Концентрация

В процессе эксплуатации градирен важнейшим аспектом является контроль за концентрацией растворенных минералов в охлаждающей воде. В процессе испарения чистая вода покидает систему, оставляя растворенные минералы, что приводит к их насыщению и образованию нежелательного осадка. Такой осадок может существенно снизить эффективность теплообмена, вызвать засорение фильтров и сужение внутреннего диаметра трубопроводов, что влечет за собой увеличение энергопотребления насосных и вентиляционных систем.

Максимально Допустимая Концентрация

Производители градирен обычно указывают предельно допустимую концентрацию растворенных веществ, превышение которой может нанести ущерб оборудованию или сократить его производительность. Для контроля этого параметра применяют систему слива, автоматически регулирующую уровень концентрации путем частичной замены воды в системе.

Автоматизированные Системы Очистки

Контроль Электропроводности: С учетом прямой зависимости между концентрацией минералов и электропроводностью воды, в современных градирнях устанавливают датчики для мониторинга этого показателя. При достижении критических значений активируются системы слива и добавления воды.
Дозирование Химических Реагентов: Автоматические системы также включают функцию добавления специализированных химикатов, предотвращающих образование накипи и осадка, а также подавляющих рост водорослей и патогенных бактерий, включая легионеллу.
Предотвращение Загрязнений: Системы автоматической очистки способствуют поддержанию оптимальных условий работы градирен, обеспечивая эффективность теплообмена и предотвращая накопление вредных загрязнителей.

Заключение

Градирни, являясь ключевым элементом систем охлаждения, требуют тщательного контроля за составом охлаждающей воды. Использование современных автоматизированных систем очистки и контроля позволяет не только поддерживать высокую производительность градирен, но и обеспечивать их долговечность и надежность в эксплуатации. Такой подход способствует экономии ресурсов и снижению эксплуатационных расходов, делая процесс охлаждения более эффективным и экологичным.

"Добавить комментарий"

Добавочная вода

Так как в градирнях используется процесс передачи массы, воду, которая испаряется, необходимо заменить, или система будет работать сухой.

Исследования ASHRAE показали, что в обычной градирне с принудительной конвекцией испаряется приблизительно 1% потока теплой воды на каждые 7°С охлаждения. Дополнительно мельчайшие капельки воды уносит потоком воздуха при высокой скорости. Количество воды, потерянной таким способом, оценивают как 0,2% теплой воды.

Теплая вода при распылении через градирню промывает атмосферу и выводит пыль, грязь, пыльцу и другие загрязнения, которые попадают в бак с холодной водой. Следовательно, кроме испарения и других потерь, воду из бака с холодной водой необходимо фильтровать, чтобы ограничить количество минералов и других примесей в воде из конденсатора. Такая потеря воды непосредственно связана с интервалом охлаждения градирни. В таком случае происходит утеря 0,5% теплой воды при интервале охлаждения 8°С.

Потерянную воду пополняют с помощью автоматической системы. Такая система управляет потоком воды из водопровода в градирню для поддержания приемлемого рабочего уровня в баке с холодной водой. В простой системе контроля воды применяют поплавковый клапан, который расположен в баке с холодной водой. При понижении уровня в баке в результате потери воды поплавок опускается, открывая клапан. Вода поступает в бак, повышает уровень, поднимает поплавок и закрывает клапан. В более сложных системах используются электронные датчики уровня, диспетчеры и электромагнитные клапаны.

"Добавить комментарий"

Производительность градирен

Количество энергии, которая должна быть отведена из теплой воды, на входе в градирню равно сумме холодопроизводительности соответствующих устройств, их температур конденсации и любой теплоты, поглощенной водой на пути к градирне. Воду на входе в градирню называют теплой, а на выходе — холодной.

При передаче энергии и массы воды атмосфере остальная жидкость охлаждается. Изменение температуры воды при проходе через градирню называют интервалом охлаждения. Интервал охлаждения равен температуре теплой воды минус температура холодной воды. При использовании градирни для отдельного устройства ее диапазон будет равен повышению температуры воды, проходящей через конденсатор с водяным охлаждением. Математическая разница температуры атмосферы по влажному термометру на входе и температуры холодной воды называют подачей.

При уменьшении подачи температура холодной воды на выходе из градирни ближе к температуре атмосферы по влажному термометру на входе в градирню.

