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기계통풍식 냉각탑
Mechanical Draft Cooling Tower
KARSE B 0003 - 1996
1. 적용 범위
이 규격은 냉방, 냉각, 냉동용의 냉동기나 기타 냉각기기용의 냉각수를 얻기 위한 냉각탑
으로서, 표준냉각능력이 셀당 200∼12000kW{172000∼10320000kcal/h}인 기계통풍방식의
것에 대하여 규정한다. 다만, 다음의 것은 포함하지 않는다.
(1) 냉각수 입구온도가 50℃ 이상인 경우.
(2) 콘크리트 골조구조.
(3) 냉각매체가 공기가 아닌 경우.
(4) 냉각수 출구온도와 입구공기 습구온도의 차이가 2.8℃ 미만인 경우.
※ 비고 : 이 규격 중에서 { }를 붙여 표시한 단위 및 수치는 공업단위계에 따른 것으로서 참고로 병기한 것이다.
2. 용어의 정의
이 규격에서 사용되는 주요한 용어의 정의는 다음과 같다.
(1) 표준설계조건
냉각수 입구온도 37℃, 냉각수 출구온도 32℃, 입구공기 습구온도 27℃.
(2) 순환수량
냉각수의 단위시간당 순환량(㎥/h, kg/h).
(3) 표준냉각톤
4.53kW{3900kcal/h}에 해당하는 표준냉각능력을 1 톤으로 한다.
이것은, 표준설계조건에서 순환냉각수 유량이 0.78㎥/h 일때를 기준으로 한다.
단, 영문단위표기는 CRT(Cooling-tower Refrigeration Ton)로 한다.
(4) 셀(cell)
냉각수와 기계적으로 통풍되는 공기의 흐름을 독립적으로 제어할 수 있는 최소의 냉각탑 분할 단위
3. 냉각탑의 종류
냉각탑의 종류는 다음과 같이 분류한다.
(1) 송풍방식에 따른 구분
(a) 흡입식 : 팬이 냉각탑의 공기출구측에 위치해 있는 것.
(b) 압송식 : 팬이 냉각탑의 공기입구측에 위치해 있는 것.
(2) 공기흐름에 따른 구분
(a) 대향류형 : 충전부에서 공기의 흐름이 수직상방향으로 움직여 냉각수와 마주 교차하며 열교환되는 형태.
(b) 직교류형 : 충전부에서 공기의 흐름이 수평방향으로 움직여 냉각수와 직각으로 교차하며 열교환되는 형태.
(3) 충전재 종류에 따른 구분
(a) 필름형 : 표면적을 넓힌 수직형태의 충전재를 사용해서 냉각수가 그 표면에 얇은 막을 형성하며 흘러내리도록 한 것.
(b) 비말(飛沫)형 : 충전재를 평행되게 상하로 교차시키는 방법 등으로, 물이 표면을 적시며 반복적으로 방해받아 낙하하면서 작은 물방울로 흩뿌려지게 하는 형식의 것.
(4) 설치방법에 따른 분류
(a) 공장조립형 : 공장에서 조립되어 완제품으로 공급되는 형태.
(b) 현장조립형 : 사용할 장소에서 주요 조립작업을 하는 형태.
(5) 모양에 따른 분류
(a) 사각형 : 평면상 탑의 형체가 사각인 것.
(b) 원 형 : 평면상 탑의 형체가 둥글거나 8각형 이상의 다면체 형태.
(c) 연결형 : 셀을 계속 이어 붙여 갈 수 있는 형태.
(6) 열전달 방법에 따른 구분
(a) 개방형 : 냉각수와 공기가 직접 접촉하며 냉각수의 증발이 수반되어 열교환하는 형태.
(b) 밀폐형 : 냉각수와 공기가 간접 접촉하여 열교환하는 형태.
(7) 소음에 따른 구분
(a) 일반형 : 저소음 기준치 이상의 것.
(b) 저소음형 : 저소음 기준치 미만의 것.
(c) 초저소음형 : 초저소음 기준치 이하의 것.
※ 소음 기준치는 표 1에 따른다.
