Двоконтурна мокро-суха вентиляторна градирня

Винахід відноситься до області холодильної техніки, кондиціонування повітря й енергетики і призначений для випарного охолодження циркуляційної води в системах оборотного водопостачання. Відомі плівкові градирні, у яких вода, що надходить з розподільника рідини, стікає тонкою плівкою по поверхнях насадки з плоских чи складнопрофильованих аркушів металу чи полімеру і завдяки наявності різниці температур і вологовмісту в ядрі повітряного потоку й у поверхні водяної плівки, випарно прохолоджується. Недоліком таких градирень є великі витрати прісної води на організацію випарного процесу, часткове забруднення води пилом і газовими включеннями в повітряному потоці, оскільки градирня є відкритою системою, значні енерговитрати. Найбільш близьким за технічною сутністю, що прийнята за прототип є двоконтурна вентиляторна плівкова градирня [патент України на корисну модель №4736, 2005p.], що складається з корпусу, у нижній частині якого розташований вентилятор, теплообмінника у робочій камері градирні, насосу, тр убопроводу, розподільника рідини. В двоконтурній вентиляторній градирні випарний ступінь працює в режимі рециркуляції води, а охолоджуване повітря йде в теплообмінник, де попередньо і безконтактно прохолоджує воду. Зазначений режим роботи не може забезпечити глибоке охолодження води і може використовуватися в тих випадках, коли потрібно помірне зниження температури води при порівняно невисокому рівні енерговитрат. Недоліком прототипу є те, що весь ефект охолодження води забезпечується тільки в теплообміннику за рахунок обдува оребрених труб попереднім охолодженим повітряним потоком. Коефіцієнт тепловіддачі від повітря до труб завжди істотно нижче, ніж коефіцієнт теплообміну при безпосередньому контакті води і повітря. Глибоке охолодження води може бути забезпечено тільки її двоступінчастим охолодженням, при якому вона послідовно прохолоджується в теплообміннику і потім надходить на випарне охолодження в насадку градирні. У цьому випадку межею охолодження є температура мокрого термометра повітря на вході в градирню. Метою винаходу є зниження енерговитрат і кількості підживлення води випарного контуру. Це досягається перерозподілом теплового навантаження між сухою і мокрою частиною градирні. У цілорічному циклі експлуатації у холодний період року велика частина навантаження направляється на суху частину, оскільки зовнішнє повітря досить холодне. При цьому знижуються енерговитрати і мінімізується підживлення свіжою водою. У теплий період року навантаження, в основному, приходиться на мокру частину градирні. У цілому, це дозволяє знизити у цілорічному циклі експлуатації енерговитрати на 25-30% і підживлення води на 20%. Оскільки для сухої частини градирні (теплообмінник з оребрених тр уб) межею охолодження є температура зовнішнього повітря, що у літній період неприпустимо висока з погляду вимог енергетичного устаткування, яке обслуговується, то апарат повітряного охолодження тільки із сухою частиною градирні не може забезпечити необхідних параметрів. Для мокрої частини двоконтурної градирні межею охолодження є температура зовнішнього повітря по мокрому термометру, що значно нижче температури сухого термометру, то ефективність випарного ступеня вище, але суп утнім недоліком є великі витрати прісної води на підживлення системи і більш високі енерговитрати на організацію процесу охолодження. З метою зниження енерговитрат і кількості підживлення води пропонується двоконтурна мокро-суха вентиляторна градирня, що поєднує достоїнства двох цих принципів і знижує недоліки, властиві кожному з них окремо. Принцип роботи двоконтурної противоточної мокро-сухої вентиляторної градирні, що складається з мокрої і сухої частини, взаємозалежних у своїй роботі показаний на Фіг. Гаряча вода (7), що надходить з обслуговуючого устаткування (компресор, холодильна установка і т.п.), проходить теплообмінник (1) і по трубопроводу (9) надходить у розподільник рідини (3), де розпорошується і випарно прохолоджується, і стікає у ємність (5). Холодна вода (8) іде споживачу. Повітря вентилятором (6) подається у повітряприймальне вікно і через поворотні ґрати (4) надходить у насадку мокрої частини градирні (2) і вступає в прямий (безпосередній) контакт із водою, що подається з розподільника рідини (3), і в умовах плівкової взаємодії реалізується процес випарного охолодження повітря. Потім ще холодне повітря прохолоджує воду в теплообміннику (1) безконтактно. Така градирня здатна працювати без краплевловлювача, оскільки краплинна волога, що виноситься з насадки випарного ступеня, осідає на поверхнях оребрених труб теплообмінника, чим забезпечується як сепарація краплинної вологи, так і додаткове випарне охолодження. Найважливішою особливістю двоконтурної мокро-сухої вентиляторної градирні є те, що в умовах континентального клімату вона може експлуатува тися як у сухому режимі без подачі води на випарне охолодження (у холодний період року), що додатково запобігає небезпеки льодоутворення у повітряноприйомному вікні, так і в мокрому режимі випарного охолодження в літній самий теплонапружений період експлуатації. Між цими («крайніми») режимами експлуатації може використовуватися проміжний режим з перерозподілом теплового навантаження між мокрою і сухою частиною градирні. Даний винахід забезпечує зниження енерговитрат і кількості підживлення води.