66% 량의 저습도(약 30~45% RH 가정)의 고온 배기가 배기영역에서 혼합하게 되면 포화습공기(RH 100%)의 배기 습도는 그 혼합 저습도 고온 배기량에 비례하여 감소하게 되고 습도가 감소된 배기를 배출하게됨으로서 백연을 더욱 저감할 수 있으며, 별도의 건식열교환부 등의 백연저감 장치없이 보다 경제적인 방법으로 백연을 저감할수 있다.

또한 15℃ 이하의 저온 외기조건에서는 상기 복수의 분할냉각부(10b*) 모두 건식냉각으로 운전될 수 있고, 건식냉각 운전에서는 백연이 발생되지 않는다.

다음으로, 상기 유체공급부는, 고온유체펌프(340)와 고온유체공급관로(130, 131a. 132)를 통해 유입되는 고온유체 또는 건식열교환부(50,50')로부터 냉각고온유체유출관로(136)를 통해 유입되는 냉각고온유체 중 어느 하나를 상기 살수부(30)로 모두 공급 또는 모두 우회유동 중 선택된 유로로 유동을 제어하는 3방 제어밸브(3-way control valve)로 이루어지는 복수의 유체공급부(40aa, 40ab, 40ac) 또는 상기 집수조(15)의 냉각유체유출구(14)를 통해 유입되는 냉각수를 상기 살수부(30)로 공급(ON) 및 차단(OFF)하는 살수펌프(spray pump)로 이루어지는 복수의 유체공급부(40ba, 40bb, 40bc, 40ba', 40bb', 40bc') 중 어느 하나일 수 있다.

여기서, 상기 유체공급부의 복수 부호에 대하여 실시예에서는 그대로 적용하여 설명하되, 그 외의 기재와 특허 청구범위에서는 기재의 편의상 상기 유체공급부(40aa, 40ab, 40ac)는 포괄 부호로하여 유체공급부(40a*)로 기재하고, 상기 유체공급부(40ba, 40bb, 40bc, 40ba', 40bb', 40bc') 도 포괄 부호로하여 유체공급부(40b*)로 기재한다.

그리고 상기 유체공급부(40a*)는, 상기 살수부(30)로 고온유체를 공급하는 고온유체공급관로(132)와 상기 고온유체를 우회유동시키는 유체우회유동관로(134) 각각에는 고온유체의 유동을 개폐 제어하는 2방 제어밸브(2-way control valve)로 대체하여 구성 할 수 있고,

상기 살수부(30)로 고온유체를 공급하는 고온유체공급관로(132)와 상기 고온유체를 우회유동시키는 유체우회유동관로(134) 각각에는 고온유체의 유동을 수동으로 개폐하는 수동 개폐밸브로 대체하여 구성 할 수도 있다.

다음으로, 상기 배기구(87)의 하측과 상기 엘리미네이터(29) 상면 사이에 형성되는 배기영역(9) 또는 상기 배기구(87)의 상측에 구비되며, 4측면은 측벽으로 폐쇄되고 상측과 하측면은 개방되는 건식열교환체임버(59)의 내측에 형성되는 상측 배기영역(9') 중 어느 한 곳에는, 상기 대향류열교환부를 통과하면서 살수되는 유체와 접촉하며 냉각열교환을 이루고 상기 배기구(87)로 유동하는 포화습공기의 배기를 가열 및 습도를 감소시키어 백연을 저감하고 상기 고온유체를 건식냉각으로 냉각하며,

원형관(circular tube), 타원형관(elliptical or oval tube) 또는 평판관(flat tube) 중 어느 하나인 전열관(53), 상기 전열관(53)의 외표면에 형성되는 다수의 전열핀(54), 고온유체공급관로(135)가 연결되는 유체유입구(52)가 구비되고 상기 전열관(53)의 일측단부가 연결되는 유체유입헤더(51), 냉각고온유체유출관로(136)가 연결되는 유체유출구(56)가 구비되고, 상기 전열관(53)의 타측 단부가 연결되는 유체유출헤더(55)를 갖는 건식열교환부(50, 50')를 더 포함하여 구성할수 있다.

여기서, 상기 건식열교환부(50)와 상기 건식열교환부(50')는 동일한 구조와 구성을 갖는다.

그리고 상기 건식열교환부(50, 50')가 배치되는 상기 배기영역(9)에는, 백연저감 운전 정지시 배기를 우회유동시키어 배기의 유동저항 감소와 송풍팬의 소비동력을 저감하는 수단으로서,

일측 건식열교환부(50)와 타측 건식열교환부(50) 사이, 또는 상측 건식열교환부(50)와 하측 건식열교환부(50') 사이 중 어느 한 곳에 소정의 폭(또는 높이)으로 배기우회유동공간(77)을 더 포함하여 형성하고,

상기 배기우회유동공간(77)에는, 복수의 개폐 블레이드를 갖는 댐퍼로 구성되는 배기개폐부재(71), 상기 배기개폐부재(71)를 회전시키어 개폐하는 회전축, 상기 회전축을 구동하는 개폐부재구동기(75)로 구성되는 우회배기개폐부(70),

하나의 개폐판을 갖는 배기개폐부재, 상기 배기개폐부재를 회전시키어 개폐하는 회전축, 상기 회전축을 구동하는 개폐부재구동기(75)로 구성되는 우회배기개폐부 또는

롤링 셔터(Rolling Shtter)로 구성되는 배기개폐부재, 상기 배기개폐부재를 승강시키어 개폐하는 개폐구동기로 구성되는 우회배기개폐부 중 어느 하나로 구성되는 우회배기개폐부를 더 포함하여 구성할 수 있다.

또한 상기 건식열교환부(50, 50')가 배치되는 상기 배기영역(9)과 대면하는 측부케이싱(2a')에는, 백연저감 운전 정지시 상기 건식열교환부(50, 50')를 유동하는 배기를 외부로 우회유동시키어 배기 유동저항 감소와 송풍팬의 소비동력을 저감하는 수단으로서, 상부가 개구된 상기 측부케이싱(2a')의 일측 또는 양측 중 어느 하나에 형성되는 관통구(58), 상기 관통구(58)에 구성되는 우회배기개폐부, 상기 우회배기개폐부의 배기측에 구비되어, 작업자, 근접시설물, 식물 등에 고온의 배기의 간섭을 방지하도록 상향 경사기류로 배출을 안내하는 배출안내부(76a, 76b)를 더 포함하여 구성할 수 있다.

또한 상기 건식열교환체임버(59)에는, 백연저감 운전 정지시 상기 건식열교환부(50, 50')를 유동하는 배기를 외부로 우회유동시키어 배기 유동저항 감소와 송풍팬의 소비동력을 저감하는 수단으로서, 상기 상측 배기영역(9')과 대면하는 일측 측벽 또는 양측 측벽 중 어느 하나에 형성되는 관통구(58), 상기 관통구(58)에 구성되는 우회배기개폐부, 상기 우회배기개폐부의 배기측에 구비되는 배출안내부(76a, 76b)를 더 포함하여 구성할 수 있다.

직관부와 곡관부를 연속하여 이루는 상기 건식열교환부(50, 50')의 전열관(53)은 싱글 사형(single serpentine) 또는 더블 사형(double serpentine) 구조 중 어느 하나인 것이 바람직하고, 2 ~ 8열(row) 범위내에서 구성될 수 있다.

그리고 상기 전열관(53)은 동관(copper tube), 알루미늄합금관(aluminium alloy tube), 스테인레스관(stainless tube) 또는 아연도금철관(hot-dip galvani zed steel tube) 중 어느 하나로 구성될 수 있다.

또한 상기 전열핀(54)은, 공기조화기 또는 응축기 등에 적용되는 전열관(53)에 장착되는 통상의 판형 전열핀에, 고습도의 냉각탑환경에서 부식되는 것을 방지하기 위하여 내부식 코팅하여 적용하는 것이 바람직하지만, 전열관의 외표면에 밀착되게 형성되는 내부식성 재질의 에로핀(aero fin) 등 다른 형상 및 구조의 전열핀으로도 구성할 수 있다.

상기 우회배기개폐부는, 백연이 발생되지 않는 상온의 외기온도에서 상기 개방식 대향류열교환부(20a)의 습식냉각 운전, 상기 밀폐식 대향류열교환부(20b)의 습식냉각 운전과 건식냉각 운전시에는, 개방(ON: bypass air open)되어 상기 건식열교환부(50, 50')를 통과하는 배기를 상기 배기구(87) 또는 상기 배기영역(9)과 대면하는 측부케이싱(2a)의 외부로 우회유동시키어 배출하고.

백연이 발생되는 저온 외기온도에서, 상기 개방식 대향류열교환부(20a)의 습식냉각 운전과 건식운전, 상기 밀폐식 대향류열교환부(20b)의 습식 냉각운전시에는, 폐쇄(OFF: bypass air close)되어 상기 건식열교환부(50, 50')로 배기를 통과시키어 가열 열교환을 이루고 상기 배기구(87)로 배출할 수 있다.

그리고 상기 대향류열교환부로부터 열교환을 마치고 상기 배기구(87) 또는 관통구(58) 중 어느 한 곳으로 향하는 배기에 있어, 상기 건식열교환부(50,50')를 통과하는 배기는 유동저항을 받아 저항배기(resistance exhaust air)가 될 수 있고, 저항이 발생되지 않는 개방된 배기우회유동통로(77) 또는 관통구(58) 중 어느 한 곳으로 유동하는 우회 유동배기는 무저항배기(nonresistance exhaust air)가 될 수 있다.

다음으로, 상기 배기우회유동통로(77) 또는 관통구(58) 중 어느 하나로 배기를 우회유동함에 따은 배기의 유동저항감소와 송풍팬(80a,80b,80c)의 소비동력 감소, 백연저감운전 정지(OFF)시 상기 건식열교환부(50, 50')를 유동하는 고온유체를 차단함에 따은 고온유체의 유동저항 감소와 고온유체펌프(340)의 소비동력을 감소는,

유체역학상 그 유동저항의 감소와 대응하여 유량과 소비동력이 증가할 수 있기 때문에, 정격 유동저항(유동저항 감소가 고려되지 않은 저항)의 송풍팬 또는 펌프만으로는 소비동력감소 효과를 얻기가 어려울 수 있다.

따라서, 유동저항 감소와 상응하게 소비동력을 감소하기 위해서는 가변유량 운전을 수행하는 장치(일례로 모터의 가변속도 제어시스템 /VVVF Inverter; Variable Voltage Variable Frequency control Inverter)를 더 포함하여 구비하는 것이 바람직하다.

다음으로, 상기 송풍팬부는, 상기 상부 케이싱(2b)의 중앙에 형성되는 배기구(87)의 하부에 구성되는 매립형 팬실린더(81a), 상기 팬실린더(81a)에 수용 배치되는 축류형 송풍팬(82a), 상기 송풍팬(82a)을 구동하는 모터(85)를 갖는 흡입통풍식 매립형 송풍팬부(80a),

상기 상부 케이싱(2b)의 중앙에 형성되는 배기구(87)의 상부에 구성되는 노출형 팬실린더(81b), 상기 팬실린더(81b)에 수용 배치되는 축류형 송풍팬(82a), 상기 송풍팬(82a)을 구동하는 모터(85)를 갖는 흡입통풍식 노출형 송풍팬부(80b) 또는

상기 급기구(3)의 내측으로 급기영역(6)과 송풍팬부 공간을 구획하는 격벽을관통하여 배치되는 토출구를 갖는 팬하우징(81c), 상기 팬하우징(81c)에 수용 배치되는 원심형 송풍팬(82b), 상기 송풍팬(82b)을 구동하는 모터(15)를 갖는 압입송풍식 송풍팬부(80c) 중 어느 하나일 수 있다.

그리고 상기 송풍팬의 구동부는, 벨트구동식(belt drive type)인 것이 바람직하나, 감속기구동식(gear reducer drive type) 또는 직결구동식(direct drive type)으로도 적용할 수 있다.

다음으로, 상기 냉각유체유출구(14) 또는 냉각유체를 냉각부하부(300)로 공급하는 냉각유체공급관로(140) 중 어느 한 곳에는 냉각부하부(300)로 공급되는 냉각유체의 온도를 검출하여 신호를 출력하는 온도검출기(121)를 더 포함하여 구성할 수 있다.

그리고 상기 냉각고온유체유출관로(136)에는, 백연저감 운전시에는 상기 건식열교환부(50, 50')를 통해 냉각된 냉각고온유체가 상기 살수부(30) 또는 밀폐식 대향류열교환부(20b) 중 어느 한 곳으로 공급되도록 개방(ON)하고 백연저감 운전 정지시에는 냉각고온유체의 유동을 차단(OFF)하는 개폐제어밸브(112)를 더 포함하여 구성할 수 있다.

또한 상기 냉각고온유체유출관로(136)에는, 상기 냉각고온유체유출관로(136)를 통해 유동하는 냉각고온유체의 온도를 검출하여 신호를 출력하는 온도검출기(122)를 더 포함하여 구성할 수 있다.

