KR20110072825A - Cooling tower of 3-way induced type - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 공기 흡입 구조를 개선하여 냉각 성능을 향상시킨 3면 흡입식 냉각탑에 관한 것이다.The present invention relates to a three-sided suction cooling tower by improving the air suction structure to improve the cooling performance.
일반적으로 공기조화설비 및 냉동, 냉장장치 등에서 냉동기나 산업용 열교환기기는 제거되어야 하는 폐열을 수반하며, 이 폐열을 제거하기 위해서는 냉각매체를 이용하여 폐열을 대기로 방출하여야한다. 냉각장치는 피 냉각 유체보다 온도가 낮은 대기상의 공기를 강제 대류 시켜 현열냉각을 하는 공랭식 냉각기와 냉각수와 공기의 직접접촉에 의한 현열냉각 및 증발잠열을 이용하여 냉각하는 냉각탑으로 구분되며 냉각탑은 어떤 다른 냉각장치보다 경제적이고 냉각효과가 크기 때문에 널리 사용되고 있다.In general, air conditioners, refrigeration and refrigeration equipment, such as freezers or industrial heat exchangers are accompanied by the waste heat to be removed, in order to remove the waste heat is to discharge the waste heat to the atmosphere using a cooling medium. The cooling system is divided into air cooling type which is convective cooling by forced convection of atmospheric air which is lower than the cooling fluid and cooling tower which is cooled by using sensible cooling and latent heat by direct contact of cooling water and air. It is widely used because it is more economical than cooling device and its cooling effect is big.
21세기에 접어들어 더욱 높아지고 있는 도심 건물 밀도와 건물 옥상에 형성되는 주차장, 휴식 공간, 스포츠 시설 및 옥상녹화(Green Rooftop) 등의 편의시설 이용확산은 냉각탑의 설치장소확보에 제약을 주어 보다 더 작은 설치면적과 건물 및 주변 환경과의 조화를 이룰 수 있는 미관개선을 강조하고 있고, 효율적인 에너지 이용을 강화함으로써 더 적은 전기에너지 소비와 용수절약 등 수요환경변화에 적용되는 냉각탑을 요구하고 있다. 상기 냉각탑은 열교환부인 충진재에서 공기유동과 냉각수유동의 형태에 따라 직교류형과 대향류형으로 분류된다. 상기 직교류형 냉각탑은 공기 출구인 FAN 하단이 공기유입이 원활하도록 비워져있는 공간이 필요하여, 동일 동력과 동일성능일 경우, 냉각탑의 설치면적이 대향류형에 비하여 약 20 ~ 30% 더 필요하다. Increasing density of urban buildings in the 21st century and the growing use of amenities such as parking lots, rest areas, sports facilities, and green rooftops on the rooftops have limited constraints on the installation of cooling towers. Emphasis is placed on improving aesthetics that harmonizes the installed area with buildings and the surrounding environment, and demands cooling towers that are adapted to changing demand environments, such as less electrical energy consumption and water conservation, by enhancing the efficient use of energy. The cooling tower is classified into a cross flow type and a counter flow type according to the type of air flow and cooling water flow in the filler, which is a heat exchanger. The crossflow cooling tower needs a space in which the lower end of the FAN, which is an air outlet, is emptied so that air inflow is smooth. If the same power and the same performance, the installation area of the cooling tower needs about 20 to 30% more than the counterflow type.
그러나 상기 냉각탑은 흡입공기가 유입되는 공기 유입구가 한정되어 공기의 흡입량이 제한되고, 또한 집수조 전 수면으로 낙수되는 냉각수의 낙수소음이 발생하였다.However, the cooling tower is limited to the air inlet through which the intake air is introduced, the intake amount of the air is limited, and also the fall noise of the cooling water falling into the water surface before the sump tank.
본 발명은 공기 흡입 구조를 개선하여 냉각 성능을 향상시킨 3면 흡입식 냉각탑을 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a three-sided suction cooling tower which improves the cooling performance by improving the air suction structure.
본 발명은 외형을 형성하는 냉각탑 하우징과, 상기 냉각탑 하우징의 측부에 배치되어, 열교환 기능을 갖는 직교류형 방열유닛과, 상기 직교류형 방열유닛의 상부에 배치되어, 열교환 기능을 갖는 대향류형 방열유닛과, 상기 대향류형 방열유닛의 상부에서 냉각수를 공급하는 살수유닛과, 상기 냉각탑 하우징의 저부에 형성되어, 상기 살수유닛으로부터 살수된 냉각수를 배출시키는 배출부와, 상기 냉각탑 하우징의 좌ㅇ우측방향에서 상기 직교류형 충진재 맞닿아 배치되며, 상기 냉각탑 하우징 내부로 공기를 각각 공급하는 제1 및 제2흡입구과, 상기 냉각탑 하우징의 하측방향에서 상기 대향류형 충진재를 향하여 공기를 공급하는 제3흡입구 및 상기 제1 내지 제3흡입구에서 공급되는 공기를 상기 냉각탑 하우징의 상측을 통해 외부로 배출시키는 토출유닛을 포함하는 3면 흡입식 냉각탑을 제공한다.The present invention provides a cooling tower housing forming an outer shape, a cross flow type heat dissipation unit disposed on the side of the cooling tower housing, and having a heat exchange function, and a counter flow type heat dissipation unit disposed on the cross flow type heat dissipation unit and having a heat exchange function. A sprinkling unit for supplying cooling water from an upper portion of the counterflow type heat dissipation unit, a discharge unit formed at a bottom of the cooling tower housing to discharge the sprinkled water from the sprinkling unit, and in the left and right directions of the cooling tower housing; First and second suction holes which are disposed in contact with the cross-flow filler and respectively supply air into the cooling tower housing, third suction ports which supply air from the lower direction of the cooling tower housing toward the counterflow filler, and the first to Discharge oil for discharging air supplied from the third suction port to the outside through the upper side of the cooling tower housing It provides a three-sided suction cooling tower comprising a net.
상기 제1 및 제2흡입구는, 상기 냉각탑 하우징 외측에 결합되어 상기 냉각탑 하우징 내부로 유입되는 공기에 방향성을 제공하는 루버를 포함할 수 있다.The first and second suction openings may include a louver coupled to an outside of the cooling tower housing to provide directionality to air introduced into the cooling tower housing.
상기 제3흡입구는, 상기 제3흡입구의 상측으로 연장 형성되어, 상기 제1 및 제2흡입구로부터 유입되는 공기의 진행방향에 따르는 상기 제3흡입구로부터 유입되는 공기의 진행방향의 간섭이 일어나는 것을 방지하도록 하는 윈드배플(wind baffle)을 포함할 수 있다.The third intake port is formed to extend above the third intake port, thereby preventing interference of the advancing direction of the air introduced from the third intake port along the advancing direction of the air introduced from the first and second intake ports. A wind baffle may be included.
상기 냉각탑 하우징은, 상기 대향류형 방열유닛 하측으로 배치되어, 상기 살수유닛으로부터 공급되는 냉각수에 의한 소음을 감소시켜주는 낙수음 방지부를 포함할 수 있다.The cooling tower housing may be disposed below the counter-flow type heat dissipation unit, and may include a fall sound prevention unit that reduces noise caused by the cooling water supplied from the sprinkling unit.
상기 냉각탑 하우징은, 상기 살수부로부터 공급되는 냉각수가 상기 제3흡입구로 유출되는 것을 방지하고, 상기 제3흡입구로부터 공급되는 흡입공기는 상기 토출유닛 방향으로 유동할 수 있도록, 상기 제3흡입구 상측을 부분차폐하고, 하측방향으로 경사진 복수개의 판이 소정간격 하방으로 이격 배치되는 냉각수 유도판을 포함할 수 있다.The cooling tower housing prevents the cooling water supplied from the water spray unit from flowing out to the third intake port, and the suction air supplied from the third intake port flows in the direction of the discharge unit, so as to flow in the direction of the discharge unit. The plurality of plates partially shielded and inclined downward may include a coolant guide plate spaced apart below a predetermined interval.
상기 냉각탑 하우징은, 상기 토출유닛 하측에 배치되어 상기 냉각탑 하우징의 외부로 배출되는 공기에 포함되는 수분을 제거하는 비산방지판을 포함할 수 있다.The cooling tower housing may include a scattering prevention plate disposed under the discharge unit to remove moisture contained in air discharged to the outside of the cooling tower housing.
본 발명에 의한 3면 흡입식 냉각탑은,Three-sided suction cooling tower according to the present invention,
첫째, 공기 유입량을 증대시켜 열교환 성능을 향상시키고,First, increase the air inflow to improve heat exchange performance,
둘째, 하측 흡입구 형성으로 인한 측면 흡입구의 높이를 감소시킬 수 있으며,Secondly, it is possible to reduce the height of the side suction port due to the formation of the lower suction hole,
셋째, 냉각탑 하우징 내부에 윈드배플을 구비하면, 공급되는 공기를 균일하고 안정적으로 유동시킬 수 있다.Third, if the wind baffle is provided inside the cooling tower housing, the supplied air can be uniformly and stably flown.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to the common or dictionary meanings, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention.
상기 3면 흡입식 냉각탑(100)은 냉각탑 하우징(110), 열교환 기능을 갖는 방열유닛(120), 상기 방열유닛(120)에 냉각수를 공급하는 살수유닛(130), 방열에 사용되고 떨어지는 냉각수를 배출시키는 배출부(140), 상기 냉각탑 하우징(110)의 측면에 형성되는 제1 및 제2흡입구(111, 112), 상기 냉각탑 하우징(110)의 하측면에 형성되는 제3흡입구(113), 상기 각 흡입구에서 유입되는 공기를 외부로 배출시키는 토출유닛(150)을 포함한다. 일반적으로 공기의 유동과 물의 유동방향에 따라 냉각탑은 대향류형과 직교류형으로 나누게 되는데, 대향류형은 하부에서 상부로 공기가 이동하며, 직교류형은 루버(louver)를 지나 측면에서 공기가 들어오는 형식을 일컫는다.The three-sided
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 냉각탑의 사시도이고, 도 2는 도 1에 나타낸 냉각탑의 단면도이다(제3흡입구(113)는 도 2 참조).1 is a perspective view of a cooling tower according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the cooling tower shown in FIG. 1 (see FIG. 2 for a third suction port 113).
도 1 및 2를 참조하면, 상기 냉각탑 하우징(110)은 좌/우 측면과 하면이 개구되어 공기 흡입구(111, 112, 113)가 마련되고, 상면으로 흡입된 공기가 배출되도록 토출구(117)가 형성된다. 상기 냉각탑 하우징(110)의 좌/우 측면에는 제1 및 제 2흡입구(111, 112)가 형성되고, 하면에는 제3흡입구(113)(도 2 참조)가 배치된다. 그리고 상기 제1 및 제2흡입구(111, 112)에는 상기 냉각탑 하우징(110)의 내부로 유입되는 공기에 방향성을 제공하고, 물방울이 비산되는 것을 방지하며 외부 이물질의 유입을 방지하기 위하여 흡입 시 상측방향에서 하측방향으로 경사지도록 공기를 유입시키는 루버(114)가 구비된다. 상기 루버(114)는 탈착식 또는 고정식으로 결합될 수 있으며, 하향 경사를 주기 위해 상기 루버(114) 내측에는 복수개의 루버 블레이드(115)가 수평방향으로 하향 경사가 지도록 배치된다.1 and 2, the
상기 냉각탑 하우징(110)의 내부에는 상기 제1 및 제2흡입구(111, 112)에 인접하여 직교류형 충진재(122)가 배치되고, 상기 직교류형 충진재(122) 상측으로 대향류형 충진재(121)가 배치된다. The
상기 대향류형 충진재(121) 상측에는 냉각수를 공급하는 살수유닛(130)이 배치된다. 상기 살수유닛(130)은 상기 대향류형 충진재(121) 및 직교류형 충진재(122)에 냉각수를 분사하여, 상기 제1 및 제2흡입구(111, 112)로 유입되는 공기는 상기 직교류형 충진재(122)를 통과하여 냉각수와 마찰에 의해 방열작용을 하고, 상기 제3 흡입구(113)로 유입되는 공기는 상기 대향류형 충진재(121)를 직접적으로 통과하여 냉각수와 마찰하며 방열작용을 하게 된다. 그리고 상기 직교류 충진재(122)를 통과한 공기 또한 상기 대향류형 충진재(121)를 통과하여 그 방열효과를 배가시킬 수 있다.The
상기 살수유닛(130)에서 분사되는 냉각수는 상기 대향류형 충진재(121) 및 직교류형 충진재(122)를 거치며 공기와 마찰하면서 떨어져 상기 직교류형 충진 재(122) 하측에 배치되는 배출부(140)에 집수되어 배출된다.The cooling water sprayed from the
상기 배출부(140)의 상측으로부터 상기 직교류형 충진재(122) 사이에는, 상기 제3흡입구(113)로부터 유입되는 공기가 상기 대향류형 충진재(121)로 진행할 수 있도록 상측 방향을 부분차폐하고, 상기 살수유닛(130)으로부터 공급된 냉각수가 떨어져 상기 대향류형 충진재(121)를 거쳐 바로 제3흡입구(113)를 통해 배출되는 것을 방지하는 냉각수 유도판(118)이 설치된다. 상기 냉각수 유도판(118)은 상기 대향류형 충진재(121) 하측으로부터 측하방으로 경사진 복수개의 판이 소정간격 하측으로 이격되어 배치되되, 상측에 위치하는 냉각수 유도판(118)의 하단부가 하측에 위치하는 냉각수 유도판(118)의 상단부와 소정구간 겹치도록 배치된다. 이는 상기 살수유닛(130)으로부터 분사된 냉각수가 떨어지며 상기 제3흡입구(113)로 떨어지는 것을 방지한다. Between the
또한 각 냉각수 유도판(118)의 상단부는 상측방향으로 돌출되어 상기 냉각수 유도판(118)의 상면에 떨어진 물방울이 역류하는 것을 방지한다. 상기 냉각수 유도판(118)의 경사 각도와 설치 높이는 낙수음 방지를 위해 그 설치 위치의 변경이 가능하다.In addition, the upper end of each cooling
