Еще раз вспомните работу психрометра, описанную в предыдущей главе, так как градирня — это своего рода гигантский психрометр.
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ГРАДИРНИ

В верхней части градирни размещают устройство, которое называется распылительной насадкой. Оно представляет собой набор трубок с отверстиями в нижней части, в которые с большим напором подается теплая вода. Эта вода истекает из отверстий в трубках, разбрызгивается и струится вниз. На своем пути струи воды встречаются с мощным восходящим потоком сухого воздуха, подаваемого внутрь корпуса градирни с помощью вентилятора. Таким образом вода и воздух двигаются в противоположных направлениях.
Сухой воздух поглощает водяные пары, приводя к интенсивному испарению струящейся вниз воды, а следовательно, и к ее сильному охлаждению. Чем выше градирня, тем дольше вода будет контактировать с воздухом и тем сильнее будет охлаждаться. Для того, чтобы улучшить теплообмен, внутри градирни устанавливается устройство, называемое оросителем, которое представляет собой, как правило, сотовую конструкцию с развитой поверхностью орошения (см. рис. 73.1). Распыляемая в
верхней части градирни вода попадает на орошаемую поверхность, ее падение замедляется, время и площадь контакта с воздухом возрастают, в результате чего существенно повышается степень охлаждения струящейся воды.
Для восполнения того количества воды, которое в виде водяного пара уносится с воздухом, в градирне предусматривают подпитку водяного контура водой. Для этого в нижней части градирни устанавливают приемный бак для воды, оборудованный поплавковым клапаном. Этот клапан поддерживает постоянный уровень воды в баке, следовательно, градирня потребляет воду из водопроводной сети. Однако, насколько велико это потребление? Уровень потребления воды в градирне ничтожно мал по сравнению с конденсатором водяного охлаждения, охлаждаемым проточной водой. Например, чтобы сбросить тепло порядка 100 кВт нужно около 4,5 м3/час проточной воды для конденсатора водяного охлаждения и только 0,15 м3/час для градирни. То есть градирня потребляет воды в 30 раз меньше, чем конденсатор водяного охлаждения, охлаждаемый проточной водой. Таким образом, экономия воды составляет 95%'.
Примечание: не путайте огромный расход воды, циркулирующей в контуре охлаждения градирни, с ничтожно малым расходом воды через поплавковый клапан системы подпитки: расход воды, циркулирующей в контуре охлажденя примерно в 50 раз больше того количества воды, которое испаряется!

ДО КАКОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ МОЖНО ОХЛАДИТЬ ВОДУ?
На рис. 73.1 показаны типовые значения рабочих параметров градирни. Вентилятор прогоняет через градирню наружный воздух с температурой 34°С и HR = 30%, то есть по влажному термометру это будет 21°С. В верхнюю часть градирни вода подается нагретой до температуры 32°С. Как по вашему, с какой минимально возможной температурой будет выходить вода из градирни при условии, что градирня бесконечно высокая, то есть ее эффективность максимальна?
Прежде, чем читать дальше, подумайте...

Одним из основных параметров, определяющих эффективность градирни, является температура воздуха по влажному термометру, то есть в данном случае это 21°С. Даже в идеальной градирне невозможно охладить воду до температуры ниже, чем температура наружного воздуха по влажному термометру.
Если температура наружного воздуха по влажному термометру равна 21°С, невозможно охладить воду ниже 21°С.
Однако строить слишком высокие градирни очень дорого. На практике большинство градирен имеют так называемую высоту зоны охлаждения*, эквивалентную 6...7 К. Понятие "Высота зоны охлаждения" является определяющим для оценки совершенства градирни. Оно показывает, насколько температура охлаждаемой воды на выходе из градирни приближается к температуре наружного воздуха по влажному термометру, и одновременно демонстрирует, что на практике температура охлаждаемой воды никогда не будет равна температуре наружного воздуха по влажному термометру.
В нашем примере (см. рис. 73.2) высота зоны охлаждения принимается эквивалентной 6 К. В этом случае температура воды на выходе из градирни будет равна температуре наружного воздуха по влажному термометру (21°С) плюс высота зоны охлаждения (6 К), то есть 21°С + 6 К = 27°С (а это совсем неплохо, если принять во внимание, что температура наружного воздуха по сухому термометру равна 34°С!).