상기 냉각고온유체유출관로(136)에는, 상기 건식열교환부(50, 50')로부터 유출되어 상기 살수부(30) 또는 대향류열교환부(20b) 중 어느 한 곳으로 공급되는 냉각고온유체가 설정된 냉각유체 온도에 충족될 때에, 상기 대향류열교환부(20a, 20b)의 불필요한 냉각을 통제하고 용수를 절감하는 수단으로서, 상기 냉각고온유체를 냉각유체로 하여 상기 집수조(15) 또는 냉각유체공급관로(140) 중 어느 한 곳으로 우회유동시키는 유체우회유동관로(134'), 상기 유체우회유동관로(134')에 구비되어 냉각유체의 우회유동 개폐를 제어하는 개폐제어밸브(113)를 더 포함하여 구성할 수 있다.

그리고 상기 급기구(3)와 인접한 상기 측부케이싱(2a, 2a') 외측에는, 외기의 온도와 습도를 검출하여 출력하는 온도검출기(123)와 습도검출기(124)를 더 포함하여 구성할 수 있다.

또한 상기 온도검출기(121, 122, 123)와 습도검출기(124)는 제어의 안정과 검출의 최적화를 위하여 복수의 측정부에 복수로 구비할 수도 있다.

다음으로, 상기 냉각부하부(300)는, 냉동기(압축식 냉동기 또는 흡수식 냉동기), 냉수(냉동기 생산 또는 외기 생산 냉수)를 공급받아 실내 공기를 냉각 열교환하는 공기조화기(air handling unit), 항온항습기(Thermohygrostat) , 팬 코일 유닛(fan coil unit), 인터넷데이터센터(IDC) 냉각유닛, 수냉식 냉각기(Water cooled cooler), 대류 방열기(convector), 저온창고의 냉각기(cooler) 중 적어도 하나의 냉각장치와 그 부대장치(펌프, 제어부, 유체관로, 제어밸브 등)를 포괄할 수 있다.

다음으로, 상기 제어신호(온도검출 신호, 습도 검출신호, 고온유체펌프 ON/OFF 접점 신호 등)에 따라, 상기 분할냉각부의 분할냉각 운전과 백연저감 운전을 제어하는 상기 제어부(200)에는, 분할냉각부 제어부와 백연저감제어부를 포함하고, 제어값을 설정하는 제어값설정부, 제어상태를 나타내는 표시부, 검출 및 접점신호가 입력되는 제어신호입력부, 인가된 제어신호를 조작부로 출력하는 제어신호출력부, 비정상 운전 및 고장을 경보하는 경보부, 유선 및 무선 통신망을 통해 원격제어하는 원격제어신호 입출력부, 제어 데이터를 외부에 저장하는 외부저장부 및 제어전원을 공급하는 전원공급부를 포함하여 구성할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 목적은, 냉각 공간(cell)을 형성하는 측부케이싱(2a, 2a')과 상기 측부케이싱(2a, 2a')의 상단을 폐쇄하는 상부케이싱(2b); 상기 측부케이싱(2a, 2a')의 일영역에 형성되는 급기구(3)와 상기 상부케이싱(2b)의 중앙 또는 상기 측부케이싱(2a, 2a')의 상단 중 어느 한 곳에 형성되는 배기구(87); 상기 측부케이싱(2a, 2a')의 하부에 배치되는 집수조(15); 상기 냉각 공간(cell) 내의 배기영역(9)과 상기 집수조(15)의 상면 사이의 공간을 수평방향으로 구획하는 구획벽(4, 4')으로 다분할하여 개별적으로 냉각작용을 하도록 구성되며, 분할된 급기영역(6), 열교환영역(7) 및 살수영역(8)을 형성하는 분할체임버(5), 상기 열교환영역(7)에 배치되는 대향류열교환부(20a, 20b), 상기 살수영역(8)에 배치되는 살수부 (30), 상기 살수부 (30)의 상부에 배치되는 엘리미네이터(29)를 갖는 적어도 둘 이상의 분할냉각부(10a*, 10b*) ; 상기 살수부(30)로 유체의 공급을 개폐하는 유체공급부(40a*, 40b*); 상기 분할냉각부(10a*, 10b*)를 통과하면서 열교환을 마친 배기를 상기 배기구(87)를 통해 외부로 배출하는 송풍팬부(80a, 80b, 80c); 제어신호에 따라, 상기 분할냉각부 (10a*, 10b*)의 분할냉각 운전과 백연저감 운전을 제어하는 제어부(200)를 포함하는 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑의 제어방법에 있어서,

고온유체를 공급하는 고온유체펌프(340)의 운전(ON) 신호를 판단하여 제어신호(ON)로 인가하는 단계(s111);

상기 인가된 고온유체펌프(340)의 운전 제어신호(ON)와 연동하여 송풍팬부 (80a,80b,80c)를 운전(ON)하는 단계(s112)와 유체공급부(40a*, 40b*) 모두를 작동(ON)하여 유체(냉각수, 고온유체 또는 냉각고온유체 중 어느 하나의 유체)를 복수의 분할냉각부(10a*, 10b*)에 구비된 살수부(30) 모두에 공급하는 단계(s113);

상기 복수의 분할냉각부(10a*, 10b*) 전부가 습식냉각으로 운전하는 단계 (s113);

냉각유체 온도검출기(121) 및 외기 온도검출기(123)의 습식냉각 정지 온도 검출신호(t3, t4, t5)를 설정제어값과 비교 판단하여 제어신호(t3', t4', t5')로 인가하는 단계(s115, s118, s121);

상기 제어신호(t3', t4', t5')에 따라 단계적으로 유체공급부(40a*, 40b*)의 유체공급을 차단하는 단계(s116, s119, s122)와 단계적으로 상기 분할냉각부(10a* , 10b*)의 건식냉각운전(또는 건식운전)을 전환하는 단계(s117, s120, s123);

상기 온도검출기(121, 123)의 습식냉각 운전 온도 검출신호(t2)를 설정제어값과 비교 판단하여 제어신호(t2')로 인가하는 단계(s124);

상기 제어신호(t2')에 따라 복수의 상기 유체공급부(40a*, 40b*)를 통해 복수의 상기 분할냉각부(10a*, 10b*)에 구비된 살수부(30)로 유체를 단계적으로 공급하는 단계(s125) 및 단계적으로 습식냉각 운전으로 전환하는 단계(s126);

상기 온도검출기(121, 123)의 습식냉각 운전 온도 검출신호(t1)를 설정제어값과 비교 판단하여 제어신호(t1')로 인가하는 단계(s127);

상기 제어신호(t1')에 따라 상기 유체공급부(40a*, 40b*)를 통해 복수의 상기 분할냉각부(10a*, 10b*)에 구비된 살수부(30) 모두에 유체를 공급하는 단계 (s113)로 제어가 반복되는 것을 특징으로 하는 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑의 제어방법에 의해서도 달성되고,

본 발명의 목적은, 냉각 공간(cell)을 형성하는 측부케이싱(2a, 2a')과 상기 측부케이싱(2a, 2a')의 상단을 폐쇄하는 상부케이싱(2b); 상기 측부케이싱 (2a, 2a')의 일영역에 형성되는 급기구(3)와 상기 상부케이싱(2b)의 중앙 또는 상기 측부케이싱(2a, 2a')의 상단 중 어느 한 곳에 형성되는 배기구(87); 상기 측부케이싱 (2a, 2a')의 하부에 배치되는 집수조(15); 상기 냉각 공간(cell) 내의 배기영역(9)과 상기 집수조(15)의 상면 사이의 공간을 수평방향으로 구획하는 구획벽(4, 4')으로 다분할하여 개별적으로 냉각작용을 하도록 구성되며, 분할된 급기영역(6), 열교환영역(7) 및 살수영역(8)을 형성하는 분할체임버(5), 상기 열교환영역 (7)에 배치되는 대향류열교환부(20a, 20b), 상기 살수영역(8)에 배치되는 살수부 (30), 상기 살수부 (30)의 상부에 배치되는 엘리미네이터(29)를 갖는 적어도 둘 이상의 분할냉각부(10a*, 10b*); 상기 살수부(30)로 유체의 공급을 개폐하는 유체공급부 (40a*, 40b*); 상기 분할냉각부(10a*, 10b*)를 통과하면서 열교환을 마친 배기를 상기 배기구(87)를 통해 외부로 배출하는 송풍팬부(80a, 80b, 80c);

상기 배기영역 (9) 또는 상기 배기구 (87)의 상측에 구비되는 건식열교환체임버(59)의 내측에 형성되는 상측 배기영역 (9') 중 어느 한 곳에 구비되어 상기 배기구(87)로 유동하는 포화습공기의 배기를 가열 및 습도를 감소시키어 백연을 저감하고, 유동하는 고온유체를 냉각하는 건식열교환부(50, 50'); 백연저감 운전 정지시 상기 건식열교환부(50, 50')로 유동하는 배기를 우회유동시키며, 일측 건식열교환부(50)와 타측 건식열교환부(50) 사이 또는 상측 건식열교환부(50)와 하측 건식열교환부(50') 사이 중 어느 한 곳에 소정의 폭(또는 높이)으로 형성되는 배기우회유동공간 (77); 상기 배기우회유동공간(77)에 구비되어 우회유동배기를 개폐하는 우회배기개폐부(70); 제어신호에 따라, 상기 분할냉각부(10a*, 10b*)의 분할냉각 운전과 백연저감 운전을 제어하는 제어부(200)를 포함하는 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑의 제어방법에 있어서,

외기 온도검출기(123)의 백연저감 운전 온도검출신호(t10/ON)와 습도검출기(124)의 백연저감 운전 습도검출신호(h1/ON)를 설정제어값과 비교 판단하여 백연저감 운전 제어신호(t10', h1')로 인가하는 단계(s131, s132);

상기 인가된 백연저감 운전 제어신호(t10', h1')에 따라, 상기 건식열교환부(50, 50')를 우회유동하는 배기의 유동을 차단하도록 우회배기계폐부(70)를 폐쇄(OFF)하는 단계(133);

상기 건식열교환부(50, 50')로부터 유출되는 냉각고온유체가 상기 살수부(30) 또는 대향류열교환부(20b) 중 선택된 어느 한 곳으로 유동하도록 개폐제어밸브(112)를 개방(ON)하는 단계(s134);

상기 살수부(30) 또는 대향류열교환부(20b) 중 선택된 어느 한 곳으로 유동되는 고온유체를 차단하도록 개폐제어밸브(111)를 폐쇄(OFF)하는 단계(s135);

상기 유체공급부(40a*, 40b*)를 작동(ON)시키어 복수의 분할냉각부(10a*, 10b*)에 구비된 살수부(30) 모두로 유체를 공급하는 단계(s136);

냉각부하의 감소 또는 외기온도 저하에 따른 냉각유체 온도검출기(121)의 온도 저하 검출신호에 따라 상기 유체공급부(40a*, 40b*)를 통해 복수의 분할냉각부(10a*, 10b*)에 구비된 살수부(30)로 공급되는 유체를 단계적으로 차단하는 단계(s137) 및 백연저감 운전 단계(s138);

상기 온도검출기(123)의 백연저감 운전정지 온도검출신호(t11/ON)와 습도검출기(124)의 백연저감 운전정지 습도검출신호(h2/ON)를 설정제어값과 비교 판단하여 백연저감 운전정지 제어신호(t11' h2')로 인가하는 단계(s139, s140);

상기 백연저감 운전정지 제어신호(t11' h2')에 따라, 상기 건식열교환부(50, 50')를 유동하는 배기가 우회유동하도록 우회배기계폐부(70)를 개방(ON)하는 단계(s141);

상기 건식열교환부(50, 50')로부터 상기 살수부(30) 또는 대향류열교환부(20b) 중 선택된 어느 한 곳으로 공급되는 냉각고온유체를 차단하도록 상기 개폐제어밸브(112)를 폐쇄(OFF)하는 단계(s142);

상기 살수부(30) 또는 대향류열교환부(20b) 중 선택된 어느 한 곳으로 고온유체가 공급하도록 상기 개폐제어밸브(111)를 개방(ON)하는 단계(s143);

상기 유체공급부(40a*, 40b*)를 작동(ON)시키어 복수의 상기 분할냉각부 (10a*, 10b*)에 구비된 살수부(30) 모두에 유체를 공급하는 단계(s144)로 제어가 반복되는 것을 특징으로 하는 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑의 제어방법에 의해서도 달성된다.

여기서, 상기 분할냉각부의 제어는, 습식냉각 운전과 건식냉각 운전(또는 건식 운전)의 전환 운전을 제어하는 것으로서,

결과적으로 습식냉각 운전에 따른 유체공급부의 유체 공급 제어, 건식냉각 운전(또는 건식운전)에 따른 유체공급부의 유체 공급 차단의 제어 과정이 될 수 있고, 분할냉각부(유체공급부 포함)의 분할수의 증가나 감소에 따라 분할냉각부의 단계적인 제어 과정과 그 제어순서는 변경될 수 있다.

그리고 상기 백연저감 제어는, 습식냉각 운전과 건식냉각 운전(또는 건식 운전)의 전환 운전과, 건식열교환부(50, 50')의 가열열교환 운전을 제어하는 것으로서,

결과적으로 백연발생 저감을 위하여, 습식냉각 운전에 따른 유체공급부의 유체공급 제어, 건식냉각 운전(또는 건식 운전)에 따른 유체공급부의 유체 공급 차단 제어, 건식열교환부(50, 50')로 고온유체의 공급 및 차단 제어, 우회배기계폐부(70)의 개방 및 폐쇄의 제어 과정이 될 수 있고, 분할냉각부(유체공급부 포함)의 분할수의 증가나 감소에 따라 백연저감의 단계적인 제어 과정과 그 제어순서는 변경될 수 있다.

