충전재를 균일하게 배치하는 대신 불균일하게 배치하면 냉각탑의 성능이 향상된다. 물이 뿌려지는 충전재의 다양한 배치 방식이 냉각탑의 열 특성과 저항 특성에 미치는 영향을 탐구하기 위해 냉각탑 내부 충전재의 기존 등고 및 동일 간격 배치를 기반으로 균일하지 않은 간격 및 불균일한 높이 배치의 최적화 설계를 수행하였다. 여러 가지 운전 조건에서 3가지 배치 방식의 3차원 수치 모델을 구축하고 열 특성을 비교하였다. 운전 중인 4가지 대표적인 운전 조건을 선택하고 수치 시뮬레이션 결과를 실험 데이터와 비교 분석하였다. 결과적으로 충전재를 균일하게 배치하는 방식에 비해 불균일한 높이와 간격의 배치는 냉각탑의 열교환 성능을 어느 정도 향상시키고 온도 하락을 0.7℃에서 1.0℃ 증가시켰다. 불균일한 높이 배치에 비해 불균일한 간격 배치는 탑의 주변 냉각 효과를 더 높이고 탑의 중심 영역 냉각 효과를 훨씬 뚜렷하게 향상시켰다. 다양한 조건을 종합해 보면 불균일한 간격 배치 방식의 전체 온도 하락은 불균일한 높이 배치보다 약 0.2℃ 증가한다. 수치 시뮬레이션 결과와 실험 결과의 전반적인 편차는 크지 않으며, 추세가 동일하여 냉각탑의 실제 운전 상황을 반영하고 냉각탑 충전재 배치 설계를 지도하는 데 사용할 수 있다.

냉각탑; 물 뿌리는 충전재; 균일 배치; 불균일한 간격 배치; 불균일한 높이 배치; 온도 하락; 수치 시뮬레이션