Бизнес портал www.InterExpo.com.ua - каталог фирм, прайс-листы, бизнес новости, деловые контакты, добавить фирму Киев Украина, Россия
Статьи

Градирні - види, призначення, принцип роботи

Градирні служать для охолодження теплоносія, що циркулює в замкнутих системах, за допомогою повітря з навколишнього середовища.

Градирні дають змогу ефективно охолоджувати великі обсяги теплоносія за невеликих енерговитрат і не використовують для цього холодоагенти, тому можуть вважатися екологічним рішенням.

  • Класифікація - які бувають градирні
  • Ежекційні градирні
  • Вентиляторні градирні
  • Баштові градирні
  • Закриті градирні
  • Суха градирня або драйкулер
  • Вибір типу градирні для конкретних умов

Класифікація - які бувають градирні

Залежно від розв'язуваних завдань, існує безліч різних типів градирень. У цій статті ми зупинимося на найпоширеніших різновидах цього обладнання.

Усі градирні поділяються на дві великі категорії:

  • випарні або мокрі градирні,
  • сухі градирні або драйкулери.

У градирнях випарного типу охолодження теплоносія відбувається за рахунок випаровування вологи в навколишнє середовище. Принцип їхньої роботи полягає в тому, що в процесі випаровування витрачається енергія, і цю енергію "забирають" у рідини, яку потрібно охолодити. Відомо, що щоб випарувати 1 кг води, необхідно затратити 0,67 кВт енергії, тому при випаровуванні великих обсягів вологи тепловтрати будуть значними. Випаровування в градирні відбувається за допомогою примусової циркуляції повітря, що подається.

Сухі градирні охолоджують теплоносій без подачі води (тому вони і називаються сухими), тільки за рахунок спрямованого повітряного потоку, який, нагріваючись, забирає з собою частину "відібраного" тепла. Зрозуміло, що ефективність драйкулера завжди менша, ніж ефективність випарної градирні, і в спекотну погоду вона мінімальна.

Випарні (їх ще іноді називають мокрими градирнями, на відміну від "сухих" драйкулерів) градирні зі свого боку поділяються на:

  • відкриті градирні,
  • закриті градирні.

Градирні відкритого типу вирізняються простішим пристроєм порівняно із закритими. У відкритих градирнях охолоджуваний теплоносій має безпосередній контакт із навколишнім середовищем, тобто з повітрям, що подається.

Існують два основних типи відкритих градирень:

  • ежекційні,
  • зрошувальні.

У зрошувальних градирнях подача повітряних мас здійснюється за допомогою відцентрових або осьових вентиляторів. Градирні такого типу незамінні, коли споживачеві, наприклад, холодильній машині, необхідно охолоджувати велику кількість теплоносія, а також у ситуації, коли потрібно отримати на виході теплоносій з низькими значеннями температури.

Але і це не все - зрошувальні градирні також поділяються на:

  • вентиляторні градирні,
  • баштові градирні.

На замітку. "Під час вибору типу вентилятора для градирні слід пам'ятати, що застосування вентилятора осьового типу забезпечує порівняно менший напір повітря, що не дає змоги охолоджувати рідину з вищою температурою. При використанні відцентрового вентилятора можливості градирні за температурою теплоносія підвищуються. Зате у осьових вентиляторів менше енергоспоживання".

Ежекційні градирні

Принцип дії ежекційної градирні такий. Гарячий теплоносій подається в градирню з великою швидкістю, близько 16-20 м/с, і через дуже дрібні отвори (ежектори). У результаті утворюється дрібнодисперсний водяний пил, який, рухаючись дуже швидко, утворює всередині градирні область зниженого тиску. За рахунок цього, спільно з вологою, через ежектори всередину градирні затягується холодне атмосферне повітря.

У результаті цього відбувається теплообмін, який відбувається на всій поверхні крапель. Зрозуміло, що площа зіткнення холодного повітря і гарячих крапель дуже велика, тому ефективність теплообміну велика.

Основне призначення ежекційної градирні - охолодження дуже гарячого теплоносія. Вона може ефективно працювати за температури охолоджуваної рідини 50°С, 60°С і навіть вище, інші градирні на таке не здатні. Але за все треба платити, і ежекційна градирня має кілька серйозних недоліків:

  • щоб подавати теплоносій всередину з великою швидкістю, потрібно забезпечити на вході високий тиск рідини: 0,3-0,4 МПа. А це означає, що в ежекційній градирні потрібно встановити водяний насос підвищеної потужності. Більша потужність - більші експлуатаційні витрати, а також більший і знос трубопроводів подачі теплоносія;
  • у холодну пору року експлуатація ежекційних градирень дуже ускладнена, тому що водяний пил легко замерзає;
  • це, мабуть, найбільш неекономічний варіант з погляду витрат теплоносія, що випаровується, значна частина якого просто відлітає в атмосферу. Використання краплевловлювачів на виході повітряного потоку неможливе, оскільки це сильно погіршує ефективність роботи ежекційної градирні.