РАБОЧИЕ ПАРАМЕТРЫ ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ С ГРАДИРНЕЙ
На рис. 73.3 показаны средние типовые значения рабочих параметров холодильной установки, оснащенной градирней с принудительной циркуляцией воздуха при температуре по влажному термометру Th = 21°С и по сухому термометру 34°С.
* Высота зоны охлаждения — характеристика градирен с принудительной циркуляцией воздуха, определяемая как разность между средним значением температуры охлаждаемой воды на выходе из градирни и температурой наружного воздуха по влажному термометру (см., например, Новый международный словарь по холодильной науке и технике. Издательство МИХ.: Париж - 1995 г.). В отечественной литературе используется редко, (прим. ред.).

При Th = 21°С температура воды на выходе из градирни равна: 21°С + 6 К (приблизительно), что дает значение в 27°С.
При температуре воды на входе в конденсатор 27°С температура конденсации будет около 40°С (имея в виду, что температурный напор для конденсатора водяного охлаждения находится в диапазоне от 12 до 15 К), то есть величина ВД будет вполне приемлемой, несмотря на то, что температура наружного воздуха по сухому термометру составляет 34°С!
В этом случае конденсатор с воздушным охлаждением дал бы нам температуру конденсации около 50°С, а сухая градирня - порядка 60°С (см. раздел 70.1).

Для нормальной работы градирен с принудительной циркуляцией воздуха обязательно требуется наличие вентилятора. Вентилятор обеспечивает требуемый расход воздуха, который позволяет воде, струящейся по орошаемой поверхности, испаряться (и, следовательно, охлаждаться).
Если вентилятор не работает, теплая вода, поступающая в градирню, перестает контактировать с необходимым для ее интенсивного испарения и охлаждения количеством воздуха, охлаждение воды ухудшается и производительность градирни резко понижается.
С другой стороны, если температура наружного воздуха по влажному термометру становится очень
низкой, вода начнет очень сильно охлаждаться и производительность градирни сильно возрастет. Однако, при низкой температуре воды на входе в конденсатор температура конденсации, а следовательно, и ВД могут упасть до недопустимо малых величин (см. раздел 33).
Поэтому для управления работой вентилятора необходимо включить в состав градирни реле температуры, которое должно работать следующим образом:
►  Вода на выходе из градирни слишком холодная? Реле выключает вентилятор, производительность градирни падает и температура воды начинает расти.
►  Вода слишком теплая? Реле включает вентилятор, производительность градирни растет и температура воды падает.
1) Где должен быть установлен термобаллон реле?
► В точке А (см. рис. 73.4): на входе воды в градирню?
► В точке В: на выходе воздуха из градирни?
► В точке С: на выходе воды из градирни?
► В точке D: чтобы измерить наружную температуру?
2) При какой температуре реле должно останавливать вентилятор?
Решение на следующей странице...


Вариант А. При остановке насоса, подающего воду из градирни в конденсатор, часть воды из трубы поз. 1 на рис. 73.5 перетекает в бак (проходя через остановленный насос) в соответствии с законом сообщающихся сосудов и труба, по которой вода подается в градирню, опорожняется. Уровень воды в баке и в трубе устанавливается в соответствии с поз. 2. Излишек воды сливается через патрубок поз. 3.
Начиная с этого момента температура, измеряемая термобаллоном, будет соответствовать температуре окружающего воздуха. Представим себе ситуацию, когда остановлен и насос и компрессор. В трубе поз.1 воды нет и, если наружная температура высокая или труба 1 нагревается солнцем, контакт реле будет замкнут и вентилятор будет работать, хотя ни насос, ни холодильная машина не работают.

Иначе говоря, в этом случае вентилятор работает в условиях, когда орошение градирни отсутствует. Мало того, что это приводит к бесполезному потреблению электроэнергии, вдобавок это сопровождается еще и увеличением расхода воздуха через вентилятор, поскольку нет сопротивления воздушному потоку от падающей воды.

В результате, с ростом расхода воздуха очень быстро начинает расти ток, потребляемый двигателем вентилятора (см. раздел 20.5), и в конце концов может сработать защита вентилятора по току и отключить его!

Кстати, именно поэтому контактор вентилятора (VT) подключается к цепи питания последовательно с контактом подачи питания на насос градирни НГ (см. рис. 73.6).
Рис. 73.6.

Варианты В и D (см. рис. 73.7).

Градирня предназначена для охлаждения воды: следовательно, при ее работе нужно измерять температуру воды, а не воздуха.
Действительно, в вариантах В и D термобаллон реле будет измерять либо температуру окружающего воздуха на входе в градирню, либо температуру воздуха на выходе из нее. Однако некоторые установки должны работать и в межсезонье, и даже зимой, зачастую при наружной температуре ниже 15°С.

Если термобаллон реле будет находиться под действием очень низкой температуры, вентиля-.тор не сможет включиться никогда, даже если компрессор работает: в результате оборотная вода не будет должным образом охлаждаться и компрессор наверняка отключится защитой по ВД!

Вариант С (см. рис. 73.8). Термобаллон реле действительно контролирует "эффективность работы градирни". Если температура воды в баке высокая, вентилятор включается. Если эта температура падает, вентилятор отключается.
Примечание. Устанавливая термобаллон реле вентилятора на трубопровод, выходящий из градирни, казалось бы следует опасаться так называемого "циклирования" работы вентилятора. Действительно, когда температура воды на выходе из градирни падает, например, ниже 27°С, вентилятор должен отключаться. Но при этом в верхнюю часть градирни продолжает поступать вода с температурой 32°С. Она, не охлаждаясь, сливается в бак, вода в баке нагревается и вентилятор вновь должен включаться.
На самом деле количество воды в баке существенно больше того количества теплой воды, которая поступает сверху. Поэтому градирня обладает большой тепловой инерционностью, что позволяет избежать режима "циклирования" вентилятора. Вместе с тем, дифференциал реле не должен быть меньше 2...3 К. На сегодня большинство градирен оснащены вентиляторами с двухскоростными двигателями {см. раздел 65), которые управляются двухступенчатыми реле, что позволяет полностью исключить режим "циклирования".
Какой должна быть настройка реле-регулятора?
Представим себе, что в летнее время мы настроили реле на отключение вентилятора при температуре воды на выходе из градирни 20°С. Априори эта величина представляется разумной, не правда ли?
Давайте немного поразмышляем: чтобы получить на выходе из градирни воду с температурой 20°С (и остановить вентилятор), нужно иметь воздух с температурой по влажному термометру ниже 20°С — 6 К (высота зоны охлаждения) = 14°С!
Никогда не следует настраивать реле на отключение вентилятора при температуре ниже, чем среднее значение температуры наружного воздуха по влажному термометру в том месте, где стоит градирня, плюс температурный эквивалент высоты зоны охлаждения (6...7 К).
Например, если градирня установлена в городе, где согласно метеорологическим таблицам среднее значение температуры воздуха по влажному термометру составляет 20°С, то вентилятор должен останавливаться, когда температура воды на выходе из градирни понижается примерно до 26°С (20°С + 6 К = 26°С). Включаться вентилятор должен при повышении температуры воды до 28...29°С (см. рис. 73.9).
С другой стороны, было бы нежелательно слишком сильно охлаждать воду: температура конденсации начнет падать и низкое значение ВД на большинстве установок не позволит обеспечить нормальный перепад давления на ТРВ.