본 발명에 따르면, 측부케이싱(2a, 2a')내의 냉각 공간(cell)을 다분할하여 구성하는 복수의 분할냉각부를 통해 보다 경제적이고 세밀하게 냉각을 수행할 수 있고, 외기온도와 냉각부하변동에 따라 복수의 분할냉각부를 단계적으로 습식냉각 및 건식냉각(개방형 열교환부의 경우 건식운전)의 전환 운전을 수행할 수 있으며, 복수의 분할냉각부 각각에 개별적으로 유체(고온유체, 냉각고온유체 또는 냉각수)를 공급 및 차단하여 습식냉각 및 건식냉각(또는 건식운전)의 전환운전을 효율적으로 수행함과 동시에 용수를 절약할 수 있으며, 불필요한 습식냉각 운전의 통제와 건식냉각 운전을 증대할 수 있고, 효율적으로 백연을 저감할 수 있으며, 백연저감 운전정지시 건식열교환부를 통과하는 배기를 배기구로 우회유동시키어 송풍팬의 소비동력을 저감할 수 있고, 백연저감 운전정지시 건식열교환부를 유동하는 고온유체를 차단함과 동시에 열교환부로 유동시키어 고온유체펌프의 소비동력을 저감할 수 있으며, 제어신호에 따라, 분할냉각부의 단계적인 분할냉각 운전과 백연저감 운전을 효율적으로 제어할 수 있고, 하나의 분할냉각부 고장시 분할된 다른 분할냉각부를 운전할 수 있으므로 냉각운전 정지에 따른 냉각부하부의 장해를 방지 할 수 있으며, 운전 및 유지관리비용을 절약할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑 및 분할냉각부의 운전 상태를 나타낸 개략적인 종단면도,
도 2는 도 1의 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑 및 분할냉각부의 운전 상태를 나타낸 개략적인 측단면도,
도 3은 도 1의 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑 및 분할냉각부의 운전 상태를 나타낸 개략적인 평면도,
도 4는 도 1의 분할냉각부 제어방법에 따른 제어부의 개략적인 제어 순서도,
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑 및 분할냉각부의 운전 상태를 나타낸 개략적인 종단면도,
도 6은 도 5의 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑 및 분할냉각부의 운전 상태를 나타낸 개략적인 평면도,
도 7은 도 5의 분할냉각부 제어방법에 따른 제어부의 개략적인 제어 순서도,
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑 및 분할냉각부의 운전 상태를 나타낸 개략적인 측단면도,
도 9는 도 8의 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑 및 분할냉각부의 운전 상태를 나타낸 개략적인 평면도,
도 10은 본 발명의 제4실시예에 따른 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑 및 분할냉각부의 운전 상태와 건식열교환부를 나타낸 개략적인 종단면도,
도 11은 도 10의 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑 및 분할냉각부의 운전 상태와 건식열교환부를 나타낸 개략적인 측단면도,
도 12는 도 10의 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑 및 분할냉각부의 운전 상태와 백연저감 운전의 건식열교환부를 나타낸 개략적인 측단면도,
도 13은 도 10의 백연저감 제어방법에 따른 제어부의 개략적인 제어 순서도,
도 14는 본 발명의 제5실시예에 따른 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑 및 분할냉각부의 운전 상태와 건식열교환부를 나타낸 개략적인 종단면도,
도 15는 도 14의 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑 및 분할냉각부의 운전 상태와 건식열교환부를 나타낸 개략적인 측단면도,
도 16은 도 14의 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑 및 분할냉각부의 운전 상태와 백연저감 운전의 건식열교환부를 나타낸 개략적인 측단면도,
도 17은 도 14의 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑 및 분할냉각부의 운전 상태와 건식열교환부를 나타낸 개략적인 측단면도,
도 18은 본 발명의 제6실시예에 따른 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑 및 분할냉각부의 운전 상태와 건식열교환부를 나타낸 개략적인 종단면도,
도 19는 본 발명의 제7실시예에 따른 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑 및 분할냉각부의 운전 상태와 건식열교환부를 나타낸 개략적인 종단면도,
도 20은 도 18의 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑 및 분할냉각부의 운전 상태와 백연저감 운전의 건식열교환부를 나타낸 개략적인 측단면도,
도 21은 종래 대향류냉각탑의 구조를 나타낸 개략적인 측단면도,
도 22는 종래 백연저감 대향류냉각탑의 구조를 나타낸 개략적인 측단면도이다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 설명한다.

본 발명을 설명함에 있어, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진자에게 자명한 종래기술의 구성 및 그 구성의 작용은 본 발명의 요지를 분명하게 하기 위하여 상세한 설명은 생략하고, 여러 실시 예에 있어서, 동일한 구성 요소에 대해서는 동일부호를 적용하여 대표적으로 일실시 예에서만 설명하며, 그 외의 실시 예에서는 일실시 예와 다른 구성에 대해서만 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑 및 분할냉각부의 운전 상태를 나타낸 개략적인 종단면도이고, 도 2는 도 1의 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑 및 분할냉각부의 운전 상태를 나타낸 개략적인 측단면도이며, 도 3은 도 1의 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑 및 분할냉각부의 운전 상태를 나타낸 개략적인 평면도이고, 도 4는 도 1의 분할냉각부 제어방법에 따른 제어부의 개략적인 제어 순서도이다. 이들 도면에 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명 제1 실시예의 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑(1a) 및 그 제어방법은,

냉각 공간(cell)을 형성하는 측부케이싱(2a, 2a')과 상기 측부케이싱(2a, 2a')의 상단을 폐쇄하는 상부케이싱(2b);

상기 측부케이싱(2a, 2a')의 일영역에 형성되는 급기구(3)와 상기 상부케이싱(2b)의 중앙에 형성되는 배기구(87);

상기 급기구(3)에 구비되는 루버(11);

상기 냉각 공간(cell) 내의 상기 배기영역(9)과 상기 집수조(15)의 상면 사이의 공간을 수평방향으로 구획하는 구획벽(4)으로 다분할(3분할)하여 개별적으로 냉각작용을 하도록 구성되며,

분할된 급기영역(6), 열교환영역(7) 및 살수영역(8)을 형성하는 분할체임버(5), 상기 분할체임버(5)를 구획하는 구획벽(4), 상기 열교환영역(7)에 배치되며 고온유체공급관로(132)를 통해 유입되는 고온유체를 냉각하는 개방식 대향류열교환부(20a), 상기 살수영역(8)에 배치되어 상기 개방식 대향류열교환부(20a)로 고온유체를 살수하며, 일측 단부에 유체유입구(31)가 구비되는 유체분배주관(32), 상기 유체분배주관(32)에서 분기되는 다수의 유체분배관(33), 상기 유체분배관(33)에 구비되는 다수의 살수노즐(34)로 구성되는 살수부(30), 상기 살수부(30)의 상부에 배치되는 엘리미네이터(29)로 구성되는 분할냉각부(10aa, 10ab, 10ac);

상기 살수부(30)의 유체유입구(31)에 연결되는 상기 고온유체공급관로(132)에 구비되어 유입되는 고온유체를 상기 살수부(30)로 공급 또는 유체우회유동관로(134)로 우회유동 중 선택된 유로로 유체의 유동을 제어하는 3방 제어밸브(3-way control valve)로 이루어지는 유체공급부(40aa, 40ab 40ac);

상기 분할냉각부(10aa, 10ab, 10ac)를 통과하면서 열교환을 마친 배기를 상기 배기구(87)를 통해 외부로 배출하며, 상기 배기구(87)의 하부에 구성되는 매립형 팬실린더(81a), 상기 팬실린더(81a)에 수용 배치되는 축류형 송풍팬(82a), 상기 송풍팬(82a)을 구동하는 모터(85)를 갖는 흡입통풍식 매립형 송풍팬부(80a);

제어신호에 따라, 상기 분할냉각부(10a, 10b, 10c)의 분할냉각 운전과 백연저감 운전을 제어하는 제어부(200)를 포함하는 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑(1a)을 마련하고 있다.

그리고 상기 분할체임버(5)를 구획하는 상기 구획벽(4)은, 하단부가 상기 집수조(15)의 수면내로 침지되고, 상단부는 상기 엘리미네이터(29)의 상면과 대응하게 배치하고 있다.

또한 상기 고온유체공급관로(132)의 일측은 고온유체공급을 분배하는 유체분배헤더(130')에 연결되고 타측은 상기 유체공급부(40aa, 40ab 40ac)에 연결되어 있다.

상기 유체분배헤더(130')와 고온유체펌프(340) 사이에는 고온유체를 공급하는 고온유체공급관로(130)가 연결되어있다.

그리고 상기 냉각유체유출구(14)에는 냉각부하부(300)로 냉각유체를 공급하는 냉각유체공급관로(140)가 연결되어 있다.

또한 상기 냉각유체를 우회유동시키는 유체우회유동관로(134)는 상기 냉각유체공급관로(140)에 연결되어 있다.

상기 냉각유체유출구(14)에는 상기 냉각부하부(300)로 공급되는 냉각유체의 온도를 검출하여 신호를 출력하는 온도검출기(121)가 구비되어 있다.

그리고 상기 급기구(3)와 인접한 상기 측부케이싱(2a, 2a') 외측에는, 외기의 온도를 검출하여 출력하는 온도검출기(123)가 구비되어 있다.

다음으로, 상기 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑(1a)의 제어방법은,

상기 인가된 고온유체펌프(340)의 운전 제어신호(ON)와 연동하여 송풍팬부 (80a,80b,80c)를 운전(ON)하는 단계(s112)와 유체공급부(40a*, 40b*) 모두를 작동(ON)하여 유체(냉각수, 고온유체 또는 냉각고온유체 중 어느 하나의 유체)를 복수의 분할냉각부(10a*, 10b*)에 구비된 살수부(30) 모두에 공급하는 단계 (s113) ;

상기 제어신호(t1')에 따라 상기 유체공급부(40a*, 40b*)를 통해 복수의 상기 분할냉각부(10a*, 10b*)에 구비된 살수부(30) 모두에 유체를 공급하는 단계 (s113)로 제어가 반복되는 단계(s128)로 이루는 제어방법을 특징하고 있다.

다음으로, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제어부(200)에는 분할냉각부 제어부와 백연저감 제어부가 포함되고, 제어값을 설정하는 제어값설정부, 제어상태를 나타내는 표시부, 검출 및 접점신호가 입력되는 제어신호입력부, 인가된 제어신호를 조작부로 출력하는 제어신호출력부, 비정상 운전 및 고장을 경보하는 경보부, 유선 및 무선 통신망을 통해 원격제어하는 원격제어신호 입출력부, 제어 데이터를 외부에 저장하는 외부저장부 및 제어전원을 공급하는 전원공급부가 포함된다.

다음은, 본 발명의 제1 실시예의 구성에 따른 주요작용에 대해서 설명한다.

설명에 앞서, 본 발명의 주요작용은 제 1실시예에서 대표적인 일례를 설명하고 후술의 다른 실시예에서는 제 1실시예의 주요작용과 다른 작용에 대해서만 설명하기로 한다.

도면 1 내지 도 4에서 나타내고 있는 바와 같이,

먼저, 냉각부하부(300)의 운전이 시작되면 고온유체펌프(340)의 운전(ON) 신호와 연동하여 송풍팬이 운전(ON)되고, 유체공급부(40aa, 40ab, 40ac)가 개방(ON)되어 고온유체공급관로(130, 132)를 통해 유입되는 고온유체는 분할냉각부(10aa, 10ab 10ac)에 구비된 살수부(30)로 공급되고 분할냉각부(10aa, 10ab 10ac) 전부가 습식냉각으로 운전된다.

다음으로. 상기 각 분할냉각부(10aa, 10ab 10ac)의 살수부(30)을 통해 살수되는 고온유체는 개방식 대향류열교환부(20a)를 유동하면서 급기와 접촉하며 냉각열교환을 이루고, 냉각된 냉각유체는 집수조(15)와 냉각유체공급관로(140)를 통해 냉각부하부(300)로 공급되며, 상기 냉각부하부(300)로부터 냉각 열교환을 통해 온도가 높아진 고온유체는 상기 고온유체공급관로(130, 132)를 통해 상기 유체공급부(40aa, 40ab, 40ac)로 재순환된다.

한편, 분할냉각부(10aa, 10ab 10ac)를 통해 열교환을 마친 배기는 송풍팬부(80a)와 배기구(87)를 통해 외부로 배출된다.

위와 같은 작용은 냉각탑(1a)이 운전되고 있는 한 반복된다.

다음으로, 백연저감 작용(방법)에 있어, 백연이 발생되는 저온외기 조건에 이르면 그 저온 외기온도에 대응하는 냉각부하가 감소(대략적으로 30~ 70% 부하감소)함에 따라 상온에서 습식냉각으로 운전되는 분할냉각부(10aa, 10ab, 10ac) 중 1단계로 유체공급부(40ab)를 통해 분할냉각부(10ab)에 구비된 살수부(30)로 공급되는 유체를 차단함과 동시에 유체를 유체우회유동관로(134)를 통해 냉각유체공급관로(140)로 우회유동시키어 상기 분할냉각부(10ab)는 건식운전으로 전환된다.

