Из чего состоит градирня – вопрос, который чаще всего возникает у тех, кто впервые сталкивается с проектами охлаждения воды. Мы не раз объясняли это заказчикам, особенно когда дело касалось замены старого оборудования на такие устройства, как вентиляторная градирня, или планирования промышленного объекта.
Ситуации где эти знания действительно могут пригодиться, бывают разные. Например, при выборе градирни для системы охлаждения пресс-форм, во время оценки технического состояния существующего оборудования, при расчете бюджета на установку чиллера и вспомогательной техники или когда нужно срочно понять, какие элементы могли выйти из строя.
На самом деле устройство градирни не такое сложное, как кажется. Главное – понимать, что именно происходит внутри.
Содержание
Конструкция градирни в разрезе и основные элементы
Конструкция градирни – это:
- корпус;
- теплообменные каскады;
- водоразбрызгивающая система;
- вентиляторы;
- каплеуловители.
Чаще всего она делается из стеклопластика или оцинкованной стали, если речь о промышленных установках.
Вода поступает в верхнюю часть корпуса и распределяется по заливной системе. Далее она падает на каскады, увеличивая площадь испарения. В это время вентилятор подает поток воздуха, который уносит тепло. На выходе – охлажденная вода возвращается в систему, а испарившаяся часть уходит через верх. В нижней части всегда есть бак-накопитель.
В учебнике “Cooling Towers: Principles and Practice” (P. F. Sturm, Springer, 2020, ISBN 9783030318197) подробно описана конструкция с механическим и естественным притоком воздуха.
Что внутри градирни и как это работает
Что внутри градирни можно понять, если представить себе большой вертикальный ящик с вентилятором. В верхней зоне находится форсуночная решетка, которая разбрызгивает теплую воду. Под ней – капельная насадка, или «навал», где вода дробится на тонкие потоки и капли. Это нужно, чтобы увеличить площадь контакта с воздухом.
Воздух подается снизу или сбоку, в зависимости от типа градирни. При контакте с каплями часть воды испаряется, унося с собой тепло. Потом остатки воды попадают в сборный лоток. Воздух выходит через верх, проходя через систему каплеуловителей, чтобы не потерять лишнюю влагу.
На практике мы часто объясняем это так: «горячая вода сверху, холодный воздух снизу, на выходе – испарение и охлаждение». Все просто, но работает эффективно.
Устройство градирни в деталях
Устройство градирни отличается в зависимости от модели: есть сухие, мокрые и гибридные. Но если говорить об обычной вентиляторной испарительной градирне, то в ней обязательно есть:
- насос для подачи воды;
- распределитель с форсунками;
- пластиковая или металлическая насадка;
- вентилятор с электрическим приводом;
- водоуловитель (каплеуловитель);
- сливной лоток и бак.
Чтобы не запутаться, смотрите на тип воздухообмена. В системах с принудительной тягой вентилятор стоит внизу, а в противоточных – наверху. В таблице ниже мы привели основные отличия двух популярных типов:
Параметр | Противоточная градирня | Поперечная градирня |
Воздух движется | Снизу вверх | Сбоку внутрь |
Размер корпуса | Компактный | Шире по габаритам |
Распределение воды | Форсунки сверху | Жёлоб с дырками |
Применение | Промышленность | Бытовые/офисные сети |
Градирни внутри и что ломается чаще всего
Градирни внутри – это не просто бак с вентилятором. Там есть мелкие детали, от которых зависит вся система. Часто ломаются форсунки, например, из-за извести. Или вентиляторы – при плохом балансе лопастей. Иногда выходит из строя каплеуловитель, если он был установлен не по инструкции.
По нашим наблюдениям, чаще всего проблемы возникают с некорректной загрузкой каскадов или неправильным уровнем воды. А еще – с вентиляторами без защиты от воды. Поэтому мы всегда советуем ставить защитную решетку, использовать антикоррозийную обработку и вовремя чистить корпус.
В руководстве по эксплуатации Baltimore Aircoil FXV Series, например, указывается, что даже кратковременное загрязнение форсунок снижает эффективность на 15–20%.
Система градирни на практике и наш опыт
Система градирни работает стабильно, если все правильно подобрано и смонтировано. За 11+ лет в проектировании и монтаже систем охлаждения наши специалисты сталкивались с разными моделями – от башенных до компактных блочных. Мы помогали предприятиям модернизировать устаревшие установки, переводили системы на рециркуляцию и меняли капельные каскады на более эффективные.
Рекомендуем прочитать: сколько секционные бывают вентиляторные градирни
Наш опыт показывает: чем проще конструкция и понятнее доступ к деталям – тем дольше служит система. Особенно в агрессивной среде или при круглосуточной работе.
Зачем это знать и какую пользу это дает
Мы считаем, что знание устройства градирни помогает быстрее ориентироваться в причинах неисправностей, не переплачивать за ремонт и заранее понимать, на чем можно сэкономить. Это особенно полезно тем, кто работает с охлаждающим оборудованием или планирует покупку новых решений.
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
Как работает градирня простыми словами?
Она охлаждает воду за счет испарения. Горячая вода разбрызгивается, воздух обдувает капли, часть влаги испаряется, забирая тепло. Остаток воды – уже холодный.
Зачем нужен каплеуловитель в градирне?
Он не дает каплям воды улетать с теплым воздухом. Это снижает расход воды и предотвращает потерю давления в системе. Без него система быстро пересыхает.
Чем отличается сухая градирня от мокрой?
Сухая – как радиатор, охлаждается воздухом без испарения, а мокрая использует испарение воды. Первая – экономичнее по расходу воды, вторая – по эффективности охлаждения.
Как часто нужно обслуживать градирню?
Раз в сезон минимум. Чистить форсунки, проверять вентиляторы, снимать накипь с каскадов и промывать бак. Лучше – каждые 3–4 месяца при интенсивной эксплуатации.
Где чаще всего протекает градирня?
На фланцах, соединениях форсунок, по сварке корпуса или в местах выхода труб. Особенно при скачках давления или старой изоляции.
Можно ли использовать градирню зимой?
Да, но только с защитой от замерзания: слив воды, подогрев, антикоррозионные добавки. В некоторых моделях есть автоматический дренаж или байпас.
Список использованных источников
- Sturm, P. F. (2020). Cooling Towers: Principles and Practice. Springer. ISBN: 9783030318197
- Baltimore Aircoil Company FXV Installation and Operation Manual, 2021.
- CECED HVAC Cooling Handbook, 2019.