ПРОБЛЕМА ВЫПАДЕНИЯ СОЛЕЙ

Когда вы часто кипятите воду в одной и той же кастрюле, через какое-то время вы замечаете, что на ее дне изнутри появляется белесый налет.
Вода, которую вы кипятите - это питьевая вода. Как и любая водопроводная вода, она содержит растворенные минеральные соли.
При кипячении водяной пар (который является газом) поглощается окружающим воздухом (который тоже является газом), а минеральные соли, будучи твердыми соединениями, остаются на дне кастрюли (см. рис. 73.10).
По мере выкипания воды концентрация солей увеличивается и с течением времени они превращают-
ся в твердую накипь, прочно связанную с дном посуды, в которой кипятилась вода. В связи с этим, время от времени посуду надо очищать от накипи, иначе вода в ней будет нагреваться очень долго, поскольку накипь является хорошим теплоизолятором и препятствует передаче тепла от источника нагрева к воде.
К сожалению, с этой же проблемой мы будем сталкиваться и в контуре оборотной воды градирни. Мы уже поняли, что охлаждение воды, проходящей через градирню, происходит за счет ее частичного выпаривания. Но если часть воды в градирне переходит в пар, значит концентрация содержащихся в ней минеральных солей в оставшейся части воды увеличивается!
В примере на рис. 73.11 подпитка контура оборотной воды происходит за счет обычной водопроводной воды с жесткостью 10CF (см. раздел 68), что вполне приемлемо.
Однако следует твердо усвоить, что соли, попавшие в контур вместе с этой водой, никогда не смогут покинуть контур, если не предусмотреть их удаление, то есть периодический частичный слив циркулирующей в контуре воды.
Даже при малой начальной жесткости воды подпитки с течением времени, в процессе работы градирни, жесткость воды начинает возрастать и, в некоторых случаях, может превысить 200CF!

Вода с такой жесткостью неминуемо приведет к выходу из строя большинства элементов контура (насос, конденсатор, трубы, сама градирня), так как при повышении концентрации часть солей выпадает из раствора в виде твердых частиц, воздействующих на элементы контура как абразивный порошок. При такой жесткости в трубах конденсатора и градирни очень быстро образуется накипь. Если контур будет работать непрерывно, то меньше, чем через 2 месяца накипь может полностью перекрыть проходные сечения труб.
Таким образом, следует постоянно сливать часть воды из контура, чтобы удалять соли. Эту операцию (удаление солей) рекомендуется выполнять в то время, когда работает насос градирни, как показано на рис. 73.12.


Расход воды, сливаемой при выполнении операции по удалению солей (обессоливание) определяется жесткостью подпиточной воды.
Для того, чтобы поддерживать жесткость воды в контуре на допустимом уровне (максимум 40°р), рекомендуется обеспечить следующие значения расхода воды через магистраль обессоливания:
► Если жесткость подпиточной воды равна 10°р, расход через магистраль обессоливания должен быть равен однократному расходу воды на испарение в градирне.
► Если жесткость подпиточной воды равна 20°р, то расход через магистраль обессоливания должен быть равен двухкратному расходу воды на испарение в градирне.
► Если жесткость подпиточной воды равна 30°р, расход через магистраль обессоливания должен быть равен четырехкратному расходу воды на испарение в градирне.
Приведем пример. При холодопроизводительности установки 100 кВт в градирне испаряется от 180 до 200 литров воды в час. Если жесткость подпиточной воды равна 10°F, расход в магистрали обессоливания должен составлять около 200 л/ч. При жесткости подпиточной воды 30°F, расход в магистрали обессоливания будет равен 4 х 200 л/ч = 800 л/ч.

Упражнение
Установка с холодопроизводительностью 50 кВт использует для работы градирни подпиточ-ную воду с жесткостью 15°F. Определите расход воды через магистраль обессоливания.

Решение
 При холодопроизводительности установки 100 кВт испаряется около 200 литров воды в час, тогда при холодопроизводительности 50 кВт будет испаряться 100 литров воды в час. Если жесткость подпиточной воды 10°F, расход в магистрали обессоливания равен однократному расходу воды на испарение. При жесткости 20°F расход в магистрали обессоливания равен двукратному расходу воды на испарение. Мы имеем подпиточную воду с жесткостью 15°F, значит расход воды в магистрали обессоливания должен быть равен полуторакратному
 расходу воды на испарение, то есть 150 литров в час.
Для обессоливания воды в контуре градирни существует несколько технических решений. Самое простое показано на рис. 73.12: трубопровод подачи воды в градирню имеет сливную трубу, соединяющую этот трубопровод с канализацией. На сливной трубе установлен ручной вентиль. При такой схеме обессоливание происходит только тогда, когда работает насос, то есть только тогда, когда есть подача воды в градирню (как правило, насос работает только тогда, когда работает компрессор). Когда насос останавливается, труба, подающая воду в градирню, опорожняется, и слив воды через магистраль обессоливания автоматически прекращается.


Другое решение предполагает использование электроклапана (поз. 1 на рис. 73.13), установленного на магистрали обессоли-вания, которая врезана в трубу на выходе из градирни. Кроме того, на этой магистрали устанавливают два ручных вентиля. Вентиль поз. 2 позволяет отсечь электроклапан от выхода из градирни для его обслуживания, ремонта и, при необходимости, замены. Вентиль поз. 3 обеспечивает регулировку расхода воды на обессоливай ие.
Внимание! Рукоятку? вентиля поз. 3 после его настройки, как правило, снимают, чтобы никто не смог случайно или умышленно изменить его настройку. Поэтому, если вы обнаружши, что вентиль поз. 3 без рукоятки или маховичка, не трогайте его, если вы не убеждены, что нужно изменить настройку.
В этой схеме электроклапан должен быть открыт только тогда, когда работает насос градирни (поз. 4), а еще лучше, когда работает вентилятор (поз. 5).
Тогда обессоливание будет осуществляться только при работающей системе в целом, то есть если идет процесс выпаривания воды в градирне. Однако в этом решении есть один недостаток: если электроклапан закупоривается или заедает, обессоливание прекращается. И наоборот, если после снятия напряжения клапан не закрывается или имеет негерметичность, существенно возрастает потебление воды.

УДАЛЕНИЕ НАКИПИ В КОНДЕНСАТОРАХ ВОДЯНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ
Любая природная вода содержит множество минеральных солей: кальций, магний, натрий, а также кремний. Под действием температуры соли кальция и магния выпадают из раствора и откладываются на стенках трубопроводов в виде минеральной корки, так называемой накипи. Эта накипь ухудшает теплообмен, уменьшает площадь проходного сечения трубопроводов, а иногда и полностью его перекрывает: в контурах охлаждения конденсаторов оборотной водой это приводит к многочисленным неисправностям и, прежде всего, к недопустимому росту ВД.
Для очистки трубопроводов от накипи наибольшее применение получил метод, основанный на использовании раствора соляной кислоты с концентрацией примерно 10% (1 литр концентрированной соляной кислоты на 10 литров воды). Кроме того, чистящие растворы, которые имеются в продаже, содержат, как правило, еще и добавки, подавляющие коррозию (вещества — ингибиторы коррозии). Это химические соединения, которые добавляются к раствору соляной кислоты, чтобы свести к минимуму коррозию медных труб при очистке конденсаторов.
Для каждого металла нужно применять свой чистящий раствор со специальным ингибитором. Так, например, очиститель, используемый для меди, не годится для сталей, в том числе и нержавеющих, цинка и т. д. Поэтому ни в коем случае нельзя проводить очистку от накипи контура оборотной воды градирни, просто заливая очиститель в бак градирни и прокачивая его по контуру. При такой операции вы рискуете нанести непоправимый вред оборудованию градирни (стенки трубопроводов могут оказаться изъеденными коррозией вплоть до появления множества мелких отверстий в них).

Операция по очистке конденсатора требует строгого соблюдения рекомендаций производителя чистящего вещества!

Каким же образом чистить конденсатор? Если процедура очистки была предусмотрена при проектировании установки, то осуществить ее относительно просто (см. рис. 73.14).