그리고 도면에는 도시하지 아니하였지만, 냉각부하가 더욱 감소함에 따라 습식냉각으로 운전되는 분할냉각부(10aa, 10ac) 중 2단계로 유체공급부(40ac)를 통해 분할냉각부(10ac)에 구비된 살수부(30)로 공급되는 유체를 차단함과 동시에 유체를 유체우회유동관로(134)를 통해 냉각유체공급관로(140)로 우회유동시키어 상기 분할냉각부(10ac)는 건식운전으로 전환된다.

또한 1단계로 상기 분할냉각부(10ab)를 건식운전으로 전환하고 2단계로 상기 분할냉각부(10ac)를 건식운전으로 전환함으로서 상기 분할냉각부(10aa) 만 습식냉각으로 운전하게 된다.

여기서, 냉각부하감소에 대응하여 용수절감과 백연저감을 위해 습식냉각운전을 단계적 전환하는 건식운전은, 냉각작용 없이 저습도의 공기만 공급하는 운전으로서 냉각탑 운전을 정지하지 않는 한 3분할의 분할냉각부(10aa, 10ab, 10ac) 중 1분할의 분할냉각부(10aa, 10ab, 10ac 중 어느 하나)는 계속 습식냉각으로 운전된다.

그리고 도면 3에 도시하고 있는 바와 같이, 상기 분할냉각부에 고온유체를 공급할 때에는 상기 유체공급부(3방 제어밸브)의 "B" 밸브가 개방(B-O)됨과 동시에 "C" 밸브가 폐쇄(C-C)되고,

상기 분할냉각부에 고온유체 공급을 차단할 때에는 상기 유체공급부의 "B" 밸브가 폐쇄(B-C)됨과 동시에 "C" 밸브가 개방(C-O)되는 밸브의 개폐작용을 한다.

따라서, 도면 1에 도시하고 있는바와 같이, 습식냉각 운전의 분할냉각부(10aa, 10ac)를 통해 배기영역(9)으로 유동하는 포화습공기(RH 100%)의 배기와 건식운전의 분할냉각부(10ab)를 통해 상기 배기영역(9)으로 유동하는 저습도(약 50~60% RH 가정)의 외기가 혼합(mixing) 하여 배기(포화습공기)의 습도를 감소시키어 배출함으로서 백연을 저감할 수 있게 된다.

구체적으로, 습식냉각으로 운전되는 분할냉각부(10aa, 10ac; 약 2/3 분할 부하)에서는 백연을 유발하는 포화습공기(RH 100%)의 배기(전체 배기량 대비 약 66% 포화습공기의 배기량)가 유동하고, 건식 운전되는 분할냉각부(10ab: 약 1/3 분할 부하율)에서는 급기구를 통해 저습도의 외기(전체 배기량 대비 약 34%의 저습도 외기 공급량)가 그대로 공급하게 된다.

그리고 습식냉각 운전 분할냉각부(10aa, 10ac)의 약 66% 량의 포화습공기의 배기와 건식운전 분할냉각부(10ab)의 약 34% 량의 저습도(약 50~60% RH 가정)의 공급 외기가 배기영역에서 혼합하게 되면 포화습공기(RH 100%)의 배기 습도는 그 혼합 저습도 외기량에 비례하여 감소하게 된다.

따라서, 상기 분할냉각부(10aa, 10ab, 10ac)의 전부 습식냉각 운전에서 100 % 배기량의 포화습공기(RH 100%)의 배기가 약 66% 배기량으로 감소(즉, 배출 포화습공기의 배기량 감소)함과 동시에 저습도의 공급 외기와 혼합하여 습도가 감소된 배기를 배출하게됨으로서 대기로 확산되는 백연 가시범위를 감소하는 백연발생을 저감할 수 있고, 건식 운전 분할냉각부가 증가될 수록 백연저감 효과도 증가할 수 있으며, 별도의 건식열교환부 등의 백연저감 장치없이 가장 경제적으로 방법으로 백연을 저감할수 있다.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑 및 분할냉각부의 운전 상태를 나타낸 개략적인 종단면도이고, 도 6은 도 5의 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑 및 분할냉각부의 운전 상태를 나타낸 개략적인 평면도이며, 도 7은 도 5의 분할냉각부 제어방법에 따른 제어부의 개략적인 제어 순서도이다. 이들 도면에 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명 제2 실시예의 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑(1b) 및 그 제어방법은, 전술한 실시예와는 달리,

냉각 공간(cell) 내의 배기영역(9)과 집수조(15)의 상면 사이의 공간을 수평방향으로 구획하는 구획벽(4)으로 다분할(3분할)하여 개별적으로 냉각작용을 하도록 구성되며, 분할된 급기영역(6), 열교환영역(7) 및 살수영역(8)을 형성하는 분할체임버(5), 상기 열교환영역(7)에 배치되어 고온유체공급관로(132)를 통해 유입되는 고온유체를 냉각하며 고온 유체가 유동하는 전열관(23), 일영역에 상기 고온유체공급관로(132)가 연결되는 유체유입구(22)가 구비되고 상기 전열관(23)의 일측 단부가 연결되는 유체유입헤더(21), 일영역에 냉각유체유출관로(133)가 연결되는 유체유출구(26)가 구비되고 상기 전열관(23)의 타측 단부가 연결되는 유체유출헤더(25)를 갖는 밀폐식 대향류열교환부(20b), 상기 살수영역(8)에 배치되어 상기 밀폐식 대향류열교환부(20b)로 유체(냉각수)를 살수하는 살수부(30), 상기 살수부(30)의 상부에 배치되는 엘리미네이터(29)로 구성되는 분할냉각부(10ba, 10bb, 10bc);

상기 밀폐식 대향류열교환부(20b)의 저부와 급기영역(6)사이에 배치되어 상기 밀폐식 대향류열교환부(20b)로부터 낙하되는 유체(냉각수)를 분산함과 동시에 유동하는 급기와 접촉시키어 냉각열교환하는 개방형 대향류열교환부(20a');

상기 유체유입구(22)와 냉각유체유출구)14) 사이에 연결되는 냉각수공급관로(137)에 구비되어 유체(냉각수)를 상기 살수부(30)로 공급(ON) 및 차단(OFF)하며, 살수펌프(spray pump)로 이루어지는 유체공급부(40ba, 40bb, 40bc);

상기 분할냉각부(10ba, 10bb, 10bc)를 통과하면서 열교환을 마친 배기를 배기구(87)를 통해 외부로 배출하며, 상기 배기구(87)의 하부에 구성되는 흡입통풍식 매립형 송풍팬부(80a);

제어신호에 따라, 상기 분할냉각(부10ba, 10bb, 10bc)의 분할냉각 운전과 백연저감 운전을 제어하는 제어부(200)를 포함하는 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑(1b)을 마련하고 있다.

그리고 상기 고온유체공급관로(132)는 냉각부하부(300)로부터 고온유체펌프를 통해 고온유체를 공급하는 고온유체공급관로(130)에 연결되어 있다.

또한 상기 냉각유체유출관로(133)는 상기 냉각부하부(300)로 냉각유체를 공급하는 냉각유체공급관로(140)에 연결되어 있다.

상기 냉각유체공급관로(140)에는 상기 냉각부하부(300)로 공급되는 냉각유체의 온도를 검출하여 신호를 출력하는 온도검출기(121)가 구비되어 있다.

다음으로, 상기 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑(1b)의 제어방법은,

고온유체펌프(340)의 운전(ON) 신호를 판단하여 제어신호(ON)로 인가하는 단계(s111);

상기 인가된 고온유체펌프(340)의 운전 제어신호(ON)와 연동하여 송풍팬(부80a)를 운전(ON)하는 단계(s112)와 유체공급부(40ba, 40bb, 40bc) 모두를 작동)ON)하여 분할냉각부(10ba, 10bb, 10bc)의 살수부(30) 모두에 유체(냉각수)를 공급하는 단계(s113);

상기 분할냉각부(10ba, 10bb, 10bc) 전부가 습식냉각으로 운전하는 단계(s114);

온도검출기(121, 123)의 습식냉각 정지 온도 검출신호(t3, t4, t5)를 설정제어값과 비교 판단하여 제어신호(t3', t4', t5')로 인가하는 단계(s115, s118, s121);

상기 제어신호(t3', t4', t5')에 따라 단계적으로 상기 유체공급부(40ba, 40bb, 40bc)의 유체공급을 차단하는 단계(s116,s119,s122)와 단계적으로 상기 분할냉각부(10ba, 10bb, 10bc)의 건식운전을 전환하는 단계(s117, s120, s123);

상기 온도검출기(121, 123)의 습식냉각 운전 온도검출신호(t2)를 설정제어값과 비교 판단하여 제어신호(t2')로 인가하는 단계(s124);

상기 제어신호(t2')에 따라 상기 유체공급부(40ba)를 통해 상기 분할냉각부(10ab)에 구비된 살수부(30)로 유체를 공급하는 단계(s125) 및 습식냉각 운전으로 전환하는 단계(s126);

상기 제어신호(t1')에 따라 상기 유체공급부(40ba, 40bb, 40bc)를 작동(ON)하여 상기 분할냉각(부10ba, 10bb, 10bc)에 구비된 살수부(30) 모두에 유체를 공급하는 단계(s113)로 제어가 반복되는 단계(s128)로 이루는 제어방법을 특징하고 있다.

다음은, 본 발명의 제2 실시예의 구성에 따른 주요작용에 대해서 설명한다.

도면 5 내지 도 7에서 나타내고 있는 바와 같이,

먼저, 냉각부하부(300)의 운전이 시작되면 고온유체펌프(340)의 운전(ON) 신호와 연동하여 송풍팬이 운전(ON)되고, 고온유체공급관로(130, 132)를 통해 유입되는 고온유체는 분할냉각부(10ba, 10bb 10bc)의 밀폐식 대향류열교환부(20b)로 공급된다.

그리고 유체공급부(40ba, 40bb, 40bc)가 작동하여 개방(ON)되고, 상기 분할냉각부(10ba, 10bb 10bc)에 구비된 살수부(30) 모두로 유체(냉각수)가 공급되어 상기 분할냉각부(10ba, 10bb 10bc) 전부가 습식냉각으로 운전된다.

다음으로. 상기 각 분할냉각부(10ba, 10bb 10bc)의 살수부(30)을 통해 살수되는 유체(냉각수)는 상기 밀폐식 대향류열교환부(20b)의 외표면으로 유동하면서 급기와 열교환을 이루고 온도가 높아진 유체(냉각수)는 개방형 대향류열교환부(20a')를 통과하면서 냉각되어 집수조(15)와 냉각수공급관로(137) 및 상기 유체공급부(40ba, 40bb, 40bc)를 통해 상기 살수부(30)로 재순환 된다.

그리고 상기 밀폐식 대향류열교환부(20b)를 통과하면서 냉각열교환을 이룬 냉각유체는 냉각유체유출관로(133)와 냉각유체공급관로(140)를 통해 상기 냉각부하부(300)로 공급되고 상기 냉각부하부(300)에서 냉각열교환을 이루고 온도가 높아진 고온유체는 고온유체공급관로(130, 132)를 통해 상기 분할냉각부(10ba, 10bb 10bc)의 밀폐식 대향류열교환부(20b)로 재순환된다.

한편, 상기 분할냉각부(10ba, 10bb 10bc)를 통해 열교환을 마친 배기는 송풍팬부(80a)와 배기구(87)를 통해 외부로 배출된다.

위와 같은 작용은 냉각탑(1b)이 운전되고 있는 한 반복된다.

다음으로, 백연저감 작용(방법)에 있어, 백연이 발생되는 저온외기 조건에 이르면 그 저온 외기온도에 대응하는 냉각부하가 감소(대략적으로 30~ 70% 부하감소)함에 따라 상온에서 습식냉각으로 운전되는 분할냉각부(10ba, 10bb, 10bc) 중 1단계로 유체공급부(40bb)를 통해 분할냉각부(10bb)의 살수부(30)로 공급되는 유체를 차단(OFF)하여 상기 분할냉각부(10bb)는 건식냉각 운전으로 전환된다.

그리고 냉각부하가 더욱 감소함에 따라 습식냉각으로 운전되는 분할냉각부(10ba, 10bc) 중 2단계로 유체공급부(40bc)를 통해 분할냉각부(10ac)의 살수부(30)로 공급되는 유체를 차단(OFF)하여 상기 분할냉각부(10bc)는 건식냉각 운전으로 전환된다.

또한 1단계로 상기 분할냉각부(10bb)를 건식냉각 운전으로 전환하고 2단계로 상기 분할냉각부(10bc)를 건식냉각 운전으로 전환함으로서 상기 분할냉각부(10ba) 만 습식냉각으로 운전하게 된다.

도면에는 도시하지 않았지만, 냉각부하가 더 더욱 감소하게 되면 3단계로 상기 유체공급부(40ba)를 통해 습식냉각으로 운전되는 상기 분할냉각부(10ba)의 살수부(30)로 공급되는 유체를 차단(OFF)하여 상기 분할냉각부(10ba) 또한 건식냉각 운전으로 전환되고, 분할냉각부(10ba, 10bb, 10bc) 모두가 건식냉각으로 운전하게 된다.

여기서, 유체공급부(40ba, 40bb, 40bc)는 살수펌프로서, 유체공급은 살수펌프를 운전(ON)하여 이루는 것이고, 유체의 차단은 살수펌프의 운전을 정지(OFF)하여 이루는 것이다.

