Охлаждаща инсталация: дизайн и принцип на работа, предназначение и приложение, видове и видове охладителни кули

Промишленото оборудване и системите за комфорт на обществени сгради произвеждат огромно количество топлина, която трябва да бъде разпръсната непрекъснато за ефективността на производствените процеси и климатичните инсталации. Прехвърлянето на топлина в атмосферата се постига чрез топлообменници. Охладителна кула - едно от тези устройства, основано на простия принцип на охлаждане чрез изпаряване на водата и потоците от изкуствен вятър.

1. История и развитие на устройството
2. Принцип на работа и приложение
3. Основни типове
4. Конструктивно разнообразие
5. С принудителен проект

История и развитие на устройството

Технологията на изпарителното охлаждане се използва от древни времена, когато реките, моретата, езерата и езерата се използват като източници на охлаждаща течност. С ограничена производствена активност през изминалите векове и излишъка от природни ресурси, водата се използваше само в режим на постоянен ток с връщането й в резервоара без пречистване. Пример за това могат да бъдат първите охладителни кули в съдове за пара, използващи морска вода за охлаждане на кондензаторите на двигателя.

В бъдеще, поради термичното замърсяване на околната среда, директното изтичане на вода в източника става все по-неподходящо за околната среда. Тя трябва или да се охлажда, преди да се върне в резервоара, или да се използва повторно.

При изграждането на обекти с висока топлинна енергия, като например електроцентрали, топографски съображениявинаги се взема под внимание. Те са били поставени в непосредствена близост до резервоарите или са създали изкуствена максимална площ, за да могат да съхраняват, рециркулират и охлаждат големи количества вода. За да се намали водното огледало или по-ефективно използване на съществуващите на такива обекти, започна да се въвеждат системи за пръскане.

Следващата логична стъпка в развитието на системите за топлообмен беше откритието, че вертикалната дисперсия отгоре надолу от голяма височина позволява по-значително понижаване на температурата на течността. Малко след това, при смяна на вятъра и теченията, създадени в първите устройства, въздушните потоци идваха специално проектирани за аеродинамично проектираните вентилатори. По-доброто разбиране на механиката и хидродинамиката на водното охлаждане доведе до включването на бариери в конструкцията, които забавят потока на течността и осигуряват по-голям контакт между водата и въздуха за допълнително охлаждане.

Поради вертикалната ориентация, необходима за обмен на топлина с атмосферата, площта в проекцията на земята е намаляла до хиляда пъти в сравнение с резервоара. В наше време развитието на такъв дизайн охладител за охлаждаща вода се осъществява чрез използването на съвременни материали и въвеждането на принципа на модулност в инсталациите.

Принцип на действие и приложение

Охладителната кула (или хеликоптер, както се нарича неправилно) е топлообменник, който се използва за прехвърляне на технологични отпадъци от отпадъците в атмосферата чрез охлаждане на потока на работната среда.течност. Видът на разсейването на топлината в повечето от тези устройства се нарича изпарително, тъй като по-голямата част от него се изразходва за изпаряване в потока на движещия се въздух, като по този начин охлажда останалата част от течността. Топлината, прехвърлена към движещия се въздух, заедно с последния, влиза в атмосферата.

Топлообменът с охлаждаща течностосигурява значителни намаления на температурата , които не могат да бъдат постигнати при въздушно охлаждане или сухи топлообменници, като например автомобилен нагревател, така че изпарителните кули се считат за най-ефективните системи за отстраняване на големи количества топлина. След охлаждане, водата се връща от охладителната кула за повторна употреба, без частта, която е загубена под формата на пара и дрейф, поради което за поддържане на работния цикъл е необходимо да се добави определено количество течност в системата.

Съоръжението на охладителната кула, нейното предназначение и принцип на действие зависят от много фактори. Основната задача на тази или онази конструкция - да осигури максимална икономическа и енергийна ефективност на системите, които се нуждаят от охлаждане. Те могат да се различават по размер и устройство в зависимост от натоварването при пренос на топлина и относителната влажност на околния въздух. Повечето от представянията на пазара и експлоатационните устройствамогат да бъдат разделени в два класа според предназначението им :

• промишлени;
• са предназначени за отоплителни, вентилационни и климатични системи.

Първият е предназначен да премахне голямо количество топлина от нагрети материали, машини илипроизводствени процеси. Най-големите охладителни кули се използват за разсейване в калориите на околната среда, абсорбирани от циркулационни системи за охлаждане на водатана такива инсталации, като :

• електроцентрали;
• рафинерии;
• химически заводи.

Охладителните кули за климатични инсталации са предназначени за отстраняване на излишната топлина от охлаждащите машини и кондензаторите на термопомпата.

Като правило те се използват в промишлени и обществени сгради като екологично чисти устройства, които могат да намалят температурата на топлата вода по най-ефективния начин. Монтирането на подобни съоръжения на покрива помага да се избегне шумовото замърсяване в градската среда.

Охладителна кула - какво е това? Как работи вентилаторният охладител?

Основни видове

Охладителните кули могат да бъдат класифицирани в зависимост от конструкцията, формата, капацитета, предназначението.

Тъй като основната им задача е да осигурят топлообмен с атмосферата, основната разлика в принципа на действие може да се разглежда като използван в тях метод за пренос на топлина.

На тази основа разграничете :

56) права или отворена;
• непряко (затворено);
• суха.

