Драйкулер – высококачественная система охлаждения, отличающаяся своей универсальностью, производительностью и надежностью. Расчет сухой градирни может пригодиться в таких ситуациях:
- когда нужно заменить старую установку на современную без риска перегрева оборудования;
- при проектировании холодильной системы для цеха по производству напитков;
- если планируется установка энергоэффективного охлаждения для дата-центра;
- когда заказчик просит сделать смету на инженерное охлаждение без использования воды;
- если объект находится в регионе с дефицитом воды и нужно исключить водяное потребление;
- когда важно исключить риск появления бактерий в системе;
- если помещение с ограниченным доступом к коммуникациям.
Мы не просто предполагаем, как это сделать. Мы ссылаемся на учебники и руководства, в которых эти расчеты подробно описаны. Например, в книге “Thermal Environmental Engineering” авторов Threlkeld & Jordon (Prentice Hall, 1998) приводятся уравