Комплексний аналіз проектування градирень: принцип роботи, ключові моменти встановлення, основа вибору та методи усунення несправностей

I. Градирні: Принцип роботи градирень

Сухе та низькоентальпійне повітря, що наганяє вентилятор, надходить усередину градирні через повітрозабірну сітку. Тим часом молекули води з високою температурою та великим парціальним тиском насиченої пари течуть до повітря з нижчим тиском через різницю тисків. У цей момент гаряча та волога вода з високою ентальпією рівномірно розпилюється в башту через систему розподілу води. Коли ці краплі води вступають у контакт з повітрям, відбуваються два процеси теплообміну: один — прямий теплообмін між повітрям і краплями води; Друга причина полягає в тому, що через різницю тиску між поверхнею водяної пари та повітрям відбувається випаровування під дією тиску, яке називається теплопередачею випаровування. Цей процес забирає велику кількість прихованої теплоти випаровування, тим самим ефективно видаляючи тепло від води та досягаючи мети охолодження.

II. Градирні: Робочий процес градирні

Беручи циркуляр протиточної градирні , її робочий процес виглядає наступним чином: як приклад

Гаряча вода виходить з незалежного машинного відділення, піддається тиску водяним насосом, а потім проходить через труби, горизонтальне горло, вигнуте горло та центральне горло послідовно, і, нарешті, досягає системи розподілу води градирні. Тут невеликі отвори на трубі розподілу води рівномірно розбризкують воду на пакувальний матеріал. При цьому сухе повітря низької щільності під дією вентилятора надходить у вежу з нижнього повітрозабірного екрану. При протіканні гарячої води через наповнювач утворюється водяна плівка і відбувається теплообмін з повітрям. Гаряче повітря з високою вологістю та високою цінністю витягується зверху, тоді як краплі охолодженої води падають у нижню ванну, а потім повертаються до головного блоку через вихідну трубу.

Варто зазначити, що повітря, що надходить у башту, зазвичай сухе і має низьку температуру за вологим термометром. У цей момент існує значна різниця в концентрації молекул води та кінетичному тиску між водою та повітрям. Під дією вентилятора та статичного тиску всередині вежі молекули води безперервно випаровуються в повітря й перетворюються на молекули водяної пари. Коли вода випаровується, середня кінетична енергія молекул води, що залишилися, зменшується, що, у свою чергу, призводить до зниження температури циркулюючої води.

Процес випарного охолодження не залежить від того, чи є температура повітря (тобто температура сухого термометра) нижчою або вищою за температуру води. Поки молекули води можуть безперервно випаровуватися в повітря, температура води буде падати. Але зверніть увагу, що процес випаровування не триває нескінченно. Коли повітря, що контактує з водою, досягає насичення, молекули води більше не зможуть випаровуватися далі, а перебуватимуть у стані динамічної рівноваги. У цей момент кількість молекул води, які випаровуються, дорівнює кількості молекул, які повертаються з повітря у воду, і температура води залишатиметься стабільною. Отже, чим сухіше повітря, що контактує з водою, тим легше буде протікати процес випаровування і тим легше знизиться температура води.

III. Градирні: Класифікація градирень

Градирні, незамінний пристрій у сфері HVAC, можна класифікувати різними способами. Один із основних методів класифікації заснований на напрямку повітряного потоку, який можна окремо розділити на протипотоковий тип градирні та перехресного типу градирні. Водночас існують і інші методи класифікації. Наприклад, його можна розділити на тип з низьким рівнем шуму на основі умов контролю шуму, а також на тип промислового типу та тип кондиціонування повітря на основі конкретних цілей використання тощо. Вибираючи градирню, слід всебічно враховувати різні фактори на основі фактичних потреб.

IV. Градирні: склад градирень

Внутрішня структура градирні настільки ж складна і делікатна. В основному він складається з ключових компонентів, таких як корпус вежі, упаковка, повітрозабірник і повітрозабірник. Ці компоненти працюють разом, щоб забезпечити ефективну та стабільну роботу градирні. У той же час внутрішні конструкції градирень різних типів і призначень також відрізнятимуться відповідно до конкретних вимог використання.