도면 5를 일례로하여, 습식냉각 운전의 분할냉각부(10bb)를 통해 배기영역(9)으로 유동하는 포화습공기(RH 100%)의 배기와 건식냉각운전의 분할냉각부(10ba, 10bc)를 통해 상기 배기영역(9)으로 유동하는 저습도의 고온배기가 혼합(mixing)하여 배기(포화습공기)의 습도를 감소시키어 배출함으로서 백연을 저감할 수 있게 된다.

구체적으로, 습식냉각으로 운전되는 분할냉각부(10bb; 약 1/3 분할 부하)에서는 습식냉각으로 열교환을 마친 포화습공기(RH 100%)의 배기(전체 배기량 대비 약 34% 배기량)가 유동하고, 건식냉각으로 운전되는 분할냉각부(10ba,10bc: 약 2/3 분할 부하율)에서는 저습도의 고온 배기(전체 배기량 대비 약 66%의 배기량)가 유동하여 배기영역(9)에서 혼합하게 되면 포화습공기(RH 100%)의 배기 습도는 그 혼합 저습도 고온배기량에 비례하여 감소하게 된다.

따라서, 상기 분할냉각부(10aa, 10ab, 10ac)의 전부 습식냉각 운전에서 100 % 배기량의 포화습공기(RH 100%)의 배기가 약 34% 배기량으로 감소(즉, 배출 포화습공기의 배기량 감소)함과 동시에 저습도의 고온배기(약 66% 배기량)와 혼합하여 습도가 감소된 배기를 배출하게됨으로서 대기로 확산되는 백연 가시범위를 감소하는 백연발생을 저감할 수 있고, 건식냉각 운전 분할냉각부가 증가될 수록 백연저감 효과도 증가할 수 있으며, 별도의 건식열교환부 등의 백연저감 장치없이 가장 경제적으로 방법으로 백연을 저감할 수 있다.

그리고 상술한 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑(1b)은 외기냉방시스템의 냉수생산 장치로도 효과적으로 적용할 수 있다.

도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑 및 분할냉각부의 운전 상태를 나타낸 개략적인 측단면도이고, 도 9는 도 8의 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑 및 분할냉각부의 운전 상태를 나타낸 개략적인 평면도이다. 이들 도면에 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명 제3 실시예의 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑(1c) 및 그 제어방법은, 전술한 실시예와는 달리,

냉각 공간(cell) 내의 배기영역(9)과 집수조(15)의 상면 사이의 공간을 수평방향으로 구획하는 구획벽(4, 4')으로 다분할(6분할)하여 개별적으로 냉각작용을 하도록 구성되며, 분할된 급기영역(6), 열교환영역(7) 및 살수영역(8)을 형성하는 분할체임버(5), 상기 분할체임버(5)를 구획하며 일측 급기구(3)측에서 종방향으로 3분할하여 배치되는 구획벽(4), 타측 급기구(3)측에서 종방향으로 3분할하여 배치되는 구획벽(4), 상기 일측 급기구(3)와 타측 급기구(3)사이의 중앙을 구획하며 횡방향으로 배치되는 구획벽(4'), 상기 열교환영역(7)에 배치되어 고온유체공급관로(132)를 통해 유입되는 고온유체를 냉각하는 밀폐식 대향류열교환부(20b), 상기 살수영역(8)에 배치되어 상기 밀폐식 대향류열교환부(20b)로 유체(냉각수)를 살수하는 살수부(30), 상기 살수부(30)의 상부에 배치되는 엘리미네이터(29)로 구성되는 분할냉각부(10ba, 10bb, 10bc, 10ba', 10bb', 10bc');

유체(냉각수)를 상기 살수부(30)로 공급(ON) 및 차단(OFF)하며, 살수펌프(spray pump)로 이루어지는 유체공급부(40ba, 40bb, 40bc, 40ba', 40bb', 40bc');

제어신호에 따라, 상기 분할냉각부(10ba, 10bb, 10bc, 10ba', 10bb', 10bc')의 분할냉각 운전과 백연저감 운전을 제어하는 제어부(200)를 포함하는 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑(1c)을 마련하고 있다.

그리고 본 발명의 제3 실시예에서는 6분할의 분할냉각부(10ba, 10bb, 10bc, 10ba', 10bb', 10bc')를 특징함에 따라 보다 경제적(용수와 소비동력 절감)이고 세밀하게 냉각(분할의 확대로 습식과 건식 냉각의 능동적 전환 운전)을 수행할 수 있음은 물론 백연저감 효율을 더욱 향상할 수 있다.

또한 상술한 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑(1c)은 외기냉방시스템의 냉수생산 장치로도 효과적으로 적용할 수 있다.

다음으로, 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑(1c) 제어부(200)의 분할냉각부 제어방법은 전술한 실시예와 대등한 것이어서 그 설명을 생략하기로 한다.

다음으로, 본 발명의 제3 실시예의 구성에 따른 주요작용은 전술한 실시예와 대등한 것이어서 그 설명을 생략하기로 한다.

다음으로, 본 발명의 제3 실시예에 따른 상기 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑(1c)의 제어방법은 전술한 실시예와 대등한 것이어서 그 설명을 생략하기로 한다.

도 10은 본 발명의 제4실시예에 따른 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑 및 분할냉각부의 운전 상태와 건식열교환부를 나타낸 개략적인 종단면도이고, 도 11은 도 10의 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑 및 분할냉각부의 운전 상태와 건식열교환부를 나타낸 개략적인 측단면도이며, 도 12는 도 10의 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑 및 분할냉각부의 운전 상태와 백연저감 운전의 건식열교환부를 나타낸 개략적인 측단면도이고, 도 13은 도 10의 백연저감 제어방법에 따른 제어부의 개략적인 제어 순서도이다. 이들 도면에 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명 제4 실시예의 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑(1d) 및 그 제어방법은, 전술한 실시예와는 달리,

냉각 공간(cell) 내의 배기영역(9)과 집수조(15)의 상면 사이의 공간을 수평방향으로 구획하는 구획벽(4)으로 다분할(3분할)하여 개별적으로 냉각작용을 하도록 구성되며, 분할된 급기영역(6), 열교환영역(7) 및 살수영역(8)을 형성하는 분할체임버(5), 상기 열교환영역(7)에 배치되어 고온유체공급관로(132)를 통해 유입되는 고온유체를 냉각하는 개방식 대향류열교환부(20a), 상기 살수영역(8)에 배치되어 상기 대향류열교환부(20a)로 유체(냉각수)를 살수하는 살수부(30), 상기 살수부(30)의 상부에 배치되는 엘리미네이터(29)로 구성되는 분할냉각부(10aa, 10ab, 10ac);

상기 살수부(30)의 유체유입구(31)에 연결되는 고온유체공급관로(132)에 구비되어 유입되는 고온유체를 상기 살수부(30)로 공급 또는 유체우회유동관로(134)로 우회유동 중 선택된 유로로 고온유체(또는 냉각고온유체)의 유동을 제어하는 3방 제어밸브로 이루어지는 유체공급부(40aa, 40ab 40ac);

상기 배기영역(9)에 배기구(87)와 마주하게 배치되어 건식냉각과 백연을 저감하며, 다수의 전열핀(54)을 구비하는 전열관(53), 일영역에 유체유입구(52)가 구비되고 상기 전열관(53)의 일측단부가 연결되는 유체유입헤더(51), 일영역에 유체유출구(56)가 구비되고, 상기 전열관(53)의 타측 단부가 연결되는 유체유출헤더(55)를 갖는 상단의 건식열교환부(50);

상기 건식열교환부(50)의 저면으로부터 배기우회유동통로(77)가 형성하도록 소정의 높이로 단차지게 배치되어 건식냉각과 백연을 저감하며, 상기 건식열교환부(50)와 동일한 구성을 갖는 하단의 건식열교환부(50');

상기 배기우회유동통로(77)와 대면하게 상기 상단의 건식열교환부(50)와 하단의 건식열교환부(50') 사이에 구비되어 상기 배기우회유동통로(77)로 우회유동하는 배기의 유동을 개폐하며 복수의 개폐 블레이드를 갖는 댐퍼로 구성되는 배기개폐부재(71), 상기 배기개폐부재(71)를 회전시키어 개폐하는 회전축, 상기 회전축을 구동하는 개폐부재구동기(75)로 구성되는 우회배기개폐부(70);

상기 분할냉각부(10aa, 10ab, 10ac)를 통과하면서 열교환을 마친 배기를 상기 배기구(87)를 통해 외부로 배출하며, 상기 상부 케이싱(2b)의 중앙에 형성되는 배기구(87)의 상부에 구성되는 노출형 팬실린더(81b), 상기 팬실린더(81b)에 수용 배치되는 축류형 송풍팬(82a), 상기 송풍팬(82a)을 구동하는 모터(85)를 갖는 흡입통풍식 노출형 송풍팬부(80b):

제어신호에 따라, 상기 분할냉각부(10aa, 10ab, 10ac)의 분할냉각 운전과 백연저감 운전을 제어하는 제어부(200)를 포함하는 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑(1d)을 마련하고 있다.

그리고 상기 개방식 대향류열교환부(20a)로 고온유체를 공급하며 고온유체공급관로(130)에서 분기된 고온유체공급관로(131a)에는, 습식냉각 운전시에는 고온유체가 상기 개방식 대향류열교환부(20a)로 공급되도록 개방(ON)하고, 백연저감운전 또는 습식냉각 운전정지(OFF)시에는 고온유체의 공급을 차단하도록 폐쇄(OFF)하는 고온유체 개폐제어밸브(111)를 구비하고 있다.

상기 건식열교환부(50,50')로부터 상기 살수부부(30)로 냉각고온유체를 공급하는 냉각고온유체유출관로(136)에는,

백연저감 습식냉각 운전, 건식냉각 운전 중 적어도 하나가 운전시 상기 건식열교환부(50,50')로부터 유출되는 냉각고온유체가 상기 살수부부(30)를 통해 상기 개방식 대향류열교환부(20a)로 공급되도록 개방(ON)하고, 백연이 발생되지 않는 상온에서 습식냉각 운전시에는 냉각고온유체의 공급을 차단하도록 폐쇄(OFF)하는 냉각고온유체 개폐제어밸브(112)를 구비하고 있다.

또한 상기 고온유체공급관로(131a)와 냉각고온유체유출관로(136)는 유체분배헤더(130')에 연결되어 있다.

상기 유체공급부(40aa, 40ab 40ac)와 유체분배헤더(130') 사이에는 고온유체공급관로(132)가 연결되어 있다.

그리고 상기 건식열교환부(50,50')의 유체유입구(52)와 냉각부하부(300)로부터 고온유체를 공급하는 고온유체공급관로(130)에서 분기된 고온유체공급관로(131b) 사이에는, 고온유체공급관로(135)가 연결되고, 유체유출구(56)에는 냉각고온유체유출관로(136)가 연결되어 있다.

또한 집수조(15)의 냉각유체유출구(14)에는 상기 냉각부하부(300)로 냉각유체를 공급하는 냉각유체공급관로(140)가 연결되어 있다.

상기 유체공급부(40aa, 40ab 40ac)의 밸브"C"와 상기 냉각유체공급관로(140) 사이에는 건식운전시 상기 분할냉각부(10aa, 10ab, 10ac)로 공급되는 고온유체(또는 냉각고온유체)의 공급을 차단함과 동시에 상기 냉각유체공급관로(140)로 우회유동시키는 유체우회유동관로(134)가 연결되어 있다.

그리고 습식냉각 운전(대향류열교환부(20a) 습식냉각 운전), 백연저감 습-건식냉각 운전(대향류열교환부(20a) 습식냉각 운전 및 건식 운전과 건식열교환부의 건식냉각 운전), 습식냉각-건식운전(대향류열교환부(20a) 습식냉각 운전과 건식운전) 중 어느 하나를 선택하도록 제어하는 제어신호 입력하는 수단으로서, 상기 냉각유체공급관로(140)를 유동하는 냉각유체의 온도를 검출하여 검출신호를 출력하는 냉각유체 온도검출기(121), 상기 냉각고온유체유출관로(136)를 유동하는 냉각고온유체의 온도를 검출하여 검출신호를 출력하는 냉각고온유체 온도검출기(122), 급기구(3)와 인접하게 배치되어 외기의 온도를 검출하여 검출신호를 출력하는 외기 온도검출기(123) 및 외기의 습도를 검출하여 검출신호를 출력하는 외기 습도검출기(124)를 구비하고 있다.

다음으로, 상기 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑(1d)의 제어 방법은,

321 상기 건식열교환부(50, 50')로부터 상기 살수부(30) 또는 대향류열교환부(20b) 중 선택된 어느 한 곳으로 공급되는 냉각고온유체를 차단하도록 상기 개폐제어밸브(112)를 폐쇄(OFF)하는 단계(s142);

상기 유체공급부(40a*, 40b*)를 작동(ON)시키어 복수의 상기 분할냉각부(10a*, 10b*)에 구비된 살수부(30) 모두에 유체를 공급하는 단계(s144)로 제어가 반복되는 단계(s145)로 이루는 제어방법을 특징하고 있다.