(8) 냉각탑 능력에 의한 구분
(단위: CRT)
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(1) 60 |
(2) 80 |
(3) 100 |
(4) 125 |
(5) 150 |
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(6) 175 |
(7) 200 |
(8) 225 |
(9) 250 |
(10)300 |
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(11)350 |
(12)400 |
(13)450 |
(14)500 |
(15)600 |
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(16)700 |
(17)750 |
(18)800 |
(19)900 |
(20)1000 |
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(21)1200 |
(22)1250 |
(23)1400 |
(24)1500 |
(25)1600 |
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(26)1750 |
(27)1800 |
(28)2000 |
(29)2250 |
(30)2500 |
4. 성능
(1) 열성능
열성능은 KARSE B 0004의 방법으로 시행하여 표시냉각능력의 95％ 이상이어야 한다.
(2) 소음
소음은 KARSE B 0004의 방법으로 시험하여 아래에 제시되는 기준소음의 ＋3dBA 이하이어야 한다.
표.1 소 음 기 준 치
단위 : dBA
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표준냉각톤
(CRT) |
저소음형 |
초저소음형 |
표준냉각톤
(CRT) |
저소음형 |
초저소음형 |
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60 |
63 |
58 |
400 |
71 |
66 |
|
80 |
64 |
59 |
450 |
72 |
67 |
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100 |
65 |
60 |
500 |
72 |
67 |
|
125 |
66 |
61 |
600 |
73 |
68 |
|
150 |
67 |
62 |
700 |
74 |
69 |
|
175 |
68 |
63 |
750 |
74 |
69 |
|
200 |
68 |
63 |
800 |
74 |
69 |
|
225 |
69 |
64 |
900 |
75 |
70 |
|
250 |
69 |
64 |
1000 |
75 |
70 |
|
300 |
70 |
65 |
1200∼1800 |
77 |
72 |
|
350 |
71 |
66 |
1800∼2500 |
79 |
74 |
※ 상기 소음기준치는 냉각탑 기초 상부면 1.5 m 높이에서 냉각탑의 길이 또는 직경만큼 떨어진 지점에서 측정한 값임.
(3) 비산량
비산량은 KS B 6364 부속서 3 또는 CTI CODE ATC-140으로 시험하여 표시한다.
최대 허용량은 순환수량의 0.01％이다
(4) 증발량
증발량은 입출구 공기의 건구 및 습구온도와 충전층을 통과하는 공기유량에 의해 계산하여 산출한다.
(5) 냉각탑 손실수두
냉각탑 손실수두는 냉각탑의 하부수조 상단면으로부터 냉각수 상부 입구배관의 중심선까지의 수직 높이와 냉각수 분출 노즐의 분출 압력수두를 더한 것으로 한다.
5. 형식, 구조, 재료의 구분과 시방
(1) 일반사항
(a) 구조는 내구성이 커야한다.
(b) 각 부의 재료는 수분, 햇볕(자외선 포함), 비, 바람 및 운전온도 등의 영향에 따른 부식을 최소화시킬 수 있는 내부식성 재료를 사용하고 부식을 방지하기 위한 표면처리를 한다.
(c) 각 부의 설계와 배치는 누수, 비산, 소음, 진동, 백연 등 환경오염을 최소화 시키도록해야 한다.
(d) 각 부의 설계와 재료는 화재, 안전 사고에 대한 예방장치와 그에 맞는 재료로 구성한다.
(e) 각 부의 구조는 점검과 보수가 용이해야 한다.
(f) 탑의 모든 노출면은 다듬질과 마무리가 양호하여야 한다.
(g) 탑에 사용되는 모든 철재류와 하드웨어는 스테인리스강 또는 용융아연도금철재를 사용한다. 단, 구동부품의 주물류나 기초대 등은 부식 여유를 충분히 주고 방청 도장을 할 수 있다.
(2) 냉각탑 공통재료
(a) 목재는 북미산 미송 또는 동등품 이상으로 하며 방부처리는 KS M 1703 CCA 또는 ACC 방부액으로 KS F 2219 방부처리 방법에 의한다. 방부액의 최소침투 정도는 10mm의 깊이 또는 90％ 침투 이상으로 한다.
(b) 용융아연도금철재는 KS D 8308 HDZ55를 표준으로 하며, KS D 9521에 의해 도금작업이 되어야 한다.
(c) FRP는 KS M 3305 폴리에스터 수지를 표준으로 하고, 에폭시 수지 또는 비닐 에스터 수지를 사용한다. 용도에 따라 표준, 내염, 내약품 그리고 내열성 재료를 사용한다. 겔코트는 일반용과 내자외선용으로 구분한다.
(d) PVC는 일반경질용(KS M 3501), 냉각탑 필름 충전재용 또는 내자외선용을 사용한다.