Температура холодной воды на выходе из градирни ниже температуры атмосферы по сухому термометру на входе. Это возможно благодаря передаче массы воды атмосфере. Испаряющаяся влага отводит скрытую теплоту из остальной жидкости. Каждая единица энергии преобразует воду в газообразное состояние и понижает температуру остального объема воды. Следовательно, температура воды на выходе из градирни больше зависит от количества испарения, чем от разницы температур воздуха и воды по сухому термометру. Теоретически — температура воздуха по влажному термометру на входе — это самая низкая возможная температура холодной воды на выходе из градирни. Если бы это произошло, то воздух на выходе из градирни был бы насыщенным. Практически — с точки зрения экономии невозможно создать градирню, которая всегда охлаждает воду до температуры воздуха по влажному термометру на входе. Следовательно, в большинстве случаев температура холодной воды на выходе из градирни составляет от 4 до 6°С выше температуры воздуха по влажному термометру на входе. Воздух на выходе из градирни также менее насыщенный.

Для увеличения испарения в градирне нужно сократить подачу, чтобы площадь поверхности, контактирующей с атмосферой, была максимальной. При увеличении площади поверхности, контактирующей с атмосферой, увеличится интенсивность испарения. То же будет, если увеличить время контакта воды и атмосферы. Данные характеристики, присущие градирням, более эффективны и менее дороги, чем конденсаторы с воздушным охлаждением той же мощности.

Производительность градирен

"Добавить комментарий"

Термодинамическое действие градирни

Градирни испаряют часть воды из конденсатора для охлаждения остальной жидкости, которая возвращается в конденсатор с водяным охлаждением.

Конденсаторы с водяным охлаждением понижают температуру конденсации хладагента приблизительно на 12°С выше температуры атмосферы по сухому термометру. Так как температура атмосферы по влажному термометру вообще ниже температуры по сухому термометру, градирни понижают температуру конденсации хладагента до 4-6°С выше температуры атмосферы по влажному термометру. Данные показатели соответствуют уровню на 20°С ниже температуры конденсации конденсатора с воздушным охлаждением. Данная характеристика увеличивает производительность холодильной системы при сокращении потребляемой мощности.

Градирня охлаждает конденсатор или воду при участии передачи энергии и массы. Передача энергии происходит, так как сухая теплота передается потоку воздуху, проходящему через градирню, изменяя температуру по сухому термометру. Количество переданной сухой теплоты прямо пропорционально разнице температур воды и атмосферы. Хотя обмен сухой теплоты также зависит от интенсивности потока воздуха и воды через градирню, данную интенсивность устанавливают вентилятор и насос. Следовательно, передача энергии в градирне, прежде всего, зависит от текущей разницы температур жидкостей.

Принимая во внимание, что передача энергии в градирне зависит от температуры жидкостей по сухому термометру, передача массы зависит от температуры атмосферы по влажному термометру на входе в градирню. При увеличении психрометрической разницы количество водяного пара на выходе из градирни также увеличивается. Увеличение интенсивности испарения уменьшает температуру воды на выходе из градирни.

"Добавить комментарий"

Энтальпия атмосферы

Температура по сухому термометру — это уровень сухой теплоты в атмосфере, а температура точки росы — это скрытая теплота атмосферы. Вместе эти два значения указывают энтальпию (полное содержание теплоты) атмосферы. Так как температура по влажному термометру зависит от температур по сухому термометру и точки росы, она также указывает энтальпию атмосферы. Если температуры по влажному термометру отложить на психрометрической диаграмме, они образуют линии, почти параллельные линиям постоянной энтальпии. Следовательно, испарение, как процесс с постоянной энтальпией, можно принять как процесс с постоянной температурой по влажному термометру. Так как испаряющаяся вода поглощает энергию из атмосферы, температура по сухому термометру уменьшается. Это значит, что часть сухой теплоты преобразуется в скрытую при произведении водяного пара.

При понижении температуры по сухому термометру парциальное давление пара и температура насыщения повышаются, увеличивая температуру точки росы. И наоборот, при понижении температуры атмосферы ниже точки росы водяной пар конденсируется, сокращая массу пара и его давление в атмосфере. При конденсации пар передает скрытую теплоту воздуху, таким образом, повышая температуру по сухому термометру.

ASHRAE приводит не только список температур по сухому термометру в различных областях мира, но и совпадающую температуру по влажному термометру. Совпадающая температура по влажному термометру — это температура по влажному термометру, которая, как ожидается, будет в тот же момент, что и температура по сухому термометру. Вместе эти температуры указывают полное содержание энергии воздуха. Температура по влажному термометру на 8-14°С ниже температуры атмосферы по сухому термометру. Хотя температура по влажному термометру может быть выше ее номинального значения, она бывает не одновременно с номинальной температурой по сухому термометру.

Энтальпия атмосферы