그리고 본 발명의 제4 실시예에서는 건식열교환부(50, 50')와 배기우회유동통로(77) 및 우회배기개폐부(70)를 구비함으로서, 상기 분할냉각부(10aa, 10ab, 10ac)의 습식냉각 운전을 통해 열교환을 마치고 유동하는 포화습공기의 배기와 상기 분할냉각부(10aa, 10ab, 10ac)의 건식운전을 통해 공급되는 저습도의 외기가 혼합되어 습도가 낮아진 배기를 다시 건식열교환부(50, 50')를 통해 가열열교환을 하여 더욱 습도를 감소시키어 배출함으로서 백연저감 효율을 더욱 향상할 수 있음은 물론, 건식열교환부(50, 50')를 통해 열교환을 이루고 온도가 낮아진 냉각고온유체를 상기 대향류열교환부(20a)로 공급함으로 상기 대향류열교환부(20a)의 냉각부하를 감소할 수 있다.

다음은, 본 발명의 제4 실시예의 구성에 따른 주요작용에 대해서 설명한다. 도면 10 내지 도 12에서 나타내고 있는 바와 같이,

먼저, 냉각부하부(300)의 운전이 시작되면 고온유체펌프(340)의 운전(ON) 신호와 연동하여 송풍팬이 운전(ON)되고, 고온유체 개폐제어밸브(111)의 개방(ON)과 동시에 유체공급부(40aa, 40ab, 40ac)가 개방(ON)되고 냉각고온유체 개폐제어밸브(112)는 폐쇄(OFF)된다.

그리고 고온유체공급관로(130, 131a, 132)를 통해 유입되는 고온유체는 분할냉각부(10aa, 10ab 10ac)에 구비된 살수부(30) 모두로 공급되고 분할냉각부(10aa, 10ab 10ac) 전부가 습식냉각으로 운전된다.

다음으로. 상기 각 분할냉각부(10aa, 10ab 10ac)의 살수부(30)를 통해 살수되는 고온유체는 개방식 대향류열교환부(20a)를 유동하면서 급기와 접촉하며 냉각열교환을 이루고, 냉각된 냉각유체는 집수조(15)와 냉각유체공급관로(140)를 통해 냉각부하부(300)로 공급되며, 상기 냉각부하부(300)로부터 냉각 열교환을 통해 온도가 높아진 고온유체는 상기 고온유체공급관로(130, 131a, 132)를 통해 상기 유체공급부(40aa, 40ab, 40ac)로 재순환된다.

위와 같은 작용은 냉각탑(1d)이 운전되고 있는 한 반복된다.

다음으로, 백연저감 작용(방법)은 도면 13에 도시하고 있는 바와같이 ,

온도검출기(123)의 백연저감 운전 온도검출과 습도검출기(124)의 백연저감 운전 습도검출의 제어신호(t10', h1')에 따라, 배기우회유동통로(77)로 우회유동하는 배기의 유동이 차단되도록 우회배기계폐부(70)를 폐쇄(OFF)하고, 건식열교환부(50,50')로부터 유출되는 냉각고온유체가 살수부(30)로 유동하도록 개폐제어밸브(112)가 개방(ON)됨과 동시에 상기 살수부(30)로 유동되는 고온유체를 차단하도록 개폐제어밸브(111)가 폐쇄(OFF)된다.

그리고 유체공급부(40aa, 40ab 40ac)를 작동(ON)시키어 상기 분할냉각부(10aa, 10ab, 10ac)에 구비된 살수부(30) 모두로 유체(냉각고온유체)가 공급(ON)된다.

또한 상기 온도검출기(123)와 습도검출기(124)의 백연저감 운전정지 제어신호(t11' h2')에 따라, 배기우회유동통로(77)로 배기가 우회유동하도록 우회배기계폐부(70)가 개방(ON)된다.

상기 건식열교환부(50,50')로부터 상기 살수부(30)로 공급되는 냉각고온유체를 차단하도록 상기 개폐제어밸브(112)가 폐쇄(OFF)됨과 동시에 상기 살수부(30)로 고온유체가 공급하도록 상기 개폐제어밸브(111)가 개방(ON)된다.

그리고 상기 유체공급부(40aa, 40ab 40ac)를 모두 작동(ON)시키어 상기 분할냉각부(10aa, 10ab, 10ac)에 구비된 살수부(30) 모두에 유체가 공급되어 상기 분할냉각부(10aa, 10ab, 10ac)는 습식냉각으로 운전되며, 상기 온도검출기(123)와 습도검출기(124)의 백연저감 운전 제어신호(t10', h1')가 입력되면 백연저감운전으로 전환하며, 위와 같은 작용은 냉각탑(1d)이 운전되고 있는 한 반복된다.

다음으로, 각 운전별 개략 설명으로서, 도 10과 도 11은 습식냉각 운전의 상태를 나타낸 것으로서, 이 운전에서는 고온유체 개폐제어밸브(111)는 개방(ON)되고, 냉각고온유체 개폐제어밸브(112)는 폐쇄(OFF)되며, 우회배기개폐부(70)는 개방(ON)된다.

그리고 도12는 백연저감 습식냉각 운전의 상태를 나타낸 것으로서, 이 운전에서는 고온유체 개폐제어밸브(111)는 폐쇄(OFF)되고, 냉각고온유체 개폐제어밸브(112)는 개방(ON)되며, 우회배기개폐부(70)는 폐쇄(OFF)된다.

또한 상기 살수부(30)로 공급되는 냉각고온유체가 설정된 냉각유체 온도에 충족될 때에, 냉각고온유체를 냉각유체로 하여 상기 유체공급부(40ac, 40ab 40ac)를 통해 상기 살수부(30)로 공급되는 냉각고온유체를 차단함과 동시에 유체우회유동관로(134)를 통해 냉각유체공급관로(140)로 냉각고온유체가 우회유동된다.

도 14는 본 발명의 제5실시예에 따른 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑 및 분할냉각부의 운전 상태와 건식열교환부를 나타낸 개략적인 종단면도이고, 도 15는 도 14의 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑 및 분할냉각부의 운전 상태와 건식열교환부를 나타낸 개략적인 측단면도이며, 도 16은 도 14의 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑 및 분할냉각부의 운전 상태와 백연저감 운전의 건식열교환부를 나타낸 개략적인 측단면도이고, 도 17은 도 14의 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑 및 분할냉각부의 운전 상태와 건식열교환부를 나타낸 개략적인 측단면도이다. 이들 도면에 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명 제5 실시예의 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑(1e) 및 그 제어방법은, 전술한 실시예와는 달리,

냉각탑의 높이 제한에 대응하여, 배기영역(9)에 소정 폭의 배기우회유동통로(77)을 사이에 두고 일측 건식열교환부(50)와 타측 건식열교환부(50)가 수평하게 배치되어 있다.

그리고 배기우회유동통로(77)에 우회배기개폐부(70)가 수평하게 배치되어 있다.

또한 상기 건식열교환부(50)의 냉각고온유체 유출구(56)에 연결된 냉각고온유체유출관로(136)와 냉각유체공급관로(140) 사이에는 상기 건식열교환부(50)로부터 유출되어 밀폐식 대향류열교환부(20b)로 공급되는 냉각고온유체의 온도검출기(122)의 검출온도가 설정된 냉각유체 온도에 충족될 때에 상기 냉각고온유체를 냉각유체로하여 상기 냉각유체공급관로(140)로 우회유동시키는 유체우회유동관로(134')가 연결되고, 상기 유체우회유동관로(134')에는 냉각유체의 우회유동을 개폐 제어하는 개폐제어밸브(113)가 구비되어 있다.

여기서, 상기 개폐제어밸브(113)와 유체우회유동관로(134')를 통해 냉각유체(냉각고온유체)가 우회유동할 때에는 냉각고온유체 개폐제어밸브(112)는 폐쇄(OFF) 된다.

다음으로, 각 운전별 개략 설명으로서, 도14 와 도 15는 습식냉각 운전의 상태를 나타낸 것으로서, 이 운전에서는 고온유체 개폐제어밸브(111)는 개방(ON)되고, 냉각고온유체 개폐제어밸브(112)와 유체우회유동 개폐제어밸브(113)는 폐쇄(OFF)되며, 우회배기개폐부(70)는 개방(ON)된다.

그리고 도16은 백연저감 습식냉각 운전의 상태를 나타낸 것으로서, 이 운전에서는 고온유체 개폐제어밸브(111)는 폐쇄(OFF)되고, 냉각고온유체 개폐제어밸브(112)는 개방(ON)되며, 유체우회유동 개폐제어밸브(113)는 폐쇄(OFF)되고, 우회배기개폐부(70)는 폐쇄(OFF)된다.

또한 도17은 건식냉각 운전의 상태를 나타낸 것으로서, 이 운전에서는 고온유체 개폐제어밸브(111)는 폐쇄(OFF)되고, 냉각고온유체 개폐제어밸브(112)는 개방(ON)되며, 유체우회유동 개폐제어밸브(113)는 폐쇄(OFF)되고, 우회배기개폐부(70)는 폐쇄(OFF)되며, 유체공급부(40ba, 40bb 40bc)는 폐쇄(OFF)된다.

상술한 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑(1e)은 외기냉방시스템의 냉수생산 장치로도 효과적으로 적용할 수 있다.

다음으로, 도면에 도시하지는 않았지만 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑(1e)의 제어방법은 전술한 실시예와 대등한 것이어서 그 설명을 생략하기로 한다.

다음으로, 본 발명의 제5 실시예의 구성에 따른 주요작용은 전술한 실시예와 대등한 것이어서 그 설명을 생략하기로 한다.

다음으로, 본 발명의 제5 실시예 백연저감 작용(방법)은 전술한 실시예와 대등한 것이어서 그 설명을 생략하기로 한다.

도 18은 본 발명의 제6실시예에 따른 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑 및 분할냉각부의 운전 상태와 건식열교환부를 나타낸 개략적인 종단면도이다.

도면에 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명 제6 실시예의 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑(1f) 및 그 제어방법은, 전술한 실시예와는 달리,

매립형 송풍팬부(80a)가 배치되는 배기구(87)의 상부에는, 내측에 상측 배기영역(9')을 형성하고 건식열교환부(50)가 수용 배치되며 4측면은 측벽으로 폐쇄되고 상측과 하측면은 개방되는 건식열교환체임버(59), 상기 건식열교환체임버(59)의 양측 측벽에 소정의 크기로 형성되는 관통구(58), 상기 관통구(58)에 구성되는 우회배기개폐부(70), 상기 우회배기개폐부(70)의 배기측에 구비되어 수평 방향으로 배출되는 배기를 상향 경사기류로 전완 및 배출을 안내하는 배출안내부(76a)를 포함하는 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑(1f)를 마련하고 있다.

그리고 상기 건식열교환부(50)에 연결된 냉각고온유체유출관로(136)에는, 상기 건식열교환부(50')로부터 유출되어 대형류열교환부(20b)로 공급되는 냉각고온유체가 설정된 냉각유체 온도에 충족될 때에, 상기 대형류열교환부(20b)의 불필요한 냉각을 통제하고 용수를 절감하는 수단으로서, 냉각고온유체를 냉각유체로 하여 냉각유체공급관로(140)로 우회유동시키는 유체우회유동관로(134'), 상기 유체우회유동관로(134')에 구비되어 냉각유체의 우회유동 개폐를 제어하는 개폐제어밸브(113)를 마련하고 있다.

위와 같은 구성에 따라, 우회배기개폐부(70)의 배기 통과면적을 보다 증가시킴과 동시에 배기의 유동저항을 감소할 수 있고, 건식열교환부(50), 우회배기개폐부(70) 및 배출안내부(76a)를 외부와 접하게 배치하여 부식을 유발하는 고습도에 노출을 감소시킬 수 있으며, 외부에서 점검 및 보수를 간편하게 수행할 수 있다.

그리고 상술한 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑(1f)은 외기냉방시스템의 냉수생산 장치로도 효과적으로 적용할 수 있다.

다음으로, 도면에 도시하지는 않았지만, 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑(1f) 제어부(200)의 분할냉각부 제어방과 백연저감 제어방법은 전술한 실시예와 대등한 것이어서 그 설명을 생략하기로 한다.

다음으로, 본 발명의 제6 실시예의 구성에 따른 주요작용은 전술한 실시예와 대등한 것이어서 그 설명을 생략하기로 한다.

도 19는 본 발명의 제7실시예에 따른 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑 및 분할냉각부의 운전 상태와 건식열교환부를 나타낸 개략적인 종단면도이고, 도 20은 도 19의 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑 및 분할냉각부의 운전 상태와 백연저감 운전의 건식열교환부를 나타낸 개략적인 측단면도이다. 이들 도면에 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명 제7 실시예의 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑(1g) 및 그 제어방법은, 전술한 실시예와는 달리,

냉각 공간(cell)을 형성하는 측부케이싱(2a, 2a'); 상기 측부 케이싱(2a) 하측의 일영역을 개구하여 형성하는 급기구(3);

상기 측부 케이싱(2a, 2a')의 상단부에 형성되는 배기구(87); 상기 냉각 공간(cell) 내의 상기 배기영역(9)과 상기 집수조(15)의 상면 사이의 공간을 수평방향으로 구획하는 구획벽(4, 4')으로 다분할하여 개별적으로 냉각작용을 하도록 구성되는 분할냉각부(10ba, 10bb, 10bc);

상기 배기구(87)와 인접하게 상기 배기영역(9)에 수평하게 배치되는 건식열교환부(50);

상기 급기구(3)의 내측으로 송풍팬부 공간과 급기공간을 구획하는 격벽(3)을 관통하게 배치되며, 팬하우징(81c), 상기 팬하우징(81c)에 수용 배치되는 원심형 송풍팬(82b), 상기 송풍팬(82b)을 구동하는 모터(15)를 갖는 압입송풍식 송풍팬부(80b)를 포함하는 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑(1g)을 구비하고 있다.

