Як працює градирня із замкнутим{0}}контуром?

Внутрішня закрита циркуляція середовища: передача основного теплоносія

Основною характеристикою закритої градирні є те, що охолоджуюче середовище (зазвичай м’яка вода, розчин етиленгліколю або спеціальна рідина для передачі тепла) циркулює в герметичному контурі змійовика без прямого контакту із зовнішнім повітрям або водою, що розбризкується-, що є суттю «закритості».

Під час роботи гаряче середовище, яке потрібно охолодити (наприклад, високо{2}}температурне середовище з чиллерів або промислових реакторів) подається до теплообмінних змійовиків закритої градирні за допомогою циркуляційного насоса. Середовище безперервно тече всередині змійовиків, передаючи тепло, яке воно несе до стінок змійовиків.

Змійовики, як правило, виготовляються з нержавіючої сталі, титанового сплаву або мідного сплаву, які мають чудову теплопровідність і стійкість до корозії, що забезпечує швидку теплопровідність від середовища до стінок змійовика. Після передачі тепла низько{1}}температурне середовище повертається до охолодженого обладнання через вихідний отвір змійовика, щоб продовжувати поглинати тепло, утворюючи безперервну замкнуту циркуляцію.

Ключем до цієї ланки є підтримання герметичності петлі для запобігання витоку середовища або проникненню повітря, що може спричинити псування середовища та корозію трубопроводу. Тому система зазвичай оснащена розширювальним баком (для балансування коливань тиску), підживлювальним-насосом (для компенсації середніх втрат) і прецизійним фільтром (для видалення домішок).

Зовнішній теплообмін розпиленням і випаровуванням: передача тепла в атмосферу

Зовнішній вигляд закритої градирні має відкриту структуру, яка розсіює тепло від змійовиків через випаровування розбризкуваної води та конвекцію повітря-це основна ланка розсіювання тепла, розділена на два етапи: «циркуляція розбризкуваної води» та «випаровування + конвекційний теплообмін».

Циркуляція розпилюваної води

У нижній частині вежі встановлений відстійник. Насос-розпилювач нагнітає охолоджуючу воду в піддоні й рівномірно розпилює її на зовнішню поверхню теплообмінних змійовиків через верхній розпилювальний пристрій, утворюючи однорідну водяну плівку. Розбризкувана вода повністю контактує із зовнішніми стінками змійовиків, поглинає тепло, передане стінками, а потім після підвищення температури повертається в піддон, завершуючи внутрішню циркуляцію розпилюваної води. Зумпф зазвичай оснащений дозуючим пристроєм для стабілізації якості води, щоб запобігти утворенню накипу та росту мікробів у розпиленій воді, що інакше може вплинути на ефективність теплообміну.

Теплообмін випаровування + конвекція

Вентилятор осьового потоку встановлюється внизу або збоку закритої градирні. Коли вентилятор працює, він втягує повітря з навколишньою температурою ззовні башти, і повітря проходить вгору через зазор між змійовиками та водяною плівкою. При цьому відбувається два типи теплообміну: перший,розумний теплообмін-повітря безпосередньо контактує-з високотемпературною плівкою води, передаючи тепло через різницю температур; по-друге,прихований теплообмін-частина розбризкуваної води випаровується під дією потоку повітря, поглинаючи велику кількість прихованої теплоти випаровування (що становить 70–80% загального розсіювання тепла), що швидко знижує температуру зовнішніх стінок змійовика.

Нагріте та зволожене повітря випускається з верхньої частини вежі, забираючи більшу частину тепла, тоді як вода, що не випарувалася, потрапляє назад у відстійник для переробки. Невеликі втрати від випаровування компенсуються додаванням прісної води.

Регулювання обсягу повітря та допоміжні системи: оптимізація ефективності роботи

Для адаптації до різних навантажень і умов навколишнього середовища закриті градирні оснащені системами регулювання об’єму повітря та допоміжними системами для забезпечення стабільності роботи та енергоефективності:

Регулювання частоти обертання вентилятора: Автоматично регулює швидкість вентилятора (або кількість працюючих вентиляторів) залежно від температури середовища на виході з теплообмінника. Коли навантаження на охолодження низьке, швидкість вентилятора знижується для економії енергії; коли температура навколишнього середовища занадто висока (наприклад, влітку), швидкість збільшується, щоб збільшити об'єм повітря та забезпечити ефект розсіювання тепла.

Анти{0}}заморожувальні пристрої: У холодних регіонах або під час роботи з-низьким навантаженням взимку середовище всередині котушок може замерзнути через низьку температуру. Система оснащена електричним трасуванням, трасуванням пари або циркуляційним байпасним пристроєм для підтримки температури середовища вище точки замерзання; тим часом система розпилення може перемикатися на «суху роботу» (припинення розпилення, покладаючись лише на конвекцію повітря для теплообміну), щоб уникнути пошкодження башти, спричиненого замерзлою розпиленою водою.

Дизайн демістера: у верхній частині вежі встановлено туманоуловлювач, який може вловлювати крихітні краплі води у розпиленій воді (із коефіцієнтом уловлювання понад 99%). Це не тільки зменшує витрати води, але й запобігає викиду крапель води з повітрям, що може спричинити вологість або корозію в навколишньому середовищі.

Резюме загального робочого процесу

Роботу градирні із замкнутим -контуром можна підсумувати таким чином: гаряче середовище надходить у змійовики → теплопровідність через стінки змійовика → розпилена вода поглинає тепло → повітря випаровується та відносить тепло → охолоджене середовище повертається.

Гаряче середовище тече в герметичних змійовиках, а тепло передається через стінки змійовика зовнішній водяній плівці; повітря, що вводиться вентилятором, контактує з водяною плівкою, виносячи тепло з башти через випаровування та конвекцію; охолоджене середовище повертається до обладнання для переробки, тоді як вода, що розбризкується, постійно циркулює всередині башти, доповнюючи лише невелику кількість втрат від випаровування.

Ця конструкція зберігає перевагу високо-ефективного розсіювання тепла від випаровування відкритих градирень, уникаючи проблем із забрудненням і утворенням накипу, викликаних прямим контактом між охолоджуючим середовищем і зовнішнім світом, досягаючи подвійних цілей «високо-ефективне розсіювання тепла + середній захист».