Конденсатор отсекают от водяного контура охлаждения двумя ручными вентилями, затем сливают из него воду.
После этого с помощью специального насоса закачивают в водяной контур конденсатора чистящий раствор, организуя его движение в контуре по принципу противотока, то есть в направлении, противоположном движению воды при работе конденсатора. Раствор сливают в ту же емкость, откуда его закачивают в конденсатор.
ВНИМАНИЕ! Чистящие растворы выделяют кислотные пары.
Следовательно, при выполнении операции по очистке необходимо строго соблюдать рекомендации производителя чистящего средства и, в частности, обязательно надеть защитные перчатки и очки, чтобы защитить себя от возможных ожогов при попадании кислоты на кожу и в глаза. Если вы готовите чистящий раствор сами, то помните: нужно лить кислоту в воду, а не наоборот, — брызги чистой кислоты очень опасны.
Кислота, вступая в химическую реакцию с накипью, приводит к образованию обильной пены. Поэтому во время очистки следите за тем, чтобы емкость для слива очистителя не переполнялась !
ПРИМЕЧАНИЕ. Использование теплой воды позволяет сократить время, необходимое для удаления накипи. Для подогрева чистящего раствора допускается на какое-то небольшое время запускать компрессор, однако помните: при этом ни в коем случае нельзя отключать предохранительное реле ВД!
Как определить, что накипь удалена полностью? Во время очистки в емкости для слива чистящего раствора появляется обильная пена. Допустим, что, например, через час после начала очистки пена исчезает. Это может объясняться двумя причинами: либо накипь полностью удалена, либо в чистящем растворе закончилась кислота, поскольку накипь постепенно нейтрализует кислоту.
Тогда следует освежить чистящий раствор, добавив туда немного кислоты, и вновь понаблюдать, образуется ли пена. Если образуется, значит накипь еще не удалена.
ВНИМАНИЕ! Чистящий раствор, содержащий кислоту, циркулирует не только в трубах, покрытых накипью. Более того, ему легче всего проходить по чистым трубам, так как их проходное сечение больше: следовательно, кислота может воздействовать и на чистые трубы. По этой причине необходимо внимательно следить за процессом очистки и обязательно использовать чистящие растворы, содержащие ингибиторы коррозии для медных труб.
Когда конденсатор будет полностью очищен, операцию по удалению накипи прекращают. Однако чистящий раствор, остающийся в сливной емкости, может при этом содержать какое-то количество кислоты. Поэтому категорически запрещается сливать этот раствор в канализацию. Необходимо его нейтрализовать, добавляя к нему специальный нейтрализатор (крепкий раствор щелочи).

Перед тем, как подключать контур конденсатора к холодильной системе после его очистки от накипи, рекомендуется прокачать через него нейтрализованный раствор чистящего средства, а затем промыть его чистой водой.
Замечание 1. Градирни, как правило, изготавливаются из оцинкованной стали с антикоррозионным покрытием. Для очистки от накипи таких гардирен используются специальные чистящие растворы, рекомендованные изготовителями. Можно также использовать механическую очистку. Она проводится специальными щетками после снятия распылительных форсунок. Затем берут пластиковую колотушку и, аккуратно постукивая по трубам и листам, отбивают накипь с их поверхности.
Замечание 2. В некоторых регионах может иметь место еще одна проблема. Дело в том, что в градирне формируется теплая и очень влажная среда, в которой могут размножаться водоросли: автору часто приходилось видеть мусорные ведра, до краев заполненные водорослями, которые приходилось выгребать из градирен в процессе их технического обслуживания!

Не следует забывать и о такой проблеме, связанной с работой градирен, как так называемая "болезнь легионеров"*. В свое время эта проблема широко освещалась в средствах массовой информации и вызвала большой общественный резонанс. Градирни являются потенциальным источником этой болезни, поэтому в ряде стран и регионов существуют нормативные документы, предписывающие профилактические меры по ее предотвращению и, в первую очередь, проведение периодических лабораторных анализов воды на предмет выявления возбудителей "болезни легионеров".
Замечание 3. В случае замены насоса градирни или реконструкции ее гидравлического контура, не допускается в гидравлический контур открытой градирни устанавливать герметичные насосы, которые используются в контурах ледяной воды или системах отопления (см. рис. 73.15).

