Большинство производственных процессов требует постоянного охлаждения для оборудования. Выполнением поставленной задачи занимается градирня. Подробнее рассмотрим конструкцию данного устройства, принцип его работы и основные характеристики.
Общая информация
Градирня использует направленный поток воздуха из окружающей среды для охлаждения значительных объемов воды. Агрегат снижает температуру за счет теплообменных блоков. Они находятся в составе разнообразных систем подачи технической воды. Градирня – это востребованный тип охлаждающей системы, который нашел активное применение в гражданском строительстве. Установка используется для снижения температуры электрических генераторов или для конденсаторов холодильного оборудования.
Разновидности
В установку постоянно поступает нагретая жидкость, где происходит охлаждение. Как уже отмечалось ранее, градирня применяется в различных сферах. Это приводит к тому, что создается оборудование многих типов.
Выбор конкретной конструкции основывается на ряде моментов:
- Объеме технической воды для охлаждения.
- Погодные условия работы (температура окружающего воздуха).
- Технологические расчеты.
- Сколько тепла требуется рассеять.
- Особенности местности и площадки.
- Состав воды, которая используется в системе.
Это далеко не все факторы, требующие внимания. Наибольшей популярностью пользуются следующие виды градирен:
- открытые;
- испарительные;
- вентиляторные;
- башенные;
- башенные с естественным притоком воздуха;
- сухие;
- гибридные.
Каждый из перечисленных вариантов имеет свои сильные и слабые стороны. Подробнее рассмотрим перечисленные разновидности охлаждающих установок.
Градирни открытого типа
Система функционирует за счет естественного процесса движения атмосферного воздуха. Созданы специальные оросительные каналы, которые огораживаются жалюзи. Подобная конструкция защищает от выноса технологической воды из резервуара. Основной проблемой является зависимость от ветра. Это накладывает ограничения на места строительства открытых градирен. Среди других недостатков отмечается высокая инерционность и значительные площади для размещения.
Важное преимущество заключается в эффективном охлаждении больших объемов жидкости. Конструкция часто размещается на крышах зданий или производственных объектов. Она является частью системы кондиционирования. В процессе функционирования требуется минимальное количество энергии.
Испарительные градирни
Конструкция включает следующие компоненты:
- ороситель;
- теплообменники;
- резервуар для сбора воды;
- отделитель капель;
- вентилятор;
- коллектор разбрызгивающих агрегатов.
Главное достоинство заключается в высокой энергоэффективности. По сравнению с другими аналогами, потребление электричества снижается вплоть до 80%. Система охлаждения способна проработать 25-30 лет. В процессе, требуется минимальное обслуживание, что сокращает расходы владельца.
Особенности работы агрегата приводят к образованию внутри системы минеральных отложений. Они появляются на внутренней поверхности трубопровода. Задача очистки предусматривает ряд сложностей, которые нужно учитывать.
Вентиляторные градирни
Подача воздуха осуществляется принудительно – с помощью мощных вентиляторов. Создается непрерывный поток, которых охлаждает технологическую воду. Для повышения эффективности, жидкость стекает по стенкам специального бака. После контакта с водой, воздух движется дальше по системе и уходит в атмосферу.
В процессе работы возникает проблема потери жидкости из системы охлаждения. Чтобы минимизировать воздействие подобного эффекта, в верхней части конструкции располагается каплеуловитель.
Градирня вентиляторного типа обеспечивает следующие преимущества:
- допускается строительство в различных климатических зонах;
- подходит для решения большинства задач по охлаждению;
- простота эксплуатации;
- высокая надежность (даже если требуется провести ремонт, это простые мероприятия).
Основным минусом считается необходимость принудительного движения воздуха, что приводит к расходам на электроснабжение вентиляторов.
Башенные градирни
Среди всех систем с оборотным водоснабжением, данный вариант считается наиболее эффективным. Часто используется на промышленных предприятиях.
Ключевым элементом конструкции является вытяжная башня. Она создана таким образом, чтобы внутри создавалась естественная тяга. Зачастую, объем охлаждаемой жидкости в разы больше, чем требуется для работы предприятия. Высота градирни достигается десятков метров, существуют конструкции по 150-200 м. Площадь орошения составляет порядка 10 тысяч квадратных метров. Помимо высокой эффективности, отмечается возможность размещения в непосредственной близости от объекта и малые расходы на обслуживание, а также эксплуатацию.
Ключевыми недостатками считаются:
- высокая инерционность;
- сложность строительства, необходимость привлечения большого количества спецтехники;
- значительные расходы на сооружение.
Данный тип системы охлаждения могут себе позволить только крупные предприятия.
Сухие градирни
Охлаждение воды происходит воздушным способом. В процессе участвует несколько теплообменников, вентилятор осевого типа и клапаны для слива. Конструкция включает воздушные фильтры и помпы. Передача тепла происходит через стенки радиатора. Атмосферный воздух подается внутрь конструкции с помощью вентиляторов. Устройства обладают малой мощностью, что способствует решению проблемы высокого энергопотребления.
Отличительной особенностью считается небольшая глубина охлаждаемой жидкости. Это накладывает ограничения на сферы использования агрегата. Конструкция сухой градирни не предусматривает контакта технической воды с атмосферным воздухом. Это решает проблему примесей и не позволяет жидкости насыщаться кислородом. Циркуляция осуществляется по замкнутому контуру.
Данный вариант считается наиболее безопасным с точки зрения экологии, поскольку не загрязняет окружающую среду. Необходимо учитывать высокую стоимость строительства.
Гибридные градирни
Применяется технология «сухого» и «мокрого» охлаждения. Обеспечивается отвод тепла в атмосферу без дополнительных выбросов или загрязнения. По всему периметру конструкции размещены башни и вентиляторные устройства. Имеется не менее двух секций для обмена тепла. Охлаждаемая вода не контактируется с воздухом напрямую, а через различные поверхности.
При высокой внешней температуре, воздух предварительно увлажняется. Если «снаружи» холодно, в подобной процедуре нет необходимости. Гибридные градирни сочетают преимущества различных типов установок, а недостатки минимизированы. Следует учитывать высокую стоимость подобных агрегатов.