그리고 상기 배기영역(9)과 대면하는 측부케이싱(2a')의 일영역에 형성되는 관통구(58)에는 백연저감 운전정지(OFF)시 개방(ON)하여 상기 건식열교환부(50)를 유동하는 배기를 외부로 우회유동시키어 배기의 유동저항 감소와 송풍팬의 소비동력을 저감하고, 백연저감 운전(ON)시 폐쇄(OFF)하여 상기 건식열교환부(50)로 배기가 유동하도록 하는 우회배기개폐부(70)가 마련되어 있다.

또한 상기 관통구(58)에 구성하는 상기 우회배기개폐부(70)의 배기 측에는 상기 우회배기개폐부(70)를 통해 수평방향으로 배출되는 배기를 상향 경사 기류로 전환 및 배출을 안내하는 배출안내부(76b)가 마련되어 있다.

도 20은 백연저감 습식냉각 운전과 건식냉각 운전의 상태를 나타낸 것으로서, 이 운전에서는 밀폐식 대향류열교환부(20b)로 고온유체를 공급하는 개폐제어밸브(111)는 개방(ON)되고, 냉각고온유체를 상기 밀폐식 대향류열교환부(20b)로 공급하는개폐제어밸브(112)는 폐쇄(OFF)되며, 유체공급부(40bb)는 폐쇄(OFF)되어 분할냉각부(10bb)는 건식냉각으로 운전되고, 분할냉각부(10ba)와 분할냉각부(10bc)는 습식냉각으로 운전되며, 건식열교환부(50)는 건식냉각으로 운전되고, 상기 건식열교환부(50)로부터 유출되어 밀폐식 대향류열교환부(20b)로 공급되는 냉각고온유체는 냉각유체 온도에 충족되어 개방(ON)된 개폐제어밸브(113)와 유체우회유동관로(134')를 통해 냉각유체공급관로(140)로 우회유동된다.

또한 상술한 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑(1g)은 외기냉방시스템의 냉수생산 장치로도 효과적으로 적용할 수 있다.

다음으로, 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑(1g)의 제어방법은 전술한 실시예와 대등한 것이어서 그 설명을 생략하기로 한다.

다음으로, 본 발명의 제7 실시예의 구성에 따른 주요작용은 전술한 실시예와 대등한 것이어서 그 설명을 생략하기로 한다.

이상에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 상술하였지만, 본 발명은 바람직한 실시예 만으로 한정되는 것은 아니다.

본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어남이 없이 다양한 치환, 변형 및 변경할 수 있음이 자명한 것이므로, 본 발명의 권리범위는 본 발명의 특허청구범위뿐만 아니라, 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

본 발명에 따른 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑 및 그 제어방법 은, 측부케이싱(2a, 2a')내의 냉각 공간(cell)을 다분할하여 구성하는 복수의 분할냉각부를 통해 보다 경제적이고 세밀하게 냉각을 수행할 수 있고, 외기온도와 냉각부하변동에 따라 복수의 분할냉각부를 단계적으로 습식냉각 및 건식냉각(개방형 열교환부의 경우 건식운전)의 전환 운전을 수행할 수 있으며, 복수의 분할냉각부 각각에 개별적으로 유체(고온유체, 냉각고온유체 또는 냉각수)를 공급 및 차단하여 습식냉각 및 건식냉각(또는 건식운전)의 전환운전을 효율적으로 수행함과 동시에 용수를 절약할 수 있으며, 불필요한 습식냉각 운전의 통제와 건식냉각 운전을 증대할 수 있고, 효율적으로 백연을 저감할 수 있으며, 백연저감 운전정지시 건식열교환부를 통과하는 배기를 배기구로 우회유동시키어 송풍팬의 소비동력을 저감할 수 있고, 백연저감 운전정지시 건식열교환부를 유동하는 고온유체를 차단함과 동시에 열교환부로 유동시키어 고온유체펌프의 소비동력을 저감할 수 있으며, 제어신호에 따라, 분할냉각부의 단계적인 분할냉각 운전과 백연저감 운전을 효율적으로 제어할 수 있고, 하나의 분할냉각부 고장시 분할된 다른 분할냉각부를 운전할 수 있으므로 냉각운전 정지에 따른 냉각부하부의 장해를 방지 할 수 있으며, 운전 및 유지관리비용을 절약할 수 있는 효과가 있으므로 산업상 이용가능성이 크다.

1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f : 냉각탑 2a, 2a' : 측부케이싱
2b : 상부케이싱 3 : 급기구
4. 4' : 구획벽 5 : 분할체임버
6 : 급기영역 7 : 열교환영역
8 : 살수영역 9, 9' : 배기영역
10aa,10ab 10ac, 10ba, 10bb, 10bc, 10ba', 10bb', 10bc': 분할냉각부
11 : 루버 14 : 냉각유체유출구
15 : 집수조 20a, 20a', 20b : 열교환부
21, 51 : 유체유입헤더 22, 31, 52 : 유체유입구
23, 53 : 전열관 25, 55 : 유체유출헤더
26, 56 : 유체유출구 29 : 엘리미네이터
30 : 살수부 32 : 냉각수분배주관
33 : 냉각수분배관 34 : 살수노즐
40ba, 40bb, 40bc, 40ba', 40bb', 40bc' : 유체공급부
50, 50' : 건식열교환부 54 : 전열핀
58 : 관통구 59 : 건식열교환체임버
70 : 우회배기개폐부 71 : 배기개폐부재
75 : 개폐부재구동기 76a, 76b : 배출안내부
77 : 배기우회유동통로 80a, 80b, 80c : 송풍팬부
81a, 81b : 팬실린더 81c : 팬하우징
82a, 82b : 송풍팬 85 : 팬모터
87 : 배기구 111, 112, 113 : 개폐제어밸브
121, 122, 123 : 온도검출기 124: 습도검출기
130, 131a, 131b, 132, 135 : 고온유체공급관로
130' : 유체분배헤더 133 : 냉각유체유출관로
134, 134' : 유체우회유동관로 136 : 냉각고온유체유출관로
137 : 냉각수공급관로 140 : 냉각유체공급관로
200 : 제어부 300 : 냉각부하부
340 고온유체펌프