1. Градирні: водопроникна упаковка

Насадка для розподілу води є основним компонентом градирні. Його функція полягає в тому, щоб кілька разів розбризкувати гарячу воду, яку потрібно охолодити, на дрібні краплі води або утворювати тонку водяну плівку. Така конструкція значно збільшує площу контакту між водою та повітрям і подовжує час контакту, тим самим ефективно сприяючи теплообміну між водою та повітрям. Можна сказати, що насадка розподілу води є ключовою ланкою в досягненні ефективного теплообміну в градирні, і процес охолодження води в основному відбувається тут.

2. Градирні: система розподілу води

Система водорозподілу відповідає за рівномірний розподіл гарячої води по всій зоні водорозподільного ущільнення. Ця стадія має значний вплив на ефект охолодження: нерівномірний розподіл води не тільки безпосередньо знижує ефективність охолодження, але також спричиняє розбризкування деяких крапель охолоджувальної води з вежі.

3. Градирні: Вентиляційне обладнання

У градирнях механічної вентиляції вентилятори відіграють вирішальну роль. Він відповідає за створення очікуваного потоку повітря, забезпечуючи тим самим досягнення бажаного ефекту охолодження.

4. Градирні: пристрій для розподілу повітря

Завдяки геніальній конструкції повітрозабірника, жалюзі та повітропровідних пластин цей пристрій може ефективно направляти та рівномірно розподіляти повітря по всьому поперечному перерізу градирні, забезпечуючи баланс охолоджувального ефекту.

5. Градирні: вентиляційний канал

Вентиляційні канали відіграють вирішальну роль у градирнях. Вони не тільки створюють чудові аеродинамічні умови для градирень, але й значно зменшують опір вентиляції. Його основною функцією є ефективне відправлення гарячого та вологого повітря, що виходить із градирні, на велику висоту, тим самим ефективно зменшуючи зворотний потік гарячого та вологого повітря. У градирнях з механічною вентиляцією вентиляційні канали зазвичай називають повітропроводами, тоді як у градирнях з природною вентиляцією вони одночасно виконують подвійні завдання: вентиляцію та доставку повітря на велику висоту.

6. Градирні: сепаратор води

Водовіддільник відіграє вирішальну роль у градирні. Він може ефективно відокремлювати краплі води, що переносяться гарячим і вологим повітрям, що випускається, від повітря, тим самим зменшуючи втрати води та негативний вплив на навколишнє середовище.

7. Градирні: корпус башти

Корпус вежі, як зовнішня огороджувальна конструкція градирні, має різну конструкцію, але всі вони відіграють вирішальну роль. У градирнях механічної вентиляції та градирнях природної вентиляції з повітропроводами корпус башти зазвичай закритий. Це не тільки забезпечує необхідну підтримку та обслуговування, але й ефективно організовує потік повітря, забезпечуючи ефективність охолодження. Для відкритих градирень корпус вежі розроблений у відкритому стані по висоті, щоб полегшити проникнення природного вітру та ще більше посилити ефект охолодження всередині вежі.

8. Градирні: Збірний басейн

Басейн для збору води встановлений у нижній частині градирні, і його функція полягає в зборі охолоджувальної води, що капає з упаковки розподілу води. Крім того, збірна ємність також має певну резервну ємність, тим самим відіграючи роль у регулюванні потоку води.

9. Градирні: система подачі води

Вхідна труба відповідає за транспортування гарячої води до системи водорозподілу, а встановлені на ній клапани використовуються для регулювання надходження води в систему.градирня . Водночас вихідна труба направляє охолоджену воду до обладнання для використання води або циркуляційного водяного насоса. Крім того, у відстійнику встановлюються додаткові водопровідні, каналізаційні, переливні та вентиляційні труби та інші пристрої для забезпечення стабільної роботи системи. За потреби між декількома градирнями можна встановити навіть сполучні труби для досягнення більш ефективного охолодження.

10. Градирні: інші об'єкти

Для забезпечення стабільної роботи та безпеки градирні також обладнано різноманітні засоби, включаючи оглядові двері, оглядові драбини, доріжки, освітлювальне обладнання, електричні системи керування, пристрої захисту від блискавки тощо. У деяких випадках тестові компоненти спеціально встановлюються для перевірки та оцінки продуктивності градирень. Гнучке поєднання цих засобів дозволяє градирням адаптуватися до різних середовищ і застосувань, таких як відкриті градирні, градирні з природною вентиляцією повітропроводів, витяжні (або примусові) протипоточні градирні та витяжні градирні з перехресним потоком тощо.