Мокрые градирни (испарительные) принцип действия

Мокрые, или испарительные, градирни – это устройства, предназначенные для охлаждения воды за счет прямого контакта с воздухом и использования процесса испарения части этой воды. Это наиболее распространенный и эффективный тип градирен для больших объемов охлаждения.

Основной принцип работы мокрой градирни заключается в использовании скрытой теплоты испарения. Когда вода испаряется, она поглощает значительное количество тепловой энергии из окружающей среды (в данном случае, из оставшейся массы воды), что приводит к снижению температуры этой воды.

• Как это работает: Для того чтобы молекула воды перешла из жидкого состояния в газообразное (пар), ей требуется большое количество энергии. Эта энергия берется непосредственно из горячей воды, в результате чего температура оставшейся, неиспарившейся воды снижается.
• Аналогия: Этот процесс похож на то, как наше тело охлаждается при потоотделении: испаряющийся пот забирает тепло с поверхности кожи.
• Фактор влажности воздуха: Эффективность испарения напрямую зависит от влажности окружающего воздуха. Чем суше воздух, тем больше воды он может в себя вобрать в виде пара, и тем интенсивнее будет процесс охлаждения. Градирни охлаждают воду до температуры, близкой к температуре мокрого термометра окружающего воздуха, которая всегда ниже температуры сухого термометра (за исключением случая 100% относительной влажности).

Пошаговый процесс охлаждения в вентиляторной градирне

Рассмотрим процесс на примере типичной вентиляторной градирни (поскольку она наиболее распространена и включает в себя все ключевые узлы, которые мы обсуждали ранее):

1. Подача горячей воды: Горячая вода, нагретая в технологическом процессе (например, в теплообменнике, конденсаторе электростанции, или промышленном оборудовании), по трубопроводам подается в верхнюю часть градирни.
2. Распределение воды: В верхней части градирни вода поступает в систему водораспределения, состоящую из коллекторов и форсунок. Форсунки распыляют горячую воду на множество мелких капель или равномерно распределяют ее по поверхности оросителя. Цель – максимально увеличить площадь контакта воды с воздухом.
3. Взаимодействие с оросителем: Распыленная вода начинает стекать вниз, проходя через ороситель (заполнение) градирни (пленочный или капельный). Ороситель создает большую поверхность для контакта воды и воздуха, а также увеличивает время этого контакта. Вода равномерно распределяется по оросителю тонкой пленкой или разбивается на еще более мелкие капли.
4. Подача холодного воздуха: Одновременно с этим, с помощью осевого вентилятора, воздух засасывается через специальные входные жалюзи в нижнюю часть градирни (или продувается снизу вверх в некоторых конструкциях). Воздух движется навстречу потоку воды (противоточная градирня) или перпендикулярно ему (поперечноточная градирня).
5. Тепломассообмен: В зоне оросителя происходит интенсивный тепломассообмен между горячей водой и холодным, сухим воздухом.

    - Испарение: Небольшая часть воды (1-2% от общего расхода) испаряется, поглощая скрытую теплоту из основной массы воды. Это основной механизм охлаждения.

    - Конвекция: Также происходит конвективный теплообмен: если температура воды выше температуры воздуха, вода отдает часть тепла воздуху напрямую. Однако вклад конвекции обычно меньше, чем испарения.

6. Унос капель и каплеуловители: Воздушный поток, насыщенный водяным паром, может уносить с собой мелкие неиспарившиеся капли воды (капельный унос). Для минимизации этих потерь над оросителем устанавливаются каплеуловители (каплерассекатели). Они заставляют капли изменять траекторию движения, сталкиваться с поверхностями и стекать обратно в градирню, в то время как паровоздушная смесь свободно проходит.
7. Сбор охлажденной воды: Охлажденная вода, прошедшая через ороситель и каплеуловители, собирается в поддоне (чаше) градирни, расположенном в нижней части.
8. Выброс влажного воздуха: Насыщенный влагой и нагретый воздух выбрасывается в атмосферу через диффузор (вентиляторную шахту). Часто можно наблюдать "дымящие" градирни – это не дым, а видимый пар, образующийся при конденсации влаги из выбрасываемого воздуха при контакте с более холодным окружающим воздухом.
9. Рециркуляция и добавочная вода: Охлажденная вода из чаши градирни насосами подается обратно в технологический цикл для повторного использования. Для компенсации потерь воды от испарения, капельного уноса и продувок (удаления избытка солей) в систему постоянно добавляется свежая (добавочная) вода.

Вентиляторная градирня эффективно использует термодинамические свойства воды, превращая относительно небольшую часть воды в пар, чтобы снять значительное количество тепла с оставшейся массы. Это позволяет экономично охлаждать большие объемы воды до температур, значительно ниже температуры окружающего воздуха.

Хотите заказать градирню для своего предприятия? Тогда отправьте запрос на нашу почту acs@acs-nnov.ru или позвоните по телефонам +7-800-222-45-62, +7 (831) 334-75-40.