Stefano Stefano   39-08-02 00:00 질문 배경을 좀 자세히 설명바랍니다. 질문 배경을 좀 자세히 설명바랍니다.

fm001 fm001   39-08-02 00:00 질문에 대한 설명이 충분치 못해 죄송합니다. Cooling Water 의 Make Up 온도의 변화에 대한 운전비용 상승에 대해 산정을 하려고 합니다. 일단 Fan의 동력비 증가분만 고려할려고 합니다. 질문에 대한 설명이 충분치 못해 죄송합니다. Cooling Water 의 Make Up 온도의 변화에 대한 운전비용 상승에 대해 산정을 하려고 합니다. 일단 Fan의 동력비 증가분만 고려할려고 합니다.

Stefano Stefano   39-08-02 00:00 (0) Cooling Water의 Make-up은 주로 Raw Water를 의미합니다. 이것을 의미하는 것은 아닐테고 냉각탑에 공급되는 냉각수 즉 Cooling Tower Return 온도를 언급하는 것으로 보고 답변합니다. 답글을 보신후 반드시 확인 답글을 올려주세요. (1) 냉각수량(m)과 시스템헤더 공급용 냉각수온도(CWS온도 Ts ) 는 변동없이 냉각수 Return 온도(CWR온도, Tr)만 변동할 경우 공정시스템의 부하증가는 △Q= m*Cp*(냉각수온도상승)이 됩니다. 변동전=1, 변동후=2 변동전 냉각부하 Q1 = m * Cp * (Tr1-Ts)    변동후 냉각부하 Q2 = m * Cp * (Tr2-Ts) 부하 증가  △Q= m * Cp * (Tr2-Tr1) (2) 시스템 부하증가는 이와 비례해서 냉각탑의 증발유량을 증가시키고 이는 배출 공기의 유량을 늘여주게 됩니다. 변동전 냉각수 증발량, E1 = Q1/λ 변동전 냉각수 증발량, E2 = Q2/λ 변동전 배출 공기유량 M1 = Mo(1+H) + E1,  Mo=건조공기유량 변동후 배출 공기유량 M2 = Mo(1+H) + E2,  H =공기 절대습도 배출공기 질량 유량비 (M2/M1) (3)한편 소요동력은 Fan의 상사법칙(Affinity Law)에 의해 RPM의 3승에 비례하고 이는 RPM의 비는 유량비와 같으므로 변동전 동력에 유량비의 3승을 곱하면 될 것으로 봅니다. (유량비) = (RPM비) (Head비) = (RPM비)^2 (동력비) = (RPM비)^3 따라서 (변동후 동력, P2) = (P1)*(M2/M1)^3 (4) 참고로 유량증가의 제곱에 비례해서 탑내의 압력차가 늘어나게 되면 비말동반에 의한 Drip Loss가 증가할 우려도 있습니다.  (0) Cooling Water의 Make-up은 주로 Raw Water를 의미합니다. 이것을 의미하는 것은 아닐테고 냉각탑에 공급되는 냉각수 즉 Cooling Tower Return 온도를 언급하는 것으로 보고 답변합니다. 답글을 보신후 반드시 확인 답글을 올려주세요. (1) 냉각수량(m)과 시스템헤더 공급용 냉각수온도(CWS온도 Ts ) 는 변동없이 냉각수 Return 온도(CWR온도, Tr)만 변동할 경우 공정시스템의 부하증가는 △Q= m*Cp*(냉각수온도상승)이 됩니다. 변동전=1, 변동후=2 변동전 냉각부하 Q1 = m * Cp * (Tr1-Ts) 변동후 냉각부하 Q2 = m * Cp * (Tr2-Ts) 부하 증가 △Q= m * Cp * (Tr2-Tr1) (2) 시스템 부하증가는 이와 비례해서 냉각탑의 증발유량을 증가시키고 이는 배출 공기의 유량을 늘여주게 됩니다. 변동전 냉각수 증발량, E1 = Q1/λ 변동전 냉각수 증발량, E2 = Q2/λ 변동전 배출 공기유량 M1 = Mo(1+H) + E1, Mo=건조공기유량 변동후 배출 공기유량 M2 = Mo(1+H) + E2, H =공기 절대습도 배출공기 질량 유량비 (M2/M1) (3)한편 소요동력은 Fan의 상사법칙(Affinity Law)에 의해 RPM의 3승에 비례하고 이는 RPM의 비는 유량비와 같으므로 변동전 동력에 유량비의 3승을 곱하면 될 것으로 봅니다. (유량비) = (RPM비) (Head비) = (RPM비)^2 (동력비) = (RPM비)^3 따라서 (변동후 동력, P2) = (P1)*(M2/M1)^3 (4) 참고로 유량증가의 제곱에 비례해서 탑내의 압력차가 늘어나게 되면 비말동반에 의한 Drip Loss가 증가할 우려도 있습니다.

fm001 fm001   39-08-02 00:00 알려고 했던 것은 냉각탑 부하증가시 동력비 산정에 대한 것으로 자세한 설명 감사합니다. 그리고 Mo (건조공기유량)의 경우 설계치는 있으나 실제적인 값은 어떻게 적용해야 정확한가요? 알려고 했던 것은 냉각탑 부하증가시 동력비 산정에 대한 것으로 자세한 설명 감사합니다. 그리고 Mo (건조공기유량)의 경우 설계치는 있으나 실제적인 값은 어떻게 적용해야 정확한가요?

Stefano Stefano   39-08-02 00:00 공기유량은 냉각탑 부하와 습도로부터 계산할 수 있습니다. 공기의 습도: H  (절대습도, 단위건조공기 질량당 수분질량) 공기의 포화습도: Hs 냉각탑 출구의 절대습도: Ho 냉각탑 증발수량: E 증발잠열: λ 건조공기 유량: Mo 냉각탑 공급 공기 유량, 수분포함: Mo(1+H).........(1) 냉각탑 출구 공기 유량, 수분포함: Mo(1+H)+E.......(2) 보통 냉각탑 출구의 공기는 수분이 완전히 포화된 상태는 아니고 포화도는 90%정도 된다고 합니다. 그 이상으로 하면 공기 유량은 작아지지만 냉각탑이 너무 커지기 때문입니다. 따라서 냉각탑 출구 습공기 유량, M = Mo(1+ 0.9*Hs)....(3) 이식과 윗 식 (2)로부터, MoH + E = 0.9 Mo*Hs..........(4) 위의 (4)식으로부터 Mo를 구할 수 있습니다. Mo(0.9Hs-H) = E,  Mo = E / (0.9Hs-H)................(5) 윗 식에서 E는 냉각탑 부하로부터 구할 수 있습니다.  냉각탑 부하, Q = E * λ 공기유량은 냉각탑 부하와 습도로부터 계산할 수 있습니다. 공기의 습도: H (절대습도, 단위건조공기 질량당 수분질량) 공기의 포화습도: Hs 냉각탑 출구의 절대습도: Ho 냉각탑 증발수량: E 증발잠열: λ 건조공기 유량: Mo 냉각탑 공급 공기 유량, 수분포함: Mo(1+H).........(1) 냉각탑 출구 공기 유량, 수분포함: Mo(1+H)+E.......(2) 보통 냉각탑 출구의 공기는 수분이 완전히 포화된 상태는 아니고 포화도는 90%정도 된다고 합니다. 그 이상으로 하면 공기 유량은 작아지지만 냉각탑이 너무 커지기 때문입니다. 따라서 냉각탑 출구 습공기 유량, M = Mo(1+ 0.9*Hs)....(3) 이식과 윗 식 (2)로부터, MoH + E = 0.9 Mo*Hs..........(4) 위의 (4)식으로부터 Mo를 구할 수 있습니다. Mo(0.9Hs-H) = E, Mo = E / (0.9Hs-H)................(5) 윗 식에서 E는 냉각탑 부하로부터 구할 수 있습니다. 냉각탑 부하, Q = E * λ

fm001 fm001   39-08-02 00:00 동일한 조건에서 CWS의 온도를 추가로 2℃ 더 떨어뜨릴려고 한다면 이경우 배출공기유량은 E1과 E2 값만 변경하여 (Mo(1+H)는 동일) 계산가능한가요? 동일한 조건에서 CWS의 온도를 추가로 2℃ 더 떨어뜨릴려고 한다면 이경우 배출공기유량은 E1과 E2 값만 변경하여 (Mo(1+H)는 동일) 계산가능한가요?

Stefano Stefano   39-08-02 00:00 1) 냉각탑에서 냉각후 CW의 온도는 이론상으로는 습구온도까지 가능하지만 실제로는 습구온도까지 도달하려면 무한한 크기의 냉각탑이 필요하게 됩니다.  (2) CW의 냉각후 온도와 공기의 습구온도의 차이를 Appoach라고 하는데 산업공장에서 이 Approach를 2℉(1.1℃)이하로 줄이기는 어렵지만 동일한 냉각탑에서 Approach에 여유가 있다면 공기량을 늘여서 냉각수 온도를 더 낮출 수 있습니다. (3) 앞서 설명한 E1과 E2는 부하 1일때와 2일 때의 값이 되는데 1에서 2로 부하가 늘면 증발량은 E1 -->E2로 되고 배출 공기량은 Mo(1+H)+E1--> Mo(1+H)+E2로 됩니다. 여기서 Mo(1+H)+E2 ≤ Mo(1+0.9Hs).........................(6) 가 되는 조건에서는 질문과 같이 된다는 의미입니다.  (4) 냉각부하(Q)가 달라지지 않고 일정하다면 냉각수 순환량(m), 냉각수 Supply및 Return 온도(CWR 온도)및 증발량(E)은 모두 일정한 값으로 유지되겠지요. Q = m Cp (tr - ts) = λ E    여기서 (i)다른 모든 조건이 동일(Q,E,m 동일)하고 ts만 2도 낮추면 tr도 함게 2℃가 내려갑니다.  (ii)만일 위의 경우에 부하가 증가로 ts를 2도 낮추려 한다면 E2 = E1 + △Q/λ = E1+ m*Cp*(△t=2)/λ 와 같이 증발량이 늘어나게 됩니다.  늘어난 증발량에 따른 공기유량증가는 (6)의 조건을 만족한다면 질문한 바 대로 되지요. 즉 (3)에 설명한 바대로 계산하면 됩니다. 1) 냉각탑에서 냉각후 CW의 온도는 이론상으로는 습구온도까지 가능하지만 실제로는 습구온도까지 도달하려면 무한한 크기의 냉각탑이 필요하게 됩니다. (2) CW의 냉각후 온도와 공기의 습구온도의 차이를 Appoach라고 하는데 산업공장에서 이 Approach를 2℉(1.1℃)이하로 줄이기는 어렵지만 동일한 냉각탑에서 Approach에 여유가 있다면 공기량을 늘여서 냉각수 온도를 더 낮출 수 있습니다. (3) 앞서 설명한 E1과 E2는 부하 1일때와 2일 때의 값이 되는데 1에서 2로 부하가 늘면 증발량은 E1 -->E2로 되고 배출 공기량은 Mo(1+H)+E1--> Mo(1+H)+E2로 됩니다. 여기서 Mo(1+H)+E2 ≤ Mo(1+0.9Hs).........................(6) 가 되는 조건에서는 질문과 같이 된다는 의미입니다. (4) 냉각부하(Q)가 달라지지 않고 일정하다면 냉각수 순환량(m), 냉각수 Supply및 Return 온도(CWR 온도)및 증발량(E)은 모두 일정한 값으로 유지되겠지요. Q = m Cp (tr - ts) = λ E 여기서 (i)다른 모든 조건이 동일(Q,E,m 동일)하고 ts만 2도 낮추면 tr도 함게 2℃가 내려갑니다. (ii)만일 위의 경우에 부하가 증가로 ts를 2도 낮추려 한다면 E2 = E1 + △Q/λ = E1+ m*Cp*(△t=2)/λ 와 같이 증발량이 늘어나게 됩니다. 늘어난 증발량에 따른 공기유량증가는 (6)의 조건을 만족한다면 질문한 바 대로 되지요. 즉 (3)에 설명한 바대로 계산하면 됩니다.