Поперечноточные градирни
Здесь вода из коллектора подается в специальный бак - лоточный распределитель. Оттуда уже без давления, самотеком она стекает вниз по узкому слою специальной конструкции, содержащей в себе водоуловитель и жалюзи.
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.
Особенности поперечноточных градирен:
- Использование поперечноточных градирен зимой сильно затруднено. В безнапорной системе водораспределения отсутствует подпор, аэродинамическое сопротивление оросителя больше на 30 %. Именно поэтому основное распространение такие градирни получили в странах с теплым климатом: ОАЭ, Иран, Индия, Пакистан.
- Водоуловитель совмещен с жалюзи и выполняет двойную функцию: предотвращает унос и разбрызгивание 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.
Еще о поперечноточных градирнях читайте в статье Модернизация поперечноточных вентиляторных градирен и книге В.С Пономаренко Градирни промышленных и энергетических предприятий стр. 234-237.
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 | Недостатки |
занимают меньше места, так как могут быть спланированы "в высоту" | на 30% менее эффективный ороситель |
требуют меньшего давления в системе водораспределения | высокая стоимость |
| обмерзают зимой |
| сложность с ремонтом, так как в России не производят запчастей |
Гибридные градирни
Это технически сложные сооружения, в которых совмещены два разных процесса охлаждения. Первый, который используется в сухих градирнях, и второй процесс, который используется в мокрых градирнях.
- Теплопередача — это явление передачи тепловой энергии к наименее горячему телу от наиболее горячего при контакте, либо через делящую тела средуы, например перегородку из различного материала. Если тела одной системы пребывают при различной температуре, то протекает переход тепловой энергии, т.е теплопередача. Это собственно считается следствием 2 закона термодинамики.
- Испарение — это явление трансформации вещества (фазового перехода) из твердых и жидких тел в соответствующее им парообразное или газообразное состояние, происходящее на поверхности вещества. При испарении с поверхности тела отрываются молекулы, если кинетическая энергия и скорость их достаточна для преодоления сил притяжения со стороны других соседних молекул.

Принцип действия заключается в том, что теплоноситель поступает в теплообменники, охлаждается при помощи потоков воздуха и воды, подаваемой сверху форсунками. При низкой температуре внешнего воздуха применяется только сухое охлаждение(теплопередача). При повышении температуры включается дополнительное орошение. Жидкости на орошение подается ровно столько, сколько испаряется. Контроль за всеми параметрами градирни осуществляется при помощи автоматической системы управления. Для привода рабочих колес вентиляторов применяются электрические двигатели, оснащаемые частотным преобразователем для экономии электроэнергии. Конструкции гибридных градирен применяется там, где используется чистая вода, которая не вызывает коррозию металла.
Гибридные градирни превосходят сухие, но уступают испарительным в охлаждающей способности и технико-экономических показателях. Они имеют меньше дорогостоящего теплообменного оборудования и охлаждающая способность их в меньшей мере зависит от изменения температуры воздуха.
К достоинствам можно отнести низкие потери воды в сравнении с испарительными градирнями, а так же возможность работы без видимого парового факела.
В России гибридные градирни не получили широкого распространения из-за высоких требований при эксплуатации и значительной стоимости в сравнении с обычными испарительными градирнями.
Преимущества | Недостатки |
снижение потерь воды | сложность в проектировании и строительстве |
возможность работать без парового факела | большая частота и качество обслуживания |
стабильная мощность охдаждения | зависимость от качества оборотной воды |
высокий уровень защиты от обмерзания при эксплуатации зимой | большие затраты на энергию |
минимальный расход воды за счет сочетания преимуществ сухого и мокрого охлаждения | высокая стоимость по сравнению с испарительными градирнями |
Промышленные градирни
Промышленные водяные градирни - к ним можно отнести открытые, или мокрые - обеспечивают охлаждение за счет непосредственного контакта воздуха и воды.
В зависимости от способа перемешивания различают следующие виды испарительных (мокрых) градирен:
- Оросительные (насадочные): поперечноточные и противоточные. Устройства осуществляют контакт подаваемого воздуха с охлаждаемой водой на развитой поверхности оросительного слоя (насадки). 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: брызгальные и эжекционные. Они 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.
Эжекционная градирня
Эжекционная градирня представляет собой корпус из стали, в котором размещен высоконапорный трубопровод с соплами (эжекторами) специальной конструкции. При распылении воды под давлением через эжектор происходит подсос наружного воздуха в зону рязрежения. Воздух перемешивается с водой и охлаждает её.

Основными плюсами этого типа является полное отсутствие ограничения в температуре охлаждаемой воды. В оросительных системах обычно более +60 0. Вода не охлаждается, так как полимер, из которого изготовлен ороситель, становится пластичным и может разрушаться. Но есть ряд минусов, которые накладывают сильные ограничения на распространение данного типа градирен.
Во-первых, это необходимость создать давление в эжекторе. Отсутствие вентилятора градирни с лихвой компенсируется повышенной мощностью насосов. Как пример, для сравнительного объема охлаждающей воды мощность вентиляторной установки составляет 75 кВт, а мощность насоса при эжекции уже 160 кВт. Кроме этого, уменьшается срок эксплуатации трубопроводов системы.
Во-вторых, зимой невозможна циркуляция, так как мелкая водяная взвесь будет моментально замерзать. Требуется организовать байпасирование воды.
В-третьих, капельный унос у таких градирен выше в 1,5-2 раза, а применение водоуловителя создает дополнительное сопротивление и ухудшает охлаждение воды.
Применение эжекционных градирен выгодно при температуре воды более 60 0С и/или малом расходе воды.
Преимущества | Недостатки |
могут работать на горячей воде с t ≥ 60 °C | большие энергозатраты на создание повышенного давления воды |
не требуется обслуживать вентилятор | большой капельный унос |
отсутствие механических подвижных частей | сложность эксплуатации зимой |