Вентиляторні градирні

У вентиляторних градирнях охолодження теплоносія здійснюється завдяки подачі на нього повітряних мас за допомогою спеціальних вентиляторів - відцентрових або осьових. Найбільшого поширення в зонах із помірним кліматом набули вентиляторні градирні протиточного типу. У таких градирнях потік повітря рухається назустріч потоку вологи, звідси й назва - "протиточні".

Конструктивно вентиляторна градирня складається з таких основних вузлів:

  • система подачі охолоджуваної рідини: форсунки для подачі рідини, зрошувач, краплевловлювач,
  • вентилятор з електродвигуном,
  • резервуар для збору вологи.

Гарячий теплоносій подається в градирню зверху, розбризкується через форсунки у вигляді крапель на зрошувач, після чого стікає в накопичувальний резервуар. Назустріч рідині піднімається потік повітря, створюваний вентилятором. Забір повітряних мас проводиться в нижній частині градирні. Холодне повітря забирає частину тепла в охолоджуваної рідини. Зменшення втрат вологи досягається завдяки встановленому в градирні краплевловлювачу, який розташований на шляху вологого повітряного потоку.

Вентиляторні градирні - досить енергоефективне рішення. По-перше, в таких пристроях, на відміну від ежекційних градирень, не потрібні потужні водяні насоси, тому що тиск рідини тут невеликий. По-друге, завдяки краплевловлювачу знижується витрата теплоносія. По-третє, вентиляторна градирня вельми компактна і може експлуатуватися навіть у холодну пору року.

За типом зрошувача вентиляторні градирні бувають:

  • плівковими,
  • крапельними,
  • крапельно-плівковими.

Крапельно-плівкові зрошувачі найбільш ефективні.

Під час вибору типу вентилятора для градирні слід пам'ятати, що застосування вентилятора осьового типу забезпечує порівняно менший напір повітря, що не дає змоги охолоджувати рідину з вищою температурою. При використанні відцентрового вентилятора можливості градирні за температурою теплоносія підвищуються. Зате у осьових вентиляторів менше енергоспоживання.

Останнє зауваження щодо вентилятора - витрата потоку повітря, створюваного вентилятором відкритої градирні, у 5 разів менша, ніж у закритій. Тому вартість вентилятора теж істотно менша.

Баштові градирні

Ці градирні теж належать до випарного типу, але мають вельми специфічний характер застосування завдяки своїм можливостям - баштова градирня призначена для охолодження великої кількості теплоносія за рахунок природних процесів, тобто без використання електроенергії. При цьому охолодити вологу баштова градирня здатна тільки в межах 5°С... 10°С.

Зазвичай баштові градирні будують біля великих підприємств і електростанцій, де на постійній основі виробляються великі обсяги води, яку потрібно дешево охолодити. Тяга повітря в градирні цього типу створюється через перепади тиску повітря внизу вежі та на її виході. Тому баштові градирні просто не можуть бути "маленького зросту" - не буде тяги.

Баштові градирні дешеві в експлуатації, але вимагають великих капітальних витрат на етапі будівництва, а також значної площі для розміщення.

Закриті градирні

У градирні закритого типу охолоджуваний теплоносій, а також вода і повітря, що охолоджують його, розділені - контакт між ними відсутній. Теплоносій, який потрібно охолодити, проходить усередині градирні теплообмінником змієподібної форми, на поверхню якого подають воду і повітря, що мають нижчу температуру.

Таким чином, усередині закритої градирні створено два контури подачі рідини: первинний, яким циркулює охолоджуваний теплоносій, і вторинний або зовнішній, яким циркулює вода, що подається на змійовик, щоб охолодити його. Тому іноді закриті градирні називають гібридними.

Циркулююча зрошувальна вода подається зверху, омиває змійовик теплообмінника і, змішуючись із зовнішнім повітрям, що подається, охолоджує його. Далі вона падає у вигляді крапель, збирається внизу агрегату і за допомогою циркуляційного насоса знову подається на змійовик.