Директният охладител е в пряк контакт с въздуха. Нагрятата вода преминава през напоителната система в непропускащ случай, овлажнявайки пълнителя, който осигурява голяма повърхност на контакта му с въздуха. Охлажда се чрез изпаряване, събира се в резервоар, разположен под пълнителя. От там водатаотново се подава в процеса на абсорбция на топлина. Нагрятият и овлажнен въздух се изпуска в атмосферата на достатъчно разстояние от входната точка, за да се предотврати връщането му в охладителната кула.

Косвеният пряк контакт между охладителя и въздуха се елиминира. Този тип охладителна кула се състои от два контура - отворени и затворени. Затворено, свързано с производствения процес, и в него тече течност, която изисква охлаждане. Този, който прави топлоотвеждане, е отворен. Топлообменът става при преминаване през тръбния топлообменник при наличие на протичащ процес на изпарително охлаждане с контакт на нагрят въздух и охлаждаща вода.

Във всички други непреки охладители са подобни на правите линии. Единствената разлика е, че охладената течност не влиза в контакт с атмосферата или с рециркулиращата вода на изпарителя.

Съществуват и сухи охладители, чийто принцип се основава на конвективното охлаждане на въздушните потоци, изпомпвани от вентилаторите на радиаторите на топлообменника. За разлика от мокрите, изпарението не се използва в сухи охладителни кули, но е възможно да се оборудва с напояване като опция. Този вид оборудване се използва главно за охлаждане на технологични течности и в повечето случаи се изисква от предприятията, тъй като генерира много шум.

Охладителна кула

Конструктивно разнообразие

По-голямата част от охладителните кули работят върху смесване на вода и въздух. Основната задача на дизайнерите -организира процеса по такъв начин, че да се осигури контакт на течността с въздуха в максималната площ. Чрез организиране на техните потоци те могат да бъдат разделени на естествени и принудителни.

Атмосферни кули . Това са мащабните структури, които могат да бъдат намерени на територията на когенерационната централа. За техните кули се характеризира с цилиндрично изпълнение с широка основа, стесняване в средата и увеличено гърло в горната част. Геометричната фигура, близка до формата на такива охладителни кули, се нарича параболичен хиперболоид. Отговори на въпроса защо архитектите и инженерите правят охладителни кули като такива могат да помогнат да се разберат аеродинамичните процеси, протичащи в кулата.

В атмосферния (хиперболичен) тип охладителна кула парата от горещата вода естествено се издига нагоре, поради феномена на конвекцията. По правило те са направени високи, за да се създаде необходимата теч от вътрешността на кулата и да се осигури ефективно разсейване на пара. Свиването в средата на кулата помага да се увеличи скоростта на паралелните ламинарни потоци, без да се нарушават тях.

Горната част на охладителната кула се разширява, за да се увеличи площта, в която се получава смесване на пара с атмосферен въздух. Това позволява процесът на охлаждане да бъде по-ефективен. Има няколко други причини за тази форма в охладителните кули. Например, хиперболоидните високи конструкции са много силни в сравнение с цилиндричните, а широката база ви позволява да получите достатъчно място за разполагане на оборудването.

Охлаждащите тунели от атмосферен тип са изключително надеждни и предсказуеми при топлинатапроизводителност. Въпреки относително високата им цена, те се използват широко в областите на производството на електроенергия, където има големи охлаждащи товари и търсенето на дълъг период на амортизация без големи ремонти.

Двупосочна охладителна кула за доклада MS-400AW

С принудителна тяга

Механизираните охладителни кули използват един или повече вентилатори, за да осигурят необходимото количество въздух през кулата. Така, обменът на топлина в тях е по-контролиран и стабилен, отколкото в атмосферните условия на хиперболичните структури.

В принудителните охладителни кули вентилаторите могат едновременно да създават приток на атмосферен въздух и да служат като източник на тягова тяга. Първите са по-малко стабилни и податливи на обледеняване. Обикновено те са оборудвани с икономически центробежни вентилатори, способни да работят срещу статично налягане, които се монтират в отделни помещения. Вентилаторите на охладителни кули с механизиран изпускател работят при скорости, няколко пъти по-високи от тези на входящите потоци. Това позволява ефективно да се създаде зона с намалено налягане, но няма надеждност, тъй като е трудно да се осигури безпроблемното функциониране на механизмите при висока влажност.

Съществуват също хибридни конструкции, които са кули от естествено течение, оборудвани с механизми за увеличаване на въздушния поток. Задачата на такива проекти е да се сведе до минимум мощността, необходима за тяхното генериране. Принудителните потоци в тях се създават само при недостиг на сцепление, например при топлина или подвреме на върхово натоварване. Такива охладителни кули се наричат ​​вентилатори с естествено течение.

Вентилаторите в охладителните кули ви позволяват да създавате потоци вода и въздушни частици във всички посоки.Два основни типа на това свойство са разделени :

• тангенциално;
• са противотокови.

Първият въздух преминава перпендикулярно на падащата течност. Горещата вода се разпределя под влияние на гравитацията, което елиминира необходимостта от устройство за пръскане. Ефективност и лекота на поддръжка - основните предимства на този тип охладители. Ротационните охладителни кули използват вертикално движение на въздуха в комбинация със системи за пръскане на вода под високо налягане. Такива конструкции, в сравнение с тангенциални, изискват вентилатори с по-голяма мощност и допълнителни енергийни разходи за работата на помпата. Тяхното достойнство е компактни размери и висока производителност.

При вземането на решение за използването на определен тип охладителна кула в този или друг случай инженерите вземат предвид много фактори: консумация на енергия, въздействие върху околната среда, разходи за инвестиции и експлоатационни разходи, характеристики и функционалност.

Въпреки простотата на устройството, охладителните кули изискват цялостен подход към тяхното приложение.

Охладителна кула - какво е това? Как работи индустриалната охладителна кула?