Градирня устройство: Что такое градирня и как она работает?

Устройство градирни вентиляторной | Агростройсервис

Содержание статьи

• Что такое вентиляторная градирня? Для чего она предназначена?
• Схема градирни вентиляторной
• Оборудование градирни

Что такое вентиляторная градирня? Для чего она предназначена?

Вентиляторная градирня – это установка, внутри которой происходит охлаждение воды посредством соприкосновения её с атмосферным воздухом.

Данные водоохлаждающие установки начали применять в начале 20 века. 

Градирня предназначена для охлаждения жидкости, которая в свою очередь отводит тепло из технологического оборудования. Благодаря такому процессу, оборудование не подвержено перегреву отдельных элементов, а процесс изготовления готовой продукции происходит без нарушения технологического процесса, а также максимально увеличивает её выпуск.

Такие установки применяются практически во всех отраслях, но максимально эффективное применение они получили в энергетике, металлургии, химической, машиностроительной и пищевой промышленности. Также набирает обороты популярность в сфере торговых центров. Здесь градирни предназначены для охлаждения кондиционеров и холодильных машин.

Что же касается других отраслей промышленности, то, как правило, градирни в них практически не требуются. А если всё же необходимость в холодной воде появится, то устанавливают либо малогабаритные градирни, либо применяют холодную воду из оборотного водоснабжения или существующих пожарных резервуаров.

Схема градирни вентиляторной

Вентиляторные градирни разных производителей со стандартным верхним расположением рабочего колеса, конструктивно практически ничем не отличаются. Схематично такую установку можно изобразить так:

На данной схеме можно увидеть конструкцию градирни в разрезе. Каркас водоохлаждающей установки выполнен из металлоконструкций и установлен на железобетонный бассейн, внутрь которого падает охлажденная жидкость. Такая установка является одной из самых надежных, так как ж/б бассейн намного эффективнее и долговечнее, в отличие от водосборного резервуара.

В нижней части градирни присутствуют воздухозаборные окна, через которые холодный воздух заходит внутрь охлаждающей установки и далее проходит через оросительное устройство, установленное выше воздуховходных окон.

Выше оросителя располагается водораспределительная система с разбрызгивающими форсунками. Над ВРС устанавливается водоуловитель. Его функция заключается в максимальном снижении уноса капель из градирни. На самой верхней площадке располагается вентиляторная установка, предназначенная для создания максимально эффективного потока воздуха в охлаждающей установке.

Описывая схему градирни, можно увидеть, как холодный воздух проходит через оросительный слой. При этом, он забирает часть тепла от воды, которая, в свою очередь, была разбрызгана посредством водораспределительной системы, а, в частности, соплами. Далее жидкость падает на блоки оросителя и распадается на более мелкие капли, из которых и забирается часть энергии, превращаясь при этом в пар. Он поднимется выше водораспределительной системы, попадая на водоуловитель. На его ребрах нарастают капли жидкости и при достижении нужного размера падают вновь на оросительное устройство. При этом достигается минимальный капельный унос и максимальное охлаждение.

Ответьте на 3 вопроса и получите бесплатную консультацию инженера-технолога по градирням

Наш инженер-технолог ответит на все интересующие вас вопросы, приведет примеры из отрасли, а также соберет исходные данные для подбора оборудования и выставления ТКП

Заказать вентиляторную градирню

Оборудование градирни

Схема градирни вентиляторной состоит из большого количества составляющих, в их число входят: 

Ороситель

Основное охлаждение воды происходит внутри оросителя.

Данный элемент, пожалуй, самый важный в градирне.

Существует 3 вида оросителей: капельный, пленочный и капельно-пленочный.

В данное время капельный ороситель практически нигде не применяется. Причина этому — низкая охлаждающая способность.

Пленочный и капельно-пленочный ороситель имеют ряд отличий между собой.

Например, охлаждающая способность, по расчетам институтов, у пленочного немного выше. Но, в то же время, они имеют способность к засорению каналов и охлаждение воды становится хуже, чем у сетчатого капельно-пленочного.

Капельно-пленочный ороситель можно устанавливать в один слой высотой до 1,5 метров, в то время как для пленочного необходимо делать разрыв между слоями и устанавливать дополнительные водораспределительные каналы. Это сказывается на высоте самой градирни, а также на массе металлоконструкций, что в совокупности факторов способствует увеличению затрат на производство градирни.

Наша компания производит капельно-пленочный ороситель марки БНС 5.5.5., расшифровывается как блок насадки сетчатой размерами 500х500х500 мм. Структура блока оросителя – куб из отдельных сетчатых элементов с ромбическими каналами, снабженный пятью усиливающими трубками. Такая компоновка позволяет достичь высокой прочности, обеспечивая перемещение обслуживающего персонала прямо по оросительному слою.

Применяя ороситель БНС 5.5.5, вы получаете:

• максимально эффективное протекание тепло- и массообменных процессов
• отсутствие забивания блока оросителя градирни взвешенными веществами, смолами, жирами
• равномерное распределение потоков воды и воздуха в градирне
• повышенный срок службы блоков по сравнению с блоками  из полиэтилена и ПВХ
• устойчивость к микробиологическому обрастанию, ультрафиолетовому облучению, щелочам и кислотам
• пожаробезопасную эксплуатацию
• отсутствие дополнительных финансовых и временных затрат на сборку по месту
• экономию на электроэнергии для питания двигателей

Более подробная информация про оросительные устройства представлена в статье «Капельно-пленочный ороситель градирни».

