ОТКРЫТЫЕ ПРОМЫШЛЕННЫЕ ГРАДИРНИ
Открытые или мокрые градирни обеспечивают охлаждение за счет непосредственного контакта воздуха и воды.
В зависимости от способа перемешивания различают следующие виды испарительных (мокрых) градирен:
· Оросительные (поперечноточные и противоточные)
· Безнасадочные (брызгальные и эжекционные)
Оросительные или насадочные градирни осуществляют контакт подаваемого воздуха с охлаждаемой водой на развитой поверхности оросительного слоя (насадки).
При этом, если направление движения потоков воды и воздуха параллельное (противонаправленное), то градирня относится к противоточному типу. Если же поток воздуха движется перпендикулярно потоку воды, то градирня будет поперечноточного типа.
Безнасадочные градирни работают за счет распыления воды и разделения ее на мелкие капли. Теплообмен у них происходит на поверхности капель.
Брызгальные градирни или брызгальные бассейны отличаются от эжекторных давлением, под которым происходит процесс разбрызгивания.
В эжекционных градирнях разбрызгивание воды специальными форсунками происходит при давлении 0,3-0,4 МПа. Получившийся мелкодисперсный факел с частицами размером 0,2 мм движется с большой скоростью, порядка 16-20 м/с. За счет такого движения поток капель интенсивно увлекает (эжектирует) за собой атмосферный воздух, при этом перемешиваясь.
Рассмотрим более подробно два этих класса градирен и разберемся в их достоинствах и недостатках.
Поперечноточные градирни
В поперечно-точной градирне вода из коллектора подается в специальный бак - потолочный распределитель. Оттуда уже без давления, самотеком, она стекает вниз по узкому слою специального оросителя.
Теплообмен и испарения (обмен масс) происходит за счет большого количества воздуха, подаваемого вентилятором.
В таких градирнях воздух движется в слое оросителя горизонтально перпендикулярно падающей сверху вниз воде. Отсюда название: поперечноточная градирня. Вход воздуха может быть с одной или двух сторон, соответственно получится одно- или двухпоточная система.
Второе существенное отличие: безнапорная система водораспределения. Благодаря отсутствию подпора и большему на 30 % аэродинамическому сопротивлению оросителя использование поперечноточных градирен зимой сильно затруднено. Именно по этому основное распространение такие градирни получили в странах с теплым климатом: ОАЭ, Иран, Индия, Пакистан.
Водоуловитель в этом виде градирен совмещен с жалюзи и выполняет двойную функцию: предотвращение уноса и разбрызгивания капель воды.
Так как в нижней части оросителя образовывается слабо орошаемая зона, то весь слой оросителя целесообразно делать наклонным, чтобы сместить нижний ярус к центру и уменьшить обмерзание.
Экономически применение таких градирен оправданно при условии круглогодично теплого климата. Тогда экономия места за счет возможности увеличивать высоту градирни и отсутствие давления в верхней точке водораспределительной системы окупают прочие недостатки. В последнее время такие градирни активно продвигаются на российском рынке под соусом новизны и энергоэффективности. Однако, в наших реалиях применение поперечноточных градирен в крупных водооборотных циклах – ошибка.
Тепловой расчет аналогичен теплогидравлическому расчету классической вентиляторной градирни, только коэффициент тепломассобмена на 20% меньше. Это значит, что при одинаковых условиях поперечноточные грдирни охлаждают хуже противоточных, из-за менее эффективного использования поверхности оросителя.
Преимущества
· занимают меньше места, так как могут быть спланированы «в высоту»
· требуют меньшего давления в системе водораспределения
Недостатки
o на 30% менее эффективный ороситель
o большая стоимость
o обмерзают зимой
сложность с ремонтом, так как в России не производят запчастей
Противоточные градирни
Они делятся на 2 большие группы: башенные и вентиляторные. Разница в том как создаются потоки воздуха: естественным или принудительным способом.
Конструктивно в обоих типах горячая по водораспределению через сопла разбрызгивается вниз на ороситель. Проходя через блоки оросителя вода растекается на их поверхности и смешивается с уличным воздухом. Обдуваемая, она остывает и стекает в бассейн для сбора жидкости.