상기 제3흡입구(113)의 상측에는 상기 대향류형 충진재(121) 방향으로 공급되는 공기가 상기 제1 및 제2흡입구(111, 112)로부터 유입되는 공기와 섞여 진행방향에 영향을 받지 않도록 윈드배플(116)이 구비된다. 상기 윈드배플(116)은 상기 제3흡입구(113)의 내주면을 따라 상측으로 돌출되는 원통 형상의 판재로, 상기 제1 및 제2흡입구(111, 112)의 높이에 대응되도록 돌출되어 상기 제1 및 제2흡입 구(111, 112)로부터 유입되는 공기의 진행방향에 대하여, 상기 제3흡입구(113)로 유입되는 공기 진행방향의 간섭을 방지한다. 또한 마주하는 상기 제1 및 제2흡입구(111, 112)로부터 유입된 공기가 마주하는 반대편의 흡입구로 배출되는 것을 방지할 수 있다.On the upper side of the
상기 살수유닛(130)의 상측에는 상기 냉각탑 하우징(110)의 토출구(117)로 배출되는 공기에 포함된 수분을 제거하는 비산방지판(160)이 구비된다. 상기 비산방지판(160)은 하측에서 올라오는 수분이 상측으로 배출될 때, 상기 비산방지판(160)의 경사면에 수분이 마찰하며 물방울로 응집시켜 회수하는 기능을 갖는다.An upper portion of the
상기 비산방지판(160)의 상측에는 상기 제1 내지 제3흡입구(111, 112, 113)로부터 유입되는 공기를 흡입하여 상기 토출구(117)로 배출시키는 토출유닛(150)이 구비된다. 상기 토출유닛(150)은 상기 토출구(117)에 대응하는 크기를 갖는 토출팬(151)과, 상기 토출팬(151)에 동력을 공급하는 모터(152)를 포함한다.An upper side of the
도 3은 도 2에 나타낸 3면 흡입형 냉각탑에 낙수음 방지부가 추가된 단면도이다. 도면을 참조하면, 상기 냉각탑 하우징(110)의 내부에는 상기 대향류형 충진재(121)와 상기 직교류형 충진재(122)와 인접하게 배치되어 상기 냉각수 유도판(118)의 상측에 낙수음 방지부(119)가 마련된다.3 is a cross-sectional view in which a fall sound prevention unit is added to the three-side suction cooling tower illustrated in FIG. 2. Referring to the drawings, the
상기 낙수음 방지부는 상기 대향류형 충진재(121)로부터 떨어지는 냉각수를 상기 배출부(140)로 안내하고, 상기 제3흡입구(113)로부터 유입되는 공기는 상기 대향류형 충진재(121)로 진행할 수 있도록 형성된다.The fall sound prevention unit guides the coolant falling from the
본 실시예에서는 박스 형상으로 형성된 충진재 혼합형 냉각탑을 예를 들어 설명했으나, 그 형상의 변형과 초 저소음 냉각탑, 백연방지 냉각탑 및 밀폐형 냉각탑 등으로 그 구조의 변형 가능함은 물론이다.In the present embodiment, the filling material mixing type cooling tower formed in a box shape has been described as an example, but the structure can be modified into a shape change and an ultra low noise cooling tower, an anti-smoke cooling tower, and a sealed cooling tower.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 상기 3면 흡입식 냉각탑의 작동방법에 관해 설명한다.Hereinafter, a method of operating the three-sided suction cooling tower according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 3면 흡입식 냉각탑(100)은 상기 토출유닛(150)의 토출팬이 회전하여 상기 제1 내지 제3흡입구(111, 112, 113)로부터 공기를 흡입한다. 이때 상기 살수유닛(130)은 상기 대향류형 충진재(121)의 상측으로부터 냉각수를 분사하여 상기 대향류형 충진재(121) 하측에 배치되는 직교류형 충진재(122)에도 냉각수를 공급한다. 2 and 3, the three-side