Claims

냉각 공간(cell)을 형성하는 측부케이싱(2a, 2a')과 상기 측부케이싱(2a, 2a')의 상단을 폐쇄하는 상부케이싱(2b);
상기 측부케이싱(2a, 2a')의 일영역에 형성되는 급기구(3)와 상기 상부케이싱(2b)의 중앙 또는 상기 측부케이싱(2a, 2a')의 상단 중 어느 한 곳에 형성되는 배기구(87);
상기 배기구(87)의 하측에 형성되며 배기가 유동하는 배기영역(9);
상기 측부케이싱(2a, 2a')의 하부에 배치되며 일영역에 냉각유체유출구(14)를 갖는 집수조(15);
상기 냉각 공간(cell) 내의 상기 배기영역(9)과 상기 집수조(15)의 상면 사이의 공간을 수평방향으로 구획하는 구획벽(4, 4')으로 다분할하여 개별적으로 냉각작용을 하도록 구성되며, 분할된 급기영역(6), 열교환영역(7) 및 살수영역(8)을 형성하는 분할체임버(5), 상기 열교환영역(7)에 배치되어 고온유체공급관로(132)를 통해 유입되는 고온유체 또는 냉각고온유체 중 어느 하나를 냉각하며 개방식 대향류열교환부 또는 밀폐식 대향류열교환부 중 어느 하나로 이루는 대향류열교환부, 상기 살수영역(8)에 배치되어 상기 대향류열교환부로 고온유체, 냉각고온유체 또는 냉각수 중 어느 하나의 유체를 살수하며, 일측 단부에 유체유입구(31)가 구비되는 유체분배주관(32), 상기 유체분배주관(32)에서 분기되는 다수의 유체분배관(33), 상기 유체분배관(33)에 구비되는 다수의 살수노즐(34)로 구성되는 살수부(30), 상기 살수부(30)의 상부에 배치되는 엘리미네이터(29)로 구성되는 적어도 둘 이상의 분할냉각부(10a*, 10b*);
상기 살수부(30)로 유체의 공급을 개폐하는 유체공급부;
상기 분할냉각부(10a*, 10b*)를 통과하면서 열교환을 마친 배기를 상기 배기구(87)를 통해 외부로 배출하는 송풍팬부(80a,80b,80c);
제어신호에 따라, 상기 분할냉각부의 분할냉각 운전과 백연저감 운전을 제어하는 제어부(200)를 포함하는 것을 특징으로 하는 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑.
제 1항에 있어서,
상기 분할체임버(5)를 구획하는 상기 구획벽(4, 4')의 하단부는 상기 집수조(15)의 수면내로 침지되고, 상단부는 상기 엘리미네이터(29)의 상면과 대응하게 배치되는 것을 특징으로 하는 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑.
제 1항에 있어서,
상기 측부케이싱(2a, 2a')내의 냉각 공간(cell)내에서 분할되는 상기 분할냉각부(10a*, 10b*)는, 2개에서 10개 사이의 분할 범위에서 분할되는 것을 특징으로 하는 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑.
제 1항에 있어서,
상기 대향류열교환부는, 다수의 필름 시트(film sheet)로 이루어지는 필름형 충진재 또는, 다수의 스플래시 막대(splash bar)로 이루어지는 비말형 충진재 중 어느 하나로 이루어지는 개방식 대향류열교환부(20a,20a'), 피냉각 유체가 유동하는 전열관(23), 일영역에 유체유입구(22)가 구비되고 상기 전열관(23)의 일측 단부가 연결되는 유체유입헤더(21), 일영역에 유체유출구(26)가 구비되고 상기 전열관(23)의 타측 단부가 연결되는 유체유출헤더(25)를 갖는 밀폐식 대향류열교환부(20b) 또는, 개방식 대향류열교환부(20a')와 밀폐식 대향류열교환부(20b)를 조합한 혼식 대향류열교환부 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑.
제 1항에 있어서,
상기 유체공급부는, 상기 고온유체 또는 냉각고온유체 중 어느 하나의 유체를 상기 살수부(30)로 공급 또는 우회유동 중 선택된 유로로 유동을 제어하는 3방 제어밸브(3-way control valve)로 이루어지는 유체공급부(40a*) 또는 상기 집수조(15)의 냉각유체유출구(14)를 통해 유입되는 냉각수를 상기 살수부(30)로 공급(ON) 및 차단(OFF)하는 살수펌프(spray pump)로 이루어지는 유체공급부(40b*) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑.
제 1항에 있어서,
상기 배기구(87)의 하측과 상기 엘리미네이터(29) 상면 사이에 형성되는 배기영역(9) 또는 상기 배기구(87)의 상측에 구비되며, 4측면은 측벽으로 폐쇄되고 상측과 하측면은 개방되는 건식열교환체임버(59)의 내측에 형성되는 상측 배기영역(9') 중 어느 한 곳에는, 상기 대향류열교환부를 통과하면서 살수되는 유체와 접촉하며 냉각열교환을 이루고 상기 배기구(87)로 유동하는 포화습공기의 배기를 가열 및 습도를 감소시키어 백연을 저감하고 상기 고온유체를 건식냉각으로 냉각하며,
원형관(circular tube), 타원형관(elliptical or oval tube) 또는 평판관(flat tube) 중 어느 하나인 전열관(53), 상기 전열관(53)의 외표면에 형성되는 다수의 전열핀(54), 고온유체공급관로(135)가 연결되는 유체유입구(52)가 구비되고 상기 전열관(53)의 일측단부가 연결되는 유체유입헤더(51), 냉각고온유체유출관로(136)가 연결되는 유체유출구(56)가 구비되고, 상기 전열관(53)의 타측 단부가 연결되는 유체유출헤더(55)를 갖는 건식열교환부(50, 50')를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑.
제 6항에 있어서,
상기 건식열교환부(50, 50')가 배치되는 상기 배기영역(9)에는, 백연저감 운전 정지시 배기를 우회유동시키어 배기의 유동저항 감소와 송풍팬의 소비동력을 저감하며,
일측 건식열교환부(50)와 타측 건식열교환부(50) 사이, 또는 상측 건식열교환부(50)와 하측 건식열교환부(50') 사이 중 어느 한 곳에 소정의 폭(또는 높이)으로 배기우회유동공간(77)을 더 포함하여 형성하고,
상기 배기우회유동공간(77)에는, 복수의 개폐 블레이드를 갖는 댐퍼로 구성되는 배기개폐부재(71), 상기 배기개폐부재(71)를 회전시키어 개폐하는 회전축, 상기 회전축을 구동하는 개폐부재구동기(75)로 구성되는 우회배기개폐부(70),
하나의 개폐판을 갖는 배기개폐부재, 상기 배기개폐부재를 회전시키어 개폐하는 회전축, 상기 회전축을 구동하는 개폐부재구동기(75)로 구성되는 우회배기개폐부 또는
롤링 셔터(Rolling Shtter)로 구성되는 배기개폐부재, 상기 배기개폐부재를 승강시키어 개폐하는 개폐구동기로 구성되는 우회배기개폐부 중 어느 하나로 구성되는 우회배기개폐부를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑.
제 6항에 있어서,
상기 건식열교환부(50)가 배치되는 상기 배기영역(9)과 대면하는 측부케이싱(2a')에는, 백연저감 운전 정지시 상기 건식열교환부(50)를 유동하는 배기를 외부로 우회유동시키어 배기 유동저항 감소와 송풍팬의 소비동력을 저감하며, 상기 측부케이싱(2a')의 일측 또는 양측 중 어느 하나에 형성되는 관통구(58), 상기 관통구(58)에 구성되는 우회배기개폐부(70), 상기 우회배기개폐부(70)의 배기측에 구비되는 배출안내부(76a, 76b)를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑.
제 6항에 있어서,
상기 건식열교환체임버(59)에는, 백연저감 운전 정지시 상기 건식열교환부(50)를 유동하는 배기를 외부로 우회유동시키어 배기 유동저항 감소와 송풍팬의 소비동력을 저감하며, 상기 상측 배기영역(9')과 대면하는 일측 측벽 또는 양측 측벽 중 어느 하나에 형성되는 관통구(58), 상기 관통구(58)에 구성되는 우회배기개폐부(70), 상기 우회배기개폐부(70)의 배기측에 구비되는 배출안내부(76a, 76b)를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑.
제 1항에 있어서,
상기 밀폐식 대향류열교환부 또는 살수부(30) 중 어느 하나로 고온유체를 공급하는 고온유체공급관로(131a)에는, 습식냉각 운전시 개방(ON)하여 고온유체를 공급하고, 백연저감 습식냉각 운전시에는 고온유체의 공급을 차단(OFF)하는 개폐제어밸브(111)를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑.
제 1항에 있어서,
상기 냉각유체유출구(14) 또는 상기 밀폐식 대향류열교환부로부터 유출되는 냉각유체를 냉각부하부(300)로 공급하는 냉각유체공급관로(140) 중 어느 한 곳에는 상기 냉각부하부(300)로 공급되는 냉각유체의 온도를 검출하여 신호를 출력하는 온도검출기(121)를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑.
제 6항에 있어서,
상기 냉각고온유체유출관로(136)에는, 백연저감 운전시에는 상기 건식열교환부(50, 50')를 통해 냉각된 냉각고온유체가 상기 살수부(30) 또는 밀폐식 대향류열교환부 중 어느 한 곳으로 공급되도록 개방(ON)하고 백연저감 운전 정지시에는 냉각고온유체의 공급을 차단(OFF)하는 개폐제어밸브(112)와,
상기 냉각고온유체유출관로(136)를 통해 유동하는 냉각고온유체의 온도를 검출하여 신호를 출력하는 온도검출기(122)를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑.
제 6항에 있어서,
상기 냉각고온유체유출관로(136)에는, 상기 건식열교환부(50, 50')로부터 유출되는 냉각고온유체가 설정된 냉각유체 온도에 충족될 때에 상기 냉각고온유체를 냉각유체로하여 집수조(15) 또는 냉각유체공급관로(140) 중 어느 한 곳으로 우회유동시키는 유체우회유동관로(134'), 상기 유체우회유동관로(134')에 구비되어 냉각유체의 우회유동 개폐를 제어하는 개폐제어밸브(113)를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑.
제 1항에 있어서,
상기 급기구(3)와 인접한 상기 측부케이싱(2a, 2a') 외측에는, 외기의 온도와 습도를 검출하여 신호를 출력하는 온도검출기(123)와 습도검출기(124)를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑.
냉각 공간(cell)을 형성하는 측부케이싱(2a, 2a')과 상기 측부케이싱(2a, 2a')의 상단을 폐쇄하는 상부케이싱(2b); 상기 측부케이싱(2a, 2a')의 일영역에 형성되는 급기구(3)와 상기 상부케이싱(2b)의 중앙 또는 상기 측부케이싱(2a, 2a')의 상단 중 어느 한 곳에 형성되는 배기구(87); 상기 측부케이싱(2a, 2a')의 하부에 배치되는 집수조(15); 상기 냉각 공간(cell) 내의 배기영역(9)과 상기 집수조(15)의 상면 사이의 공간을 수평방향으로 구획하는 구획벽(4, 4')으로 다분할하여 개별적으로 냉각작용을 하도록 구성되며, 분할된 급기영역(6), 열교환영역(7) 및 살수영역(8)을 형성하는 분할체임버(5), 상기 열교환영역(7)에 배치되는 대향류열교환부(20a, 20b), 상기 살수영역(8)에 배치되는 살수부(30), 상기 살수부 (30)의 상부에 배치되는 엘리미네이터(29)를 갖는 적어도 둘 이상의 분할냉각부(10a*, 10b*) ; 상기 살수부(30)로 유체의 공급을 개폐하는 유체공급부(40a*, 40b*); 상기 분할냉각부(10a*, 10b*)를 통과하면서 열교환을 마친 배기를 상기 배기구(87)를 통해 외부로 배출하는 송풍팬부(80a, 80b, 80c); 제어신호에 따라, 상기 분할냉각부 (10a*, 10b*)의 분할냉각 운전과 백연저감 운전을 제어하는 제어부(200)를 포함하는 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑의 제어방법에 있어서,
고온유체를 공급하는 고온유체펌프(340)의 운전(ON) 신호를 판단하여 제어신호(ON)로 인가하는 단계(s111); 상기 인가된 고온유체펌프(340)의 운전 제어신호 (ON)와 연동하여 송풍팬부 (80a,80b,80c)를 운전(ON)하는 단계(s112)와 유체공급부(40a*, 40b*) 모두를 작동(ON)하여 유체(냉각수, 고온유체 또는 냉각고온유체 중 어느 하나의 유체)를 복수의 분할냉각부(10a*, 10b*)에 구비된 살수부(30) 모두에 공급하는 단계(s113); 상기 복수의 분할냉각부(10a*, 10b*) 전부가 습식냉각으로 운전하는 단계(s113); 냉각유체 온도검출기(121) 및 외기 온도검출기(123)의 습식냉각 정지 온도 검출신호(t3, t4, t5)를 설정제어값과 비교 판단하여 제어신호 (t3', t4', t5')로 인가하는 단계(s115, s118, s121); 상기 제어신호(t3', t4', t5')에 따라 단계적으로 유체공급부(40a*, 40b*)의 유체공급을 차단하는 단계 (s116, s119, s122)와 단계적으로 상기 분할냉각부(10a* , 10b*)의 건식냉각운전(또는 건식운전)을 전환하는 단계(s117, s120, s123); 상기 온도검출기(121, 123)의 습식냉각 운전 온도 검출신호(t2)를 설정제어값과 비교 판단하여 제어신호(t2')로 인가하는 단계(s124); 상기 제어신호(t2')에 따라 복수의 상기 유체공급부(40a*, 40b*)를 통해 복수의 상기 분할냉각부(10a*, 10b*)에 구비된 살수부(30)로 유체를 단계적으로 공급하는 단계(s125) 및 단계적으로 습식냉각 운전으로 전환하는 단계 (s126); 상기 온도검출기(121, 123)의 습식냉각 운전 온도 검출신호(t1)를 설정제어값과 비교 판단하여 제어신호(t1')로 인가하는 단계(s127); 상기 제어신호(t1')에 따라 상기 유체공급부(40a*, 40b*)를 통해 복수의 상기 분할냉각부(10a*, 10b*)에 구비된 살수부(30) 모두에 유체를 공급하는 단계(s113)로 제어가 반복되는 것을 특징으로 하는 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑의 제어방법.
냉각 공간(cell)을 형성하는 측부케이싱(2a, 2a')과 상기 측부케이싱(2a, 2a')의 상단을 폐쇄하는 상부케이싱(2b); 상기 측부케이싱(2a, 2a')의 일영역에 형성되는 급기구(3)와 상기 상부케이싱(2b)의 중앙 또는 상기 측부케이싱(2a, 2a')의 상단 중 어느 한 곳에 형성되는 배기구(87); 상기 측부케이싱(2a, 2a')의 하부에 배치되는 집수조(15); 상기 냉각 공간(cell) 내의 배기영역(9)과 상기 집수조(15)의 상면 사이의 공간을 수평방향으로 구획하는 구획벽(4, 4')으로 다분할하여 개별적으로 냉각작용을 하도록 구성되며, 분할된 급기영역(6), 열교환영역(7) 및 살수영역(8)을 형성하는 분할체임버(5), 상기 열교환영역(7)에 배치되는 대향류열교환부(20a, 20b), 상기 살수영역(8)에 배치되는 살수부(30), 상기 살수부 (30)의 상부에 배치되는 엘리미네이터(29)를 갖는 적어도 둘 이상의 분할냉각부(10a*, 10b*); 상기 살수부(30)로 유체의 공급을 개폐하는 유체공급부 (40a*, 40b*); 상기 분할냉각부(10a*, 10b*)를 통과하면서 열교환을 마친 배기를 상기 배기구(87)를 통해 외부로 배출하는 송풍팬부(80a, 80b, 80c); 상기 배기영역 (9) 또는 상기 배기구 (87)의 상측에 구비되는 건식열교환체임버(59)의 내측에 형성되는 상측 배기영역 (9') 중 어느 한 곳에 구비되어 상기 배기구(87)로 유동하는 포화습공기의 배기를 가열 및 습도를 감소시키어 백연을 저감하고, 유동하는 고온유체를 냉각하는 건식열교환부(50, 50'); 백연저감 운전 정지시 상기 건식열교환부(50, 50')로 유동하는 배기를 우회유동시키며, 일측 건식열교환부(50)와 타측 건식열교환부(50) 사이 또는 상측 건식열교환부(50)와 하측 건식열교환부(50') 사이 중 어느 한 곳에 소정의 폭(또는 높이)으로 형성되는 배기우회유동공간(77); 상기 배기우회유동공간(77)에 구비되어 우회유동배기를 개폐하는 우회배기개폐부(70); 제어신호에 따라, 상기 분할냉각부(10a*, 10b*)의 분할냉각 운전과 백연저감 운전을 제어하는 제어부(200)를 포함하는 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑의 제어방법에 있어서,
외기 온도검출기(123)의 백연저감 운전 온도검출신호(t10/ON)와 습도검출기(124)의 백연저감 운전 습도검출신호(h1/ON)를 설정제어값과 비교 판단하여 백연저감 운전 제어신호(t10', h1')로 인가하는 단계(s131, s132); 상기 인가된 백연저감 운전 제어신호(t10', h1')에 따라, 상기 건식열교환부(50, 50')를 우회유동하는 배기의 유동을 차단하도록 우회배기계폐부(70)를 폐쇄(OFF)하는 단계(133); 상기 건식열교환부(50, 50')로부터 유출되는 냉각고온유체가 상기 살수부(30) 또는 대향류열교환부(20b) 중 선택된 어느 한 곳으로 유동하도록 개폐제어밸브(112)를 개방(ON)하는 단계(s134); 상기 살수부(30) 또는 대향류열교환부(20b) 중 선택된 어느 한 곳으로 유동되는 고온유체를 차단하도록 개폐제어밸브(111)를 폐쇄(OFF)하는 단계(s135); 상기 유체공급부(40a*, 40b*)를 작동(ON)시키어 복수의 분할냉각부(10a*, 10b*)에 구비된 살수부(30) 모두로 유체를 공급하는 단계(s136); 냉각부하의 감소 또는 외기온도 저하에 따른 냉각유체 온도검출기(121)의 온도 저하 검출신호에 따라 상기 유체공급부(40a*, 40b*)를 통해 복수의 분할냉각부(10a*, 10b*)에 구비된 살수부(30)로 공급되는 유체를 단계적으로 차단하는 단계(s137) 및 백연저감 운전 단계(s138); 상기 온도검출기(123)의 백연저감 운전정지 온도검출신호(t11/ON)와 습도검출기(124)의 백연저감 운전정지 습도검출신호(h2/ON)를 설정제어값과 비교 판단하여 백연저감 운전정지 제어신호(t11' h2')로 인가하는 단계(s139, s140); 상기 백연저감 운전정지 제어신호(t11' h2')에 따라, 상기 건식열교환부(50, 50')를 유동하는 배기가 우회유동하도록 우회배기계폐부(70)를 개방(ON)하는 단계(s141); 상기 건식열교환부(50, 50')로부터 상기 살수부(30) 또는 대향류열교환부(20b) 중 선택된 어느 한 곳으로 공급되는 냉각고온유체를 차단하도록 상기 개폐제어밸브(112)를 폐쇄(OFF)하는 단계(s142); 상기 살수부(30) 또는 대향류열교환부(20b) 중 선택된 어느 한 곳으로 고온유체가 공급하도록 상기 개폐제어밸브(111)를 개방(ON)하는 단계(s143); 상기 유체공급부(40a*, 40b*)를 작동(ON)시키어 복수의 상기 분할냉각부(10a*, 10b*)에 구비된 살수부(30) 모두에 유체를 공급하는 단계(s144)로 제어가 반복되는 것을 특징으로 하는 분할냉각부를 갖는 백연저감 대향류냉각탑의 제어방법.