Двоконтурна вентиляторна плівкова градирня

Корисна модель відноситься до теплоенергетики і може бути використаний у холодильній техніці і кондиціонуванні повітря, зокрема для охолодження оборотної води. Відома вентиляторна градирня ГРН [1], що містить кожух, у якому розміщені багатоканальна насадка з гофрованих листів полімерних матеріалів, зрошувальний пристрій, сепаратор краплинної рідини, осьовий нагнітальний вентилятор у його нижній частині. Основними недоліками такої градирні є зниження продуктивності у випадку забруднення робочих середовищ (висока мінералізація води, запилення повітря та ін.) і значна витрата води на підживлення системи в зв'язку з випаром і краплевинесенням. Найбільш близьким за технічною сутністю є комбінований мокро-сухий охолоджувач - двоконтурна градирня [2], що прийнята за прототип. До конструкції градирні включені наступні елементи: форсуночна камера, багатосекційний трубчастий теплообмінник, ємність для збору рециркуляційної води - піддон, нагнітальний вентилятор, поворотні повітророзподільні ґрати, водяний насос і фільтр. Ряд витків теплообмінника виведений за межі камери і являє собою секцію попереднього охолодження «продуктової» води. Двоконтурна градирня працює таким чином. Трубчастий теплообмінник, розташований усередині камери, зрошується водою; у протиток рухається зовнішнє повітря, що нагнітається вентилятором осьового типу. Відведення теплоти від «продуктової» води відбувається за рахунок випарного охолодження води, що розприскується, при цьому її температура не підвищується. Ця вода стікає до піддону та з нього знову подається насосом до пристрою, що розприскує її. Повітряний потік, який залишає робочу частину градирні, містить у собі недовикористаний потенціал охолодження (відносна вологість повітря ( j = 85... 90 % ). Потрапляючи до секції теплообмінника, що виведена за межі робочої камери, він забезпечує інтенсивне попереднє охолодження "продуктової" води. Основними недоліками відомої градирні є: великі енерговитрати при невисокій ефективності роботи, необхідність мати великий обсяг робочої камери для забезпечення необхідної поверхні теплообміну, значні втрати в системі води у зв'язку з випаром і краплевинесенням. В основу винаходу поставлена задача створення двоконтурної вентиляторної плівкової градирні, в якій забезпечується зниження енерговитрат на її роботу, зменшення масогабаритних параметрів градирні і мінімізація кількості води, що ви трачається на підживлення системи у зв'язку зі збитком її в циркуляційному контурі на випар і краплевинесення. Поставлена задача вирішується за допомогою того, що в двоконтурній вентиляторній плівковій градирні, що складається з системи висхідної подачі в неї зовнішнього повітря за допомогою нагнітального вентилятору, системи спадної подачі в неї з водозбірника охолодженої води через розприскуючи форсунки за допомогою нагнітального насоса, двох контурів охолодження продуктопроводу, один з яких - нижній із зустрічним рухом охолоджуючих повітря і води, другий - верхній, що о холоджується висхідним повітряним потоком з винесеною вологою, відповідно до винаходу продуктопровід винесений за межі камери, тобто розміщений у вер хньому, повітряному охолоджуючому контурі, при цьому нижній охолоджуючий контур являє собою набір насадок з регулярною шорсткістю, на поверхні яких утворюється плівка води, що охолоджує повітря, що надходить у верхній контур. На (фіг. 1) зображена запропонована двоконтурна вентиляторна плівкова градирня. Вона складається з корпусу 1, у нижній частині якого розташований низьконапірний вентилятор осьового типу 2. У робочій камері градирні розміщений контактний теплообмінник 3 у виді пакета насадок упорядкованої структури з гофрованих листів полімерних матеріалів. Напрямок повітря, що надходить, регулюється поворотними ґратами 4. Градирня має циркуляційний контур, що містить у собі піддон-водозбірник 5, насос 6, трубопровід 7 і розподільники рідини-форсунки 8. Контроль рівня води у водозбірнику забезпечується регулятором рівня 9. У верхній частині робочої камери розміщений повітряний охолоджувач 10, що виконаний із застосуванням високоефективної технології оребреня продуктопроводу-труби 11 методом лиття під тиском. Усередині продуктопроводу - тр уби 11 повітряного охолоджувача 10 переміщаються "продуктова" вода чи інший теплоносій, що підлягає охолодженню. Двоконтурна плівкова градирня працює таким чином. Водозбірник 5 заповнюється водою з водопровідної мережі (не показана) до рівня, що обмежується регулятором рівня 9. Потім включають у роботу одночасно вентилятор 2 і насос 6. При цьому усередині продуктопроводу 11 повітряного охолоджувача 10 забезпечується протока "продуктової" води чи іншого теплоносія. Насос 6 подає воду з водозбірника 5 по трубопроводу 7 у розподільники рідини - форсунки 8. Вода, що розприскується при цьому, зрошує пакет насадок упорядкованої структури з гофрованих листів полімерних матеріалів у контактному теплообміннику 3. На пакеті насадок утворюється шар плівкової води, що стікає під дією гравітаційних сил у водозбірник 5. При роботі вентилятора 2 повітря нагнітається в робочу камеру, де, мінуючи поворотні фати 4, рухається у вертикальному напрямку протитоком щодо плівки рідини, що стікає по гофрованій поверхні насадки 3. При цьому відбувається тепломасообмін між повітрям і водою. У водозбірник 5 стікає вода з температурою tB » t M . Охолоджене у робочій камері повітря надходить у трубчасту секцію повітряного теплообмінника 10, де відбувається безконтактне охолодження "продуктової" води чи іншого теплоносія, що знаходяться в продуктопроводі 11. Градирня працює в режимі повітряно-випарного охолодження, при цьому ступінь зрошення в циркуляційному контурі градирні може варіюватися від нуля (суха градирня) до 100% і залежати від умов експлуатації: часу року і виробничої задачі. Для підвищення інтенсивності відводу теплоти від «продуктової» води чи іншого теплоносія теплообмінник 10 може бути розміщений у ємності 5 охолодженої води циркуляційного контуру. У цьому випадку труби можуть бути неоребреними. Можливий варіант поперечноточної градирні з розміщенням теплообмінної секції 10 безпосередньо в обсязі насадного шару 3, причому оребрена труба 11 розташована поперечно напрямку повітря, а вода циркуляційного контуру зрошує як поверхню насадки, так і поверхню продуктопроводу. Розташування теплообмінної секції 10 усередині насадного шару З дозволяє використовувати градирню в різних режимах роботи: від "сухо го" повітряного охолодження в зимовий період року (суха градирня) до повітряновипарного охолодження з різною щільністю зрошення насадки - у залежності від теплового навантаження на охолоджувач. Новим у порівнянні з прототипом є розміщення продуктопроводу у верхньому повітряному охолоджуючому контурі, складання нижнього контуру з набору насадок з регулярною шорсткістю, на поверхні якої утворюється плівка води, за рахунок випару якої охолоджується повітря, що надходить у вер хній охолоджуючий контур. У цьому полягає також і істотна відмінність запропонованої градирні. Позитивний ефект, що досягається при використанні запропонованої градирні, - зниження енерговитрат, масогабаритних параметрів, зменшення винесень циркулюючої води із системи. Джерела інформації: 1. A.c. № 542083 МПК F28C1/04 Вентиляторная градирня // Дорошенко АВ. и др. // СССР/ - Опубл. 1977. Бюл.№1. 2. Дорошенко А.В., Лавренченко Г.К., Комбинированные мокро-сухие охладители для отвода теплоты компримирования в воздухоразделительных установках // Те хнические газы. - 2001г. - №3. - С. 10-18. (прототип)