상기 방열유닛(120)으로 살수되는 냉각수는 상기 루버(114)를 통해 상기 제1 내지 제3흡입구(111, 112, 113)에서 유입되는 공기와 마찰하며 상기 방열유닛(120)으로부터 열을 흡수하여 상기 토출구(117)로 배출된다. 상기 방열유닛(120)은 상기 대향류형 충진재(121)와 직교류형 충진재(122)를 혼합하여 배열하는 충진재 혼합형으로 열교환 면적을 약 20~30% 향상시킬 수 있으며, 하부에서 유입되는 제3흡입구(113)가 형성되어 균일한 공기유동이 이루어져 전체적으로 약 20% 이상의 방열 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 냉각탑은 동일한 동력과 용량을 갖는 냉각탑에 비하여 설치면적을 약 10~20% 정도 감소시킬 수 있어, 효율적인 에너지 사용이 가능하다.Cooling water sprayed into the
상기 살수유닛(130)에서 분사되어 상기 방열유닛(120)으로부터 열을 흡수한 냉각수는 상기 대향류형 충진재(121)와 직교류형 충진재(122)를 통과하여 상기 배출부(140)에 집수되어 배출된다. 이때, 상기 대향류형 충진재(121)로부터 떨어지는 냉각수는 상기 냉각수 유도판(118)에 의해 반사 또는 안내되어 상기 배출부(140)로 이송된다. 이는 상기 제3흡입구(113)의 상측을 부분적으로 차폐하여 냉각수의 누수를 방지하는 기능을 한다. 또한, 상기 제3흡입구(113)로부터 유입되는 공기가 상기 대향류형 충진재(121) 방향으로 진행함에 있어, 상기 대향류형 충진재(121)에서 떨어지는 냉각수가 상기 제3흡입구(113) 방향으로 유입되는 것을 방지한다.Cooling water sprayed from the watering
상기 제3흡입구(113)의 상측으로 형성되는 윈드배플(116)은 상기 제1 및 제2흡입구(111, 112)로부터 유입되는 공기가 서로 섞이거나 타 흡입구로 배출되는 것을 방지하고, 상기 제3흡입구(113)로부터 유입되는 공기가 상기 제1 및 제2흡입구(111, 112)에서 유입되는 공기와 섞이는 것을 방지하여, 상기 대향류형 충진재(121) 방향으로 원활하게 이송될 수 있도록 한다. 또한 상기 윈드배플(116)을 통과하며 상기 제3흡입구(113)에서 흡입되는 공기는 방향성을 갖게 되어 층류와 같이 진행방향으로 균일하고 안정적으로 공급된다.The
또한, 상기 윈드배플(116) 상측에 마련되는 낙수음 방지부(119)에 의해 상기 냉각수 유도판(118) 또는 배출부(140)로 떨어지는 냉각수의 낙수음을 감소시킬 수 있다.In addition, the fall sound of the coolant falling to the
이렇게 상기 제1 내지 제3흡입구(111, 112, 113)로 유입된 공기는 상기 방열유닛(120)과 살수유닛(130)을 통과하여 상기 토출유닛(150)의 흡입력에 의해 상기 토출구(117)로 배출된다. 이때 상기 토출구(117)로 공기가 빠져나가기 전에 상기 비산방지판(160)에서 수분를 응집하여 소정의 습기를 제거한다. 상기 비산방지판(160)에 응집된 물방울은 상기 배출부(140)로 안내되어 냉각수로 재사용 될 수 있다.The air introduced into the first to third suction holes 111, 112, and 113 passes through the
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 3면 흡입식 냉각탑의 사시도이다.1 is a perspective view of a three-sided suction cooling tower according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 나타낸 냉각탑의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of the cooling tower shown in FIG.
도 3은 도 1에 나타낸 냉각탑에 낙수음 방지부를 추가한 단면도이다.3 is a cross-sectional view of adding a fall sound prevention unit to the cooling tower shown in FIG.
<도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명><Brief description of the main parts of the drawing>
100 : 냉각탑 110 : 하우징100: cooling tower 110: housing
119 : 낙수음 방지부 120 : 방열유닛119: fall sound prevention unit 120: heat dissipation unit
130 : 살수유닛 140 : 배출부130: watering unit 140: discharge part
150 : 토출유닛 160 : 비산방지판150: discharge unit 160: shatterproof plate
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