В герметичных насосах приводной двигатель находится в перекачиваемой жидкости. Ротор такого двигателя очень быстро покроется накипью, тем более, что двигатель в процессе работы нагревается. Через несколько месяцев работы двигатель может заклинить и он выйдет из строя.
Вот почему в контурах водоснабжения открытой градирни используются только сальниковые насосы с уплотнениями по валу (сальниковая набивка или щелевые механические уплотнения), приводные двигатели которых не подвергаются воздействию перекачиваемой среды (см. раздел 90 "Немного о конструкции насосов ").
* Болезнь легионеров (легионнелез) была впервые описана в 1976 г. в Филадельфии (США) и названа так из-за того, что собравшиеся в одном из отелей американские ветераны войны (легионеры) внезапно заболели пневмонией (из 240 заболевших 36 человек умерли). Оказалось, что в системе кондиционирования отеля живут особые микроорганизмы (их назвали легионеллами), вызвающие пневмонию. Оптимальная температура их размножения от 20 до 50СС. Размножаются они во влажной и теплой среде (кондиционеры, увлажнители воздуха, бассейны, аква-парки и т. д.) (прим. ред.).

В верхней части градирни размещают устройство, которое называется распылительной насадкой. Оно представляет собой набор трубок с отверстиями в нижней части, в которые с большим напором подается теплая вода. Эта вода истекает из отверстий в трубках, разбрызгивается и струится вниз. На своем пути струи воды встречаются с мощным восходящим потоком сухого воздуха, подаваемого внутрь корпуса градирни с помощью вентилятора. Таким образом вода и воздух двигаются в противоположных направлениях.
Сухой воздух поглощает водяные пары, приводя к интенсивному испарению струящейся вниз воды, а следовательно, и к ее сильному охлаждению. Чем выше градирня, тем дольше вода будет контактировать с воздухом и тем сильнее будет охлаждаться. Для того, чтобы улучшить теплообмен, внутри градирни устанавливается устройство, называемое оросителем, которое представляет собой, как правило, сотовую конструкцию с развитой поверх-Рис. 73.1.                          ностью орошения (см. рис. 73.1). Распыляемая в
верхней части градирни вода попадает на орошаемую поверхность, ее падение замедляется, время и площадь контакта с воздухом возрастают, в результате чего существенно повышается степень охлаждения струящейся воды.
Для восполнения того количества воды, которое в виде водяного пара уносится с воздухом, в градирне предусматривают подпитку водяного контура водой. Для этого в нижней части градирни устанавливают приемный бак для воды, оборудованный поплавковым клапаном. Этот клапан поддерживает постоянный уровень воды в баке, следовательно, градирня потребляет воду из водопроводной сети. Однако, насколько велико это потребление? Уровень потребления воды в градирне ничтожно мал по сравнению с конденсатором водяного охлаждения, охлаждаемым проточной водой. Например, чтобы сбросить тепло порядка 100 кВт нужно около 4,5 м3/час проточной воды для конденсатора водяного охлаждения и только 0,15 м3/час для градирни. То есть градирня потребляет воды в 30 раз меньше, чем конденсатор водяного охлаждения, охлаждаемый проточной водой. Таким образом, экономия воды составляет 95%'.
Примечание: не путайте огромный расход воды, циркулирующей в контуре охлаждения градирни, с ничтожно малым расходом воды через поплавковый клапан системы подпитки: расход воды, циркулирующей в контуре охлажденя примерно в 50 раз больше того количества воды, которое испаряется!
ДО КАКОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ МОЖНО ОХЛАДИТЬ ВОДУ?
На рис. 73.1 показаны типовые значения рабочих параметров градирни. Вентилятор прогоняет через градирню наружный воздух с температурой 34°С и HR = 30%, то есть по влажному термометру это будет 21°С. В верхнюю часть градирни вода подается нагретой до температуры 32°С. Как по вашему, с какой минимально возможной температурой будет выходить вода из градирни при условии, что градирня бесконечно высокая, то есть ее эффективность максимальна?
Прежде, чем читать дальше, подумайте...