(3) 구조재
구조의 재료는 용융아연도금철재, 스테인리스강, 방부처리목재 또는 FRP로 한다.
(4) 케이싱
(a) 케이싱의 재료는 용융아연도금철재, 스테인리스강, FRP 또는 PVC로 한다.
(b) 케이싱은 누수발생 및 공기흡입이 되지 않도록 밀봉되어야 하고, 진동에 의해 파괴 되거나 소음이 나지 않도록 견고하여야 한다.
(5) 루버
(a) 루버의 재료는 용융아연도금철재, 스테인리스강, 방부처리목재, FRP 또는 PVC로 한다.
(b) 직교류형에는 누수와 공기 정류를 위해 반드시 루버를 설치한다.
(6) 냉각수조
(a) 냉각수조의 재료는 용융아연도금철재, 스테인리스강 또는 FRP로 한다.
(단, 콘크리트수조의 경우 냉각수조 부분에 대해 본 규격의 적용을 받지 않는다.)
(b) 수위
① 최저수위는 공기가 유입되지 않고 냉각수를 흡입할 수 있는 수위를 의미한다.
② 운전최저수위는 보급수가 자동 보급되기 시작하는 수위로서 최저수위보다 높게 설정한다.
③ 운전최고수위는 보급수가 완전 차단되는 수위를 의미한다.
④ 평균운전수위는 설계조건 운전시 평형되는 수위로서 운전최저수위와 운전 최고수위의 사이에 있다.
⑤ 오버플로 수위는 운전 최고수위보다 높게 설정한다.
⑥ 경고저수위는 자동보급수 밸브의 고장탐지, 공기흡입의 방지, 수조의 결빙방지와 히터의 소손방지를 위한 경보나 운전정지를 위한 수위로서 최저수위와 운전최저수위 사이에 둔다
⑦ 경고고수위는 자동보급수 밸브의 고장탐지를 위한 수위로서 운전최고수위와 오버플로수위 사이에 둔다.
(c) 수조용량
수조용량은 오버플로 수위까지의 저수용량으로서 냉각탑 정지시 상부 배관으로부터 자연 역류하는 수량을 저수할 수 있도록 고려되어야 한다.
(d) 수조 부속 장치
① 냉각수조에는 오버플로 출구, 배수구, 수동 및 자동 보급수구를 부착하여야 하고 냉각수 출구 전에 스트레이너를 설치한다.
② 수조동결방지 히터를 부착할 경우 화재에 대비한 구조로 한다.
③ 냉각수조내부의 부속물에 대한 점검 및 보수를 위하여 점검문과 접근로를 설치하며 운전중 점검이 곤란한 경우에는 별도의 점검창을 부착한다.
(7) 냉각수 분배장치
(a) 상부수조(직교류형)
① 상부수조의 재료는 용융아연도금철재, 스테인리스강, FRP 또는 방부처리 목재로 한다.
② 상부수조에는 오버플로 출구를 설치하며 덮개 부착시 개폐가 용이해야 한다.
(b) 수분배 배관(대향류형)
① 수분배 배관 재료는 용융아연도금철재, 스테인리스강, FRP 또는 PVC로 한다.
② 배관은 청소를 할 수 있는 구조로 설계되어야 하며 운전중 분사 상태를 볼 수 있는 점검창을 설치한다.
(c) 노즐은 막힘이 없고 청소하기 쉬운 구조와 크기로 제작한다.
(8) 충전재
(a) 필름형 충전재
① 재질 : PVC
② 내열시험온도 : 60℃
③ 강도 : 설치된 상태에서 9.8×10
 Pa{100kgf/㎡}의 하중에 변형이 없어야 한다.
(b) 비말형 충전재
① 재질 : 방부처리목재, PVC, 1㎜ 두께 이상의 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌
② 설치 : 충전재는 수평을 유지하여 설치한다.
(9) 비산방지판
(a) 재질 : PVC, 용융아연도금철재, FRP 또는 1㎜ 두께 이상의 폴리프로필렌
(b) 형식 : 벌집형, 웨이브형 또는 날개형
(c) 설치 : 비산방지판은 공기통로의 전면적에 걸쳐 설치되어야 하며 비산손실량 순환수량의 0.01％를 넘지 않아야 한다.
(10) 팬
팬은 풍량을 조정할 수 있어야 하며 임계속도를 피하여 운전속도를 결정해야 한다. 팬은 정밸런싱과 동밸런싱되어야 하며 날개가 분리되는 형태는 재조립을 위한 번호를 붙이거나 표시가 되어야 한다.
