냉각 패드 성능: 공기 조건 및 속도 영향
본 연구는 셀룰로스 기반 증발 냉각 패드의 성능에 미치는 유입 공기의 건습구 온도, 상대 습도, 그리고 공기 속도의 복합적인 영향을 실험 및 모델링을 통해 분석했습니다. 기존 연구들이 온도, 습도, 유량을 개별적으로 다루었던 것과 달리, 본 연구는 이들 변수 간의 상호작용이 공기 냉각 및 가습에 미치는 영향을 체계적으로 규명했습니다. 실험은 건구 온도, 상대 습도, 물 온도, 공기 속도, 물 유량을 정밀하게 제어하며 진행되었습니다. 이를 통해 열 및 물질 전달 계수를 도출하고, 이를 바탕으로 1차원 열 및 물질 전달 모델을 개발했습니다. 최대 냉각 효율(90–95%)은 적정 공기 온도(28–34°C), 유입수 온도(22–25°C), 낮은-중간 상대 습도(30–50%), 그리고 0.27–0.53m/s 범위의 공기 속도에서 달성되었습니다. 이는 현열 및 잠열 전달 메커니즘이 최적화될 때 나타나는 현상입니다. 공기 속도는 공기 경계층 갱신을 통해 물질 전달을 촉진하며, 유리한 심리 측정 조건은 효율적인 증발을 유도합니다. 가습 및 온도 강하 모두 이러한 변수들의 상호작용에 매우 민감했습니다. 개발된 모델은 냉각 효율 예측에서 7% 미만의 MAE 및 RMSE를, 출구 공기 온도 예측에서 1°C 미만의 MAE 및 RMSE를 보여 신뢰할 수 있는 성능을 입증했습니다. 이는 연구된 작동 범위 내에서 시스템 거동을 정확히 재현함을 의미합니다. 본 연구 결과는 고효율 증발 냉각 시스템 설계 및 운영에 실질적인 지침을 제공하며, 냉각 성능 극대화를 위해 공기 심리 측정 조건과 공기 유량을 동시에 최적화하는 것의 중요성을 강조합니다.