Закриті градирні мають низку переваг:

  • у градирні закритого типу застосовується одночасно як випарне, так і сухе охолодження, що дає змогу більш ефективно відводити теплоту і налаштовувати режим роботи, залежно від погодних умов. Наприклад, застосовувати випарне охолодження, коли температура довкілля досить висока і сухе охолодження малоефективне. І вмикати сухе охолодження, коли температура повітря низька;
  • комбінація "два в одному" різних систем охолодження дає змогу знизити експлуатаційні витрати, але вартість таких градирень може бути вищою;
  • відсутність контакту охолоджуваної рідини з навколишнім середовищем покращує якість теплоносія, зважаючи на зниження ризику потрапляння в нього забруднень,
  • знижується частота технічного обслуговування градирні.

Суха градирня або драйкулер

У драйкулері охолоджуваний теплоносій рухається замкнутим теплообмінником, який обдувається потоком повітря, що створюється за допомогою вентиляторів. Для поліпшення якості теплообміну теплообмінник виготовляють із мідних або алюмінієвих трубок із ребристим профілем, що збільшує площу поверхні теплообміну. Можливостей драйкулера вистачає, щоб охолодити теплоносій не більше, ніж на 5°С... 7°С.

Найбільшого поширення сухі градирні набули в системах кондиціонування, з використанням чилера з водяним охолодженням конденсатора. Здебільшого за такої схеми чиллер встановлюється всередині будівлі - в експлуатаційному приміщенні, тоді як суха градирня розміщується зовні будівлі: на даху або на прилеглій території.

Під час реалізації цієї схеми теплоносій спочатку прямує в градирню, де відбувається початкова фаза його охолодження, а потім уже надходить у теплообмінний пристрій чилера. Там рідина остаточно остигає до заданих значень температури.

Залежно від температури довкілля, кількість повітря, необхідна для охолодження поверхні теплообмінника, різна. Тому драйкулери оснащуються регуляторами швидкості обертання вентиляторів, які дають змогу задати потрібний режим їхньої роботи відповідно до значень температури зовнішнього повітря та/або температури води в контурі охолодження конденсатора.

У нічний час, коли навколишнє повітря досить прохолодне, суха градирня самостійно охолоджує теплоносій до потрібного значення, а чиллер просто вимикається - водночас економиться значна частина дорогої електроенергії.

Вибір типу градирні для конкретних умов

Як і будь-яке інше обладнання, різні типи градирень призначені для вирішення різних питань. Щоб вам було простіше зорієнтуватися при підборі відповідного для конкретного проєкту типу градирні, ми зібрали рекомендації щодо їх застосування в одному місці. Щоб коротко і по справі, отже:

Драйкулери незамінні, коли як теплоносій використовують токсичні рідини, наприклад, етиленгліколь. Тому сухі градирні найчастіше застосовуються під час кондиціонування приміщень.

Закриті градирні потрібні, якщо існують жорсткі вимоги за складом і чистотою теплоносія, а діапазон охолодження теплоносія ширший за 5°С... 7°С, як у драйкулера.

Баштові градирні гарні лише для великих підприємств і об'єктів.

Ежекційна градирня виправдана, якщо температура охолоджуваної рідини дорівнює 50°С і вище. І якщо температура охолодженого теплоносія на виході не повинна бути дуже низькою.

У всіх інших випадках вигідніше придбати вентиляторну градирню.

На замітку. "Найбільшого поширення сухі градирні набули в системах кондиціонування з використанням чилера з водяним охолодженням конденсатора. Здебільшого за такої схеми чиллер встановлюється всередині будівлі - в експлуатаційному приміщенні, тоді як суха градирня розміщується зовні будівлі: на даху або на прилеглій території".

Другие статьи
Холодильне обладнання для харчової промисловості та торгівлі
Харчова промисловість і торгівля харчовими продуктами - одні з основних споживачів холодильного обладнання та систем холодопостачання. Саме від ефективної та безвідмовної роботи холодильного обладнання залежить успіх того чи іншого виробничого або т...
Ремонт холодильного, холодильные компрессоры + запчасти
При длительной работе холодильный компрессор, даже при нормальных условиях эксплуатации и соблюдении правил технического обслуживания, теряет производительность вследствие изнашивания его составных частей и деталей. Изнашивание сопряженных деталей ...
Ледовіт представляет лучшее решение для минимаркета и магазина у дома
Учитывая растущий интерес рынка холода к преимуществам новейшей технологии управления холодопроизводительностью Digital Scroll, ТОВ «Ледовіт» - офицальный дистрибьютор Copeland в Украине - предлагает потребителям компрессорно-конденсаторные агрегаты с...
InterExpo.com.ua - Бизнес портал. Статьи. Каталог компаний. Прайс-листы и Спецпредложения. Строительство, ремонт
Copyright 2005-2024