Водоуловитель

Устанавливается в градирню для уменьшения капельного уноса.

Самый востребованный вид водоуловителя – это «Полуволна». Он изготавливается из первичного материала ПНД. Состоит из множества элементов, которые скрепляются между собой при помощи соединения шип-паз. Благодаря такой конструкции, водоуловитель можно набрать любой длины, что позволяет закрыть самые мелкие участки градирни и максимально снизить унос жидкости из градирни.

Мы изготавливаем водоуловитель марки «Полуволна» . Он обладает следующими преимуществами:

• Минимальное аэродинамическое сопротивление позволяет применять менее мощные электродвигатели (вентиляторные установки)
• Позволяет набрать необходимую длину блока водоуловителя по геометрическим размерам градирни
• Небольшой вес блока – 3,5 кг — позволяет производить монтаж собственными силами без применения спец.техники
• Эффективно работает при температуре от -60 ˚С до +50 ˚С и не меняет свои физико-механические свойства
• Водоуловитель из ПНД не подвержен биологическому обрастанию
• Прочность конструкции обеспечивается за счет ребер жесткости
• Первичный полиэтилен низкого давления не выделяет токсичных веществ в атмосферу при эксплуатации
• В блоке пластины скреплены между собой при помощи соединительных элементов типа «шип-паз», что упрощает процесс сборки и монтажа

Подобрать вентиляторную градирню

Ответьте на 5 вопросов и получите ТКП вентиляторной градирни для вашего производства и гарантированную скидку

Водораспределительная система

Предназначена для распределения воды по всей орошаемой площади градирни.

Водораспределительная система состоит из труб и разбрызгивающих форсунок.

Чаще всего трубы применяются из металла или стеклопластика.

Преимущество труб из металла – это их стоимость. К минусам можно отнести: подверженность коррозии, большой вес, малый срок службы, при ремонте требуются огневые работы.

Водораспределение из стеклопластика имеет один минус – это его высокая стоимость. К достоинствам можно отнести: малый вес, неподверженность коррозии, срок службы не менее 25 лет, гладкую внутреннюю поверхность, увеличение скорости прохода жидкости, при ремонте не требуются огневые работы и, соответственно, выгрузки оросителя. В последнее время Заказчики чаще стали применять трубопроводы из стеклопластика, так как все имеющиеся достоинства с лихвой покрывают её стоимость.

Форсунки для водораспределительной системы применяют разного типа, в зависимости от количества воды и наличия в ней посторонних примесей.

К примеру, в водооборотных циклах с примесями чаще применяют форсунки с чашечным отражателем, или более дорогой аналог — каскадные.

При наличии водоподготовки или просто чистой воды можно устанавливать сопла раструбного типа.

А на небольшие оборотные циклы применяют тангенциальные форсунки.

Наша компания производит весь типоряд форсунок для градирни:

• сопла с чашечным отражателем
• сопла тангенциальные
• сопла раструбные
• сопла каскадные

Рассмотрим более детально каждое из них.

Работа сопел с чашечным отражателем отличается в зависимости  от направления установки чашки. Так, при установке чашки вверх — факел получается уже, но выше, а при установке чашки вниз — факел более развитый с радиусом около 1 метра. При загрязненном водооборотном цикле рекомендуется устанавливать 75% форсунок вниз и 25% вверх. Это позволит очистить водораспределительную систему от примесей.

Преимущества чашечных форсунок для градирни

• Конструкция сопла позволяет применять его на загрязненном водооборотном цикле за счет отсутствия застойных зон
• Эффективная работа на градирнях мокрого исполнения любого производителя
• Низкое гидравлическое сопротивление за счет прохода жидкости из трубы в сопло без помех, позволяющее устанавливать менее мощные насосы
• Позволяет эффективно разбрызгивать воду по всей площади градирни при падении давления в системе
• При желании клиента возможно изменение цвета сопла под корпоративные цвета

Тангенциальные форсунки и их преимущества:

• Предназначены для равномерного распределения воды в градирне – вода, проходя из проточной части сопла, дробится, образуя средние и мелкие капли
• Эффективное разбрызгивание воды за счет точной подобранной геометрии проточной части сопла
• Широкий диапазон применения cопла — от малогабаритной до башенной градирни
• Разборная конструкция позволяет экономить время на обслуживание и чистку сопла
• Монтаж форсунок на ВРС производится при помощи одного ключа и требует небольшого количества времени

Раструбные форсунки — установка таких сопел наиболее выгодна и эффективна при необходимости обеспечить проток большого количества воды. Например, в башенных градирнях или градирне СК-400. Вихревая форсунка — так еще называют это сопло. Конструкция этой форсунки представляет собой раструб переменного сечения, диаметром 25 мм в самой узкой части. В нижней части раструбного сопла установлен специальный завихритель, увеличивающий эффективность форсунки и предотвращающий сквозное протекание воды. Верхняя, расширяющаяся часть раструба снабжена зубчиками, рассекающими поток воды и позволяющими получать факел с большей равномерностью распределения капель воды.

Преимущества раструбного сопла

• Конструкция форсунки позволяет добиться мелкодисперсного водяного факела в широком диапазоне давлений
• Благодаря конструкции завихрителя увеличивается давление воды на выходе из форсунки, за счет чего образуется водяной факел большей величины
• Может использоваться вместо эвольвентных форсунок без снижения производительности
• Высокая прочность сопла благодаря монолитной конструкции
• При монтаже и замене форсунки не требуют специальных инструментов

Каскадные форсунки марки СЧ М НЖ являются разновидностью ударных форсунок. Изготавливаются из нержавеющей стали толщиной 2 мм, что обеспечивает их беспрецедентную надежность и долговечность. Сопла каскадные трехтарельчатые хорошо разбрызгивают воду при установке как вверх каскадами, так и вниз.

Преимущества каскадных форсунок

• Конструкция сопла исключает его засорение примесями оборотной воды
• Материал сопла устойчив к воздействию агрессивных сред
• Изготовление сопла под размеры заказчика
• Наличие 3-х или 5-ти каскадов позволяет эффективно распределять воду в широком диапазоне давлений и производительности
• Облегченная конструкция сопла уменьшает нагрузки на водораспределительную систему (ВРС)

Более полную информацию о соплах Вы сможете найти в нашей статье «Водоразбрызгивающие форсунки и сопла градирни».

Вентиляторная установка

Служит для создания эффективного и достаточного потока воздуха.

Вентиляторная установка состоит из двигателя, рабочего колеса и диффузора.

В настоящее время рабочие колеса и диффузор изготавливаются из стеклопластика. Этот материал наиболее прочный и не подвержен воздействию агрессивных сред.

Рабочее колесо создаёт мощный устойчивый поток воздуха, а диффузор ограничивает пространство вокруг него, что в совокупности даёт эффективный проток воздуха через секцию градирни.

Мы производим широкий типоряд рабочих колес, кроме того, мы единственный производитель колес марки РК-180 и РК-200 для градирен СК-400 и СК-1200.

Рабочие колёса Агростройсервис

РК-25 D=2.5 м

РК-50 D=5.0 м

РК-70 D=7.0 м

РК-104 D=10.4 м

РК-180 и РК-200

Мы поможем подобрать Вам градирню, очистные сооружения и КНС

+7 (831) 334-75-40

Обшивка

Обшивка градирни предназначена для защиты металлоконструкций и внутренних комплектующих от внешнего воздействия среды. Она препятствует проникновению внутрь градирни пыли и грязи.

Обшивку устанавливают как внутри, так и снаружи установки, в зависимости от конструктивной особенности.

Применяют обшивку как из полимерных материалов, таких как стеклопластик и ПВХ, так и из металлического профилированного листа, который могут покрывать различными полимерами.

Самой эффективной на данный момент является обшивка из стеклопластика.

Основные её преимущества перед другими – это малый удельный вес, высокие прочностные характеристики, низкое водопоглощение, за счет своих химических и физических свойств, долговечность (срок эксплуатации более 20 лет), неподверженность коррозии, химическому воздействию различных кислот и щелочей, устойчивость к высоким температурам.

Мы можем предложить заказчику 4 вида обшивки. Расскажем о достоинствах каждой.

Обшивка ЛСП — стеклопластиковая. Ее свойства:

• Легкая — Малый удельный вес позволяет снизить затраты при транспортировке и монтаже
• Прочная — Высокие физико-механические характеристики позволяют выдерживать высокие статистические и динамические нагрузки, не разрушаться от внешнего воздействия
• Водооталкивающая — Низкое водопоглощение, за счет уникальных химических и физических свойств стеклопластика, что существенно продлевает срок службы обшивки, особенно в зонах с влажным климатом и значительными среднегодовыми колебаниями температур
• Яркая — По желанию Заказчика обшивка может быть окрашена в любой цвет по системе RAL
• Долговечная — Срок эксплуатации — 25 лет, недостижимый другим обшивками градирен
• Надежная— Высокая коррозионная и биологическая стойкость: неподверженность электрохимической коррозии, устойчивость к различным агрессивным средам, в том числе к воздействию солей, кислот и щелочей, неподверженность бактериальному разложению, устойчивость к продуктам биологической жизнедеятельности
• Негорючая — Выдерживает перепад температур 
  от -50°С до +80°С
• Плотная — Соединение элементов между собой осуществляется «внахлест», что предотвращает подсос воздуха в градирню

Обшивка ЛПВ — из материала ПВХ. Ее преимущества: 

• Универсальная — Широкий диапазон применения, благодаря своей структуре данная обшивка не боится морозов и прекрасно переносит жару
• Негорючая— ЛПВ – негорючая обшивка, что подтверждено испытаниями на группу Г1
• Стойкая — Полная устойчивость к щелочным и кислым средам, неподверженность обрастанию микроорганизмами и отсутствие образования льда зимой
• Долговечная— Большой срок службы обшивки – 20 лет
• Прочная — Структура ребер жесткости дает большую прочность листу, оставляя его гибким
• Низкое линейное расширение— Слой ABS-пластика придает жесткость и не позволяет обшивке выгибаться при нагреве на солнце

Профлист металлический, его преимущества:

• Простота сборки за счет специальных замков: листы легко защелкиваются друг в друга
• Не поддерживает горение
• Диапазон эксплуатации обшивки от -50°С до + 50°С
• По желанию Заказчика может быть окрашена в любой цвет по системе RAL
• Соединение элементов между собой осуществляется внахлест замковым способом, что предотвращает подсос воздуха в градирню

Обшивка ЭПЛ-200

Обшивка ЭПЛ-200 разрабатывалась как материал для замены металлического профлиста при изготовлении заборов, крыш, перекрытий ангаров. Однако наибольше распространение данный материал приобрел именно как обшивка для градирни.

Преимущества обшивки ЭПЛ-200:

• Недорогой практичный материал, устойчивый к агрессивным средам и коррозии
• Замковый способ соединения листов предотвращает подсос воздуха в градирню
• Не горит, не разрушается под действием ультрафиолета
• Температура эксплуатации от -50°С до + 50°С позволяет применять ЭПЛ-200 по всей России
• Легко монтируется защелкиванием листов друг в друга Легкий вес исключает тяжелые, дорогие профиля и ригели для крепления

Мы рассмотрели основные элементы вентиляторной градирни. Всегда в наличии и под заказ для вас! Обращайтесь по телефонам 8-800-222-45-62, 8-8313-34-75-40 или пишите на почту [email protected]

Основные элементы градирни

Видео не поддерживается вашим браузером. Скачайте видеофайл.

Купить вентиляторную градирню или комплектующие

Автор: ООО «НПО «Агростройсервис”. Дата публикации 10.07.2018

Другие статьи

• Строительство и монтаж градирни. Этапы и технологии
• Градирни — типы градирен и принцип работы
• Купить вентиляторные градирни Вента

Градирня: устройство и принцип ее работы

Открытая градирня: принцип действия

У любой вентиляторной градирни принцип работы основан на охлаждении воды или другой жидкости атмосферным воздухом. Воздух в данном случае выступает в качестве хладагента, что отличает градирню от других видов холодильных установок.

На рисунке показано устройство градирни и ее основные элементы. Охлаждаемая вода проходит через распределительную систему (1) и подается на форсунки (2), которые распыляют воду над оросителем (3), установленным в корпусе (4) градирни.

За счет развитой поверхности оросителя обеспечивается равномерное стекание воды в виде тонкой пленки. При этом обеспечивается эффективное охлаждение воды встречным потоком наружного воздуха.

Небольшое количество воды испаряется, а основной объем охлажденной воды поступает в поддон (5) градирни. Перед возвратом в систему вода проходит механическую очистку в сетчатом фильтре. Для очистки фильтра и обслуживания рабочих механизмов градирни предназначен сервисный люк.

Схема градирни открытого типа и принцип ее работы

Испарившаяся вода компенсируется открытием клапана подпитки, подключенного к системе водоснабжения. Необходимый минимальный уровень воды в поддоне поддерживается совместной работой реле уровня воды и клапана подпитки. При аварийном превышении допустимого уровня, избыточная вода удаляется из градирни через переливной трубопровод.

Для защиты воды в поддоне градирни от замерзания, предусмотрена установка ТЭНов с управлением по термостату. Наружный воздух, нагнетаемый радиальным вентилятором (6), подается на ороситель противотоком относительно воды. Проходя через ороситель, воздух насыщается влагой, отводит теплоту испарения воды и выбрасывается в атмосферу. Для предотвращения капельного уноса в градирне установлен каплеуловитель (7). Рабочее колесо вентилятора приводится в движение электродвигателем посредством клиноременной передачи.

Щит управления и автоматики предназначен для регулирования производительности и обеспечения безаварийной работы градирни.

Устройство и работа закрытой градирни. Основные различия

Схема градирни закрытого типа

Мокрые градирни закрытого типа работают схожим образом с градирнями открытого типа. Разница заключается в том, что вода или охлаждающая жидкость контура орошения проходит через герметичный теплообменник, который охлаждается водой и воздухом из внешней среды. Благодаря такому расположению исключается контакт оборотной воды с окружающей средой, а значит и исключено попадание в контур различного мусора и загрязнений.

Таким образом, в закрытой градирне существует два контура.

Контур орошения – это вода, которая контактирует с внешней средой и охлаждает теплообменник.
Внутренний контур – это вода или охлаждающая жидкость, которая циркулирует по теплообменнику.

С помощью насосов вода контура орошения подается в систему водораспределения и распыляется форсунками на змеевик теплообменника. Испаряясь на поверхности труб, орошающая вода охлаждает теплообменник и жидкость внутри него. С помощью системы подпитки часть испаренной воды постоянно восполняется.

Что такое градирня?

Используя комплексный системный подход, каждая градирня и ее компонент спроектированы и спроектированы для совместной работы в качестве интегрированной системы, обеспечивающей эффективную работу и длительный срок службы.

Естественное охлаждение HVAC —  Система естественного охлаждения позволяет градирне напрямую удовлетворять потребности здания в охлаждении без необходимости эксплуатации чиллера в холодную погоду. Цель системы естественного охлаждения — экономия энергии. Существуют определенные типы систем естественного охлаждения и определенные элементы, которые должны быть установлены для рассмотрения системы естественного охлаждения. Щелкните здесь, чтобы узнать больше о естественном охлаждении SPX.

Переменный расход –  Могут быть значительные возможности для экономии энергии, если градирня может работать с переменным расходом в непиковые периоды. Переменный поток — это способ максимизировать эффективность установленной мощности градирни при любом расходе процесса. Узнайте больше о переменном расходе SPX .

OEM-запчасти —  Точно спроектированы для обеспечения надежного продукта,  OEM-детали Marley изготовлены в соответствии с высочайшими стандартами и жесткими допусками для увеличения срока службы.

Решения Geareducer® – Редукторы доступны в различных конструкциях и с различными передаточными числами, чтобы соответствовать различным скоростям вращения вентиляторов и мощности градирен. Программа Marley Geareducer Solutions позволяет клиентам заказать новый редуктор на замену для башни от SPX, или обученный на заводе технический специалист может отремонтировать существующий редуктор или восстановить редуктор, используя OEM-запчасти Marley.

Наполнитель –  Одним из наиболее важных компонентов градирни является наполнитель. Его способность обеспечивать как максимальную поверхность контакта, так и максимальное время контакта между воздухом и водой определяет эффективность градирни. Две основные классификации наполнителей: наполнитель брызгового типа (разбивает воду) и наполнитель пленочного типа (распределяет воду тонким слоем).

Каплеуловители –  Предназначены для удаления капель воды из отводимого воздуха и снижения потерь технической воды,  9Каплеуловители 0005 вызывают резкое изменение направления движения воздуха и капель. Это приводит к тому, что капли воды отделяются от воздуха и попадают обратно в градирню.

Форсунки – Конфигурация с поперечным потоком позволяет использовать самотечную систему распределения с такой форсункой, как Marley ST . В этой системе подаваемая вода поднимается в распределительные бассейны горячей воды над насыпью, а затем проходит над насыпью (под действием силы тяжести) через форсунки, расположенные в дне распределительного резервуара. Конфигурация с противотоком требует использования системы напорного типа с закрытыми трубами и распылительными форсунками, такими как Марли НС .

Вентиляторы –  Вентиляторы градирни должны эффективно перемещать большие объемы воздуха с минимальной вибрацией. Материалы изготовления должны быть не только совместимы с их конструкцией, но также должны выдерживать коррозионное воздействие окружающей среды, в которой должны работать вентиляторы. Сверхтихий вентилятор Marley — это пример вентилятора, который можно использовать в ситуациях, когда необходим очень низкий уровень шума.

Карданные валы – Карданный вал передает мощность с выходного вала двигателя на входной вал Geareducer. Поскольку карданный вал работает внутри башни, он должен быть очень устойчивым к коррозии. При вращении на полной скорости двигателя он должен быть хорошо сбалансирован и иметь возможность повторной балансировки. В соответствии со строгими техническими требованиями градирни был разработан приводной вал Marley Comp-DS из углеродного волокна  .

Для получения конкретной информации о том, как SPX Cooling Technologies может удовлетворить потребности вашей градирни, обратитесь к местному Торговый представитель Marley .

Градирня: функция и принцип работы

Все промышленные объекты, а также объекты для кондиционирования воздуха, охлаждения или производства энергии характеризуются выбросами тепла: они более или менее значительны в количественном выражении. Обычно это «остаточное» тепло имеет низкое содержание энергии, что делает его утилизацию невозможной или целесообразной. Поэтому она должна каким-то образом рассеиваться вовне.

Среди различных решений, доступных для этой цели, в этой статье мы рассмотрим градирни: сегодня они признаны одними из самых эффективных технологий, доступных на рынке.

Джорджио Лоренцетти, технический консультант MITA Cooling Technologies

1. Испарительные градирни: что это такое и как они работают

В этом разделе мы попытаемся ответить на следующие наиболее часто задаваемые вопросы.

• « Что такое испарительные градирни (или просто градирни), что они делают и как они работают?»
• «Где они используются и почему? Зачем они нужны?»
• «Что такое определение «градирни» или «испарительной градирни»?»
• «Что означает «испаряющийся»?»

1.1. Градирни: что это такое и где они используются

Испарительные градирни, или Градирни — это устройства, в которых используется естественный принцип, простой и эффективный: принудительное испарение минимальное количество воды по сравнению с основной массой происходит за счет отвода тепла от самой массы; масса, следовательно, остывает ( скрытая теплота испарения ).

Процесс охлаждения испарением настолько же прост, насколько и древний: архаичные амфоры, сделанные из терракоты, пористого материала, позволяли воде выщелачиваться наружу в минимальных количествах. Таким образом, происходил процесс испарения : вода внутри сохранялась прохладной даже при высоких температурах окружающей среды.

1.2. Градирни используют скрытую теплоту испарения

Испарительные градирни способны наилучшим образом реализовать процесс теплообмена вода/воздух : испарение принудительно за счет использования простых и эффективных компонентов, которые обычно требуют минимального обслуживания.

Чтобы лучше понять, как происходит рассеивание тепла, необходимо ввести два понятия.

• Явное тепло. Это количество тепловой энергии, которое добавляется к физическому элементу (например, жалюзи) или вычитается из него для изменения его температуры.
• Скрытая теплота. Это в основном основано на изменении состояния, которому может подвергнуться вещество в результате добавления или потери тепла. В случае воды она может переходить из жидкой фазы в твердую фазу (лед), если отводить тепло, когда она достигает точки замерзания. Он также может перейти из жидкой фазы в газообразную фазу (пар), если добавить тепла, когда он достигнет точки кипения. Таким образом, скрытая теплота определяется как тепло, которое вводится или отводится для изменения состояния воды. В частности, в системах испарительного охлаждения он определяется как скрытая теплота испарения .

Грамотно спроектированная испарительная колонна способна обеспечить максимально возможную площадь контакта воды с воздухом, чтобы оптимизировать скрытый теплообмен .

Чтобы сделать этот теплообмен возможным, испарительная колонна должна иметь очень большую контактную поверхность воздух/вода . Это достигается с помощью поверхности теплообмена, специально разработанной для этой цели, и вентилятора, способного перемещать определенный объем воздуха в соответствии с точно определенными параметрами. Теперь мы подробно рассмотрим важность этих внутренних компонентов.

>> Узнайте больше о том, как работают градирни

1. 3. Температура по влажному термометру

Важная физическая концепция позволяет лучше понять, как работают градирни: температура по влажному термометру лежит в основе теории работы всех испарительных систем и, в частности, градирен. .

Практически этот параметр точно определяет «наихудшие» условия температуры и относительной влажности в месте установки. Он обеспечивает точную ссылку на теоретически достижимая температура на выходе испарительной колонны.

1.4. Эффективность градирен

Учитывая их простую конструкцию в сочетании с высоким уровнем эффективности с точки зрения отношения затрат/рассеиваемой кВт, испарительные градирни по-прежнему являются наиболее часто используемыми охлаждающими устройствами как в ОВКВ, так и, прежде всего, в промышленности. Окружающая среда : нет особых движущихся частей, за исключением вентилятора (который может быть расположен как в точке всасывания, так и в точке подачи). С другой стороны, потребление электроэнергии действительно низкое по сравнению с другими системами, используемыми для тех же целей.

Это особенно актуально там, где необходимо рассеивать большое количество тепла (например, сталелитейные заводы, химические заводы, электростанции), поскольку градирни не имеют себе равных с точки зрения потребляемой электроэнергии и минимального пространства, необходимого для их установки.

Не говоря уже о том, что достижимые температуры, в отношении охлажденной воды, значительно ниже температуры окружающей среды : в отличие, например, от жалюзийных систем, которые ограничены этим пределом. Это связано с тем, что испарительные системы работают за счет использования скрытой теплоты испарения (минимально достижимым пределом воды является температура смоченного термометра).

>> Узнайте больше о характеристиках испарительных башен

1. 5. Сравнение технологий охлаждения: испарительные, сухие, адиабатические и механические охладители. для нашего завода. В частности, решение должно учитывать как необходимые рабочие температуры и условия окружающей среды на месте установки.

Например, если требуется температура охлаждаемой жидкости ниже температуры окружающей среды, предпочтительнее будет испарительная система: в этом случае минимальный теоретический предел охлаждаемой жидкости составляет, как мы видели, температура воздуха по влажному термометру .

С другой стороны, сухие системы основаны на физическом обмене, который гораздо менее эффективен, чем обмен скрытой теплотой испарения. Ограничение в данном случае накладывается температурой охлаждающей жидкости, а именно окружающего воздуха. Где это достаточно для охлаждения жидкости до температуры выше температуры окружающей среды, следует использовать воздушный охладитель.

Третий вариант заключается в разработке адиабатической системы , в которой желательна температура жидкости, равная или немного ниже температуры окружающей среды.

Все это помогает показать, что не существует такой вещи, как система охлаждения, подходящая на все времена года: сделать правильный выбор, исходя из конструктивных требований и условий окружающей среды, означает оптимизация энергопотребления, сокращение необходимого пространства и обеспечение условий, в которых системы могут работать наилучшим образом.

Чиллеры — отдельная тема: в данном случае, однако, речь идет об устройствах, в которых для охлаждения используются специальные механические компоненты (компрессоры, испарители) вместо «природных» элементов, таких как воздух или вода.

>> Узнайте о сравнительных преимуществах испарительного и адиабатического охлаждения

2.

Градирни: размеры и компоненты

Мы узнали, что такое испарительные градирни и какой (простой) физический принцип они используют для поддержания высокой производительности.

Теперь мы рассмотрим, как они устроены, и, более конкретно, критерии, используемые для определения их размера.

2.1. Как определить размер градирни: важность температуры по влажному термометру

Размер испарительной градирни определяется несколькими фундаментальными параметрами. К ним относятся:

• рассеиваемая тепловая мощность;
• температура воды на входе в градирню;
• температура на выходе, которую необходимо достичь;
• термогигрометрические условия (т. е. температура и влажность) в месте установки.

Эта информация особенно важна для определения правильного размера. Это позволяет определить именно этот параметр температура по влажному термометру , которая, как мы видели, определяет «наихудшие» условия окружающей среды в месте установки и минимальную температуру, которой может достичь вода, охлаждаемая испарительной градирней.

В этих условиях-пределах проектные температуры, необходимые для рассеивания тепловой нагрузки, создаваемой системой, должны быть гарантированы. Как только определена эталонная температура смоченного термометра (в среднем примерно на 10°C ниже, чем температура окружающей среды), становится ясно, что подход , необходимый для воды на выходе, будет меньше, а испарительная колонна, необходимая для его достижения, будет больше. Под «приближением» мы подразумеваем разницу между температурой смоченного термометра и температурой охлажденной воды.

Обычно приближение от 2-3°C до 5-6°C полностью удовлетворяет потребности большинства современных объектов.

>> Свяжитесь с нами для получения дополнительной информации о размерах башни для вашего объекта

2.2. Компоненты градирен и используемые материалы

Теперь мы подошли к основным компонентам , которые характеризуют испарительные градирни открытого или закрытого типа.

• Основная защитная и опорная конструкция для испарительной колонны: она может быть изготовлена ​​из листового металла, стекловолокна или обоих материалов. Для очень больших промышленных или гиперболических башен также используется цемент.
• Поверхность теплообмена (в градирнях с открытым контуром) или теплообменный змеевик , как правило, с пучками гладких труб (в градирнях с замкнутым контуром): это «сердце» испарительной градирни. По сути, это компоненты, через которые происходит теплообмен между водой и воздухом.
• Осевые или центробежные вентиляторы : это единственная движущаяся механическая часть и компонент, который «вынуждает» испарение воды, необходимое для достижения охлаждения. Выбор осевого или центробежного вентилятора в зависимости от условий проектирования важен для достижения наиболее эффективной работы и наименьшего энергопотребления системы. Давайте посмотрим на критерии.
• Система распределения воды , обычно состоит из рампы из труб и форсунок. Позволяет распределять охлаждаемую воду по поверхности теплообмена (градирни открытого типа) или по змеевику теплообменника (градирни закрытого типа).

Каплеуловитель , расположенный непосредственно перед вентилятором. Он служит для удержания капель воды, которые в противном случае были бы вынесены наружу потоком воздуха, создаваемым вентилятором.

Кроме того, характер охлаждаемой воды оказывает большое влияние как на выбор строительных материалов, используемых, как указано выше, так и на наиболее подходящий тип поверхности теплообмена. Для особенно агрессивной или кислотной воды предпочтительнее использовать коррозионно-стойкие материалы или стекловолокно , последнее по своей природе не подвержено влиянию большинства химических реагентов.

С другой стороны, если вода может быть загрязнена технологическим процессом, увлекая за собой мутность или другие загрязняющие вещества, в том числе органического происхождения, необходимо выбрать наиболее подходящий тип поверхности теплообмена из имеющихся: от необрастающей , к вертикальным непересекающимся каналам, к классическим «сплэшным» пакетам, основанным на принципе отделение капель .

>> Свяжитесь с нами для получения информации об обслуживании компонентов вашей башни

2.3. Отвод и подпитка

Как упоминалось выше, испарительные градирни достигают своей цели охлаждения воды за счет принудительного испарения определенного количества воды. Количество испарившейся воды прямо пропорционально количеству теплоты, которое необходимо рассеять : более конкретно, примерно 1 литр воды теряется на каждые 600 ккал рассеиваемой тепловой нагрузки.

Это неопровержимый физический факт и представляет собой один из немногих «критических» аспектов, которыми необходимо управлять, в явно положительном балансе испарительных систем по сравнению с другими технологиями охлаждения.

Для достижения охлаждения испарившаяся вода должна быть реинтегрирована в контур : желательно, чтобы это выполнялось путем кондиционирования воды таким образом, чтобы отложения накипи и отложения вообще не возникали в контуре . Это связано с тем, что концентрация соли , содержащиеся в испаряющейся воде, растворяются в оставшейся воде, медленно увеличивая концентрацию. Короче говоря, важно контролировать эту концентрацию и следить за тем, чтобы определенные пределы не превышались: обычно для этой цели более чем достаточно подходящей обработки от накипи и частичного стравливания воды , содержащейся в контуре.

В то время как испаряемая вода является функцией рассеянного тепла и, следовательно, не может быть изменена в количественном выражении, вода, определяемая как «сбрасываемая», может быть изменена и служит для поддержания количества растворенных солей в определенных пределах.

Спуском можно управлять «эмпирически», стремясь к тому же, что и испарению (коэффициент концентрации «2»). Или его также можно контролировать, постоянно контролируя качество воды, содержащейся в контуре, особенно параметр электропроводности.

Контроль проводимости с помощью специальной обработки известковым налетом, а затем надлежащее управление отводом воды позволяет сократить количество воды, которая теряется впустую. Мало того, это также позволяет поддерживать эффективность системы в идеальном состоянии и увеличивает интервалы между техническим обслуживанием и заменой компонентов, подверженных износу. Таким образом, идеальным решением может быть выбор «интегрированного» решения для вашего объекта, т. е. комплектов, которые, помимо одного испарительного блока, также включают в себя специальное оборудование для контроля и управления водой. Еще лучше, если они будут предложены непосредственно производителем: таким образом, они могут быть подходящими с точки зрения материалов и специально разработанными для машины, которую они обслуживают.

>> Щелкните здесь, чтобы узнать об интегрированных системах управления водой градирни

используется в следующих типах установок:

• производство энергии;
• кондиционирование воздуха в общественных зданиях;
• холодильное оборудование;
• промышленный;

Эта последняя область, безусловно, представляет сектор, в котором наиболее часто используются испарительные башни, прежде всего для электростанций средней и большой мощности .

3.1. Испарительные градирни: оптимальное решение для более высоких уровней мощности

Все остальные системы охлаждения , независимо от того, включают ли они воздушные, адиабатические или холодильные установки, представляют собой возможную альтернативу, когда рассеиваемая тепловая мощность относительно невелика, ниже 1 МВт в качестве эталона. Однако они становятся крайне неэкономичными, когда речь идет о значительно больших мощностях, даже в несколько МВт.

В промышленности используются градирни как открытого, так и закрытого типа : в последнем случае охлаждаемая жидкость (вода или смесь воды и гликоля) циркулирует внутри змеевика, изготовленного из гладкой трубы. В свою очередь, он смачивается снаружи, и принудительно испаряемая вода отдает тепло внутренней жидкости.

>> Узнайте о различных градирнях открытого и закрытого типа

3. 2. Градирни в сочетании с теплообменниками

Испарительные градирни с замкнутым контуром представляют собой достойную альтернативу , где должно выполняться «косвенное» охлаждение пользователя : а именно, когда жидкость в контуре охлаждения не загрязняется воздухом.

Тот же тип непрямого охлаждения может быть достигнут с помощью испарительной башни с открытым контуром в сочетании с пластинчатым теплообменником или кожухотрубным теплообменником. Преимущество первой системы состоит в том, что испарительная секция и кожухотрубный теплообменник могут быть размещены в одной машине: преимущества с точки зрения занимаемой площади и стоимости неоспоримы.

3.3. Градирни в сочетании с конденсаторами чиллеров с водяным охлаждением

Испарительные градирни также используются в секторе HVAC и, прежде всего, во всем промышленном и коммерческом холоде: в частности, вместе с конденсатором чиллеров с водяным охлаждением , сегодня больше, чем когда-либо, в абсорбционных единицах.

3.4. Примеры областей применения

Наконец, в качестве примера, вот список из секторы промышленного или гражданского применения , в которых градирни могут выполнять свою функцию рассеивания технологического тепла.

• Атомные, тепловые, геотермальные и угольные электростанции.
• Нефтегазовые заводы: часто используются крупные промышленные градирни
• Нефтеперерабатывающие заводы
• Производство пластмасс и термическая обработка металлов (например, сталелитейные и литейные заводы).
• Когенерация и тригенерация
• Системы кондиционирования воздуха в гражданских и промышленных зданиях ( HVAC ).
• Супермаркеты вместе с холодильными установками.
• Небольшие производственные системы, такие как кафе-мороженое.

>> Откройте для себя дополнительные тематические исследования охлаждающих башни для разных контекстов

4.

Типы эвапорирующих охлаждающих башни

. : на этапе проектирования выбор зависит от области применения, для которой они предназначены, или от размера установки.

Наиболее частые переменные, которые могут повлиять на выбор, в основном следующие:

• рассеиваемая тепловая мощность,
• характер охлаждаемой воды,
• тип процесса,
• контекст, в котором происходит установка (гражданское или промышленное),
• особые требования к установке, например, если это новая система или замена.

4.1. Градирни на месте и заводской сборки

Размер системы (с точки зрения рассеиваемой тепловой мощности) указывает на выбор двух систем: испарительных градирен «пакетного» типа , а именно предварительно собранных на заводе, или « монтируемых на месте». » (установлен непосредственно на месте).

Форма может быть изготовлена ​​как из металла, так и из других материалов, «менее чувствительных» к присутствию воды и ее возможному коррозионному воздействию: например, стеклопластик . Последние обычно имеют металлическую конструкцию или пултрузионные профили из стекловолокна, если не из бетона : классические гиперболические башни атомных электростанций.

>> Узнайте больше о градирнях для монтажа на месте

4.2. Стандартные или бесшумные решения

Еще одним элементом, влияющим на выбор наиболее подходящего конструктивного решения, является площадь установки: если говорить о Сектор ОВиК (больницы, торговые центры, системы кондиционирования) предпочтительнее решение с низким уровнем акустического воздействия . Поэтому следует выбирать машину, конструктивно спроектированную так, чтобы иметь низкий уровень шума или, в любом случае, легко заглушить ее.

Если область установки промышленная , ограничения по шуму, хотя и представлены в качестве проектного запроса, безусловно, менее обязательны, и поэтому может быть предложено менее конкретное решение.

>> Узнайте о передовых методах борьбы с шумом

4.3. Что предпочтительнее, центробежные или осевые вентиляторы?

Чтобы ответить на этот вопрос, давайте сделаем шаг назад во времени.

В прошлом в гражданском секторе существовала тенденция делать выбор в пользу испарительных градирен с центробежными вентиляторами . Осевые вентиляторы предпочитали для промышленных процессов.

Сегодня существуют испарительные градирни с осевыми вентиляторами, которые столь же эффективны, сколь и бесшумны, до такой степени, что эта разница уже не так очевидна.

>> Читать о преимуществах центробежного или осевого вентилятора

4.4. Правильное решение для правильной установки: сбор информации

Наконец, также важно знать любые размерные ограничения или ограничения, связанные с другими ранее существовавшими ситуациями, которые могут привести к предпочтительности того или иного выбора.

Например, в случае замены может быть существующий бассейн или пространство, определенное предыдущей установкой, которые необходимо учитывать. Однако такой предел встречается реже или его можно определить по области, в пределах которой предназначена система охлаждения.

Все эти аспекты должны быть обсуждены на этапе сбора данных между Заказчиком и Поставщиком, при этом Поставщик должен взять на себя роль «консультанта» для Заказчика, чтобы предложение могло быть наилучшим как с технической, так и с экономической точки зрения.

 5. Водоподготовка и техническое обслуживание

Как и все устройства в рамках технологической системы, испарительные башни любого типа также требуют программы планового обслуживания и, в случае отказа, программы внепланового обслуживания .

Из-за крайней простоты конструкции градирни не требуют особого внимания, за исключением соблюдения некоторых очень простых и эффективных указаний , чтобы гарантировать, что они всегда поддерживаются в оптимальных рабочих условиях.

Фактически, безопасность и эффективность идут рука об руку.

5.1. Водоподготовка градирни

Наиболее деликатные аспекты, безусловно, связаны с характером циркулирующей воды: а именно, не только внимание к типу охлаждаемой воды, но и к тому, как эта вода контролируется и кондиционируется , чтобы она не портится с физико-химической точки зрения.

Хорошо очищенная вода, избегающая отложений накипи и других отложений в испарительной башне и на установке, также оказывает большое положительное влияние на минимизацию возможного размножения и диффузии органических веществ (водорослей) или бактерий, включая наиболее распространенный и потенциально опасный, который может вызывать легионеллу.

Испарительная градирня clean означает испарительную градирню, которая всегда эффективна, поэтому способна обеспечить максимальную эффективность при минимальном потреблении как электроэнергии, так и испаряемой и продувочной воды.