(a) 축류식
① 날개 재질 : FRP 또는 알루미늄
② 팬 실린더 : FRP, 용융아연도금철재, 스테인리스강 또는 방부처리목재
③ 회전 방향 : 팬의 회전 방향은 공기출구측에서 보아 시계방향으로 한다.
④ 제한 속도 : 날개의 끝단 속도는 최고 61m/s로 제한한다.
(b) 원심식
① 케이싱과 날개 재질 : 용융아연도금철판 또는 스테인리스강
② 보호망 : 공기입구측에는 보호망을 반드시 설치한다.
(11) 감속기
(a) 기어감속기
① 기어감속기의 여유율은 2.0 이상으로 한다.
② 기어감속기용 윤활유의 주입구와 배유구는 팬 실린더 밖에 설치하며 오일 게이지를 장착한다.
(b) V-벨트 감속기
① 감속기에는 V-벨트 장력조정장치를 설치하여야 한다.
② 감속기에는 풀리와 V-벨트에는 안전망을 설치한다.
(12) 구동축
(a) 재질 : 스테인리스강, FRP 또는 방청처리된 강
(b) 커플링 종류 : 디스크 또는 네오플렌
(c) 안전장치 : 축은 동밸런싱을 하며 이탈방지 안전장치를 설치한다.
(13) 전동기
(a) 전동기는 옥외전폐형을 사용한다.
(b) 명판마력은 팬 축동력(모터출력측)의 10％∼15％의 여유율을 준다.
(c) 배출기류 내 전동기가 놓일 경우, 축과 하우징, 단자박스 및 전선관 연결부분은 밀봉을 하여 수분침투가 없도록 한다.
(d) 정격전압,주파수,절연등급은 각각 480/460/440/380/220 V, 60 Hz, B종 이상으로 한다.
(14) 기타
냉각탑의 높이가 기초면에서 팬 상판까지 3.5m 이상일 경우에는, 계단과 상판에 핸드레일을 설치한다. 또한 탑 길이가 20m 이상일 경우에는 계단 또는 사다리를 추가한다.
6. 서 류
(1) "시방서"와 "성능곡선" 또는 "특성곡선"은 제조자에 의해 준비되어 구입평가와 성능판정을 위한 기본자료로 제출되어야 한다.
(2)시방서
부속서 1 양식으로 한다.
(3) 성능곡선
성능곡선은 순환수량이 설계치의 90％, 100％와 110％의 모든 경우에 대하여 표시되어야하며, 횡좌표에 입구공기 습구온도를, 종좌표에 냉각수 출구온도를 표시하되 각각 레인지가 설계조건의 80％, 100％와 120％인 경우의 곡선으로 이루어진다.
표시 입구공기 습구온도의 범위는 22∼32℃를 표준으로 하며 반드시 설계점이 표시되어야 한다.
(4) 특성 곡선
특성곡선은 설계조건에 해당하는 냉각탑 특성치-수공기비 선도를 사용하며 설계 수공기비의 ±25％ 이상 범위에 걸쳐 표시되어야 한다. 특성곡선이 제출되지 않을 경우에는 다음의 냉각탑 특성치-수공기비의 식을 사용하여 평가한다.
KaV/L = C(L/G)ⁿ
여기서, C=1이며, 필름형의 경우에는 n=-0.8, 비말형의 경우에는 n=-0.6이다.
(5) 운전 및 점검 설명서
취급 설명서에는 규격사양서, 냉각탑도면 및 성능곡선 또는 특성곡선이 포함되어 제출되어야 하며 다음 사항을 포함한다.
㉮ 운전개시순서
㉯ 운전방법
㉰ 정비점검 일정
㉱ 정지기간 관리
㉲ 윤활계획표
㉳ 안전관계 주의사항
㉴ 성능저하에 대한 주의사항
㉵ A/S 담당 연락처
㉶ 겨울철 운전주의사항(필요시)
7. 부착표시
(1) 냉각탑 명판
다음 사항을 포함한다.
(a) 표준냉각톤(CRT)
(b) 순환수량
(c) 설계온도(입구수온, 출구수온, 입구공기 습구온도)
(d) 형식 및 모델
(e) 제조년월일
(f) 제조사명
(g) 제조번호
(2) 안전 관계 표시 부착
(a) 취급설명 : 안전운전에 관계되는 사항
(b) 팬의 회전방향
(c) 팬의 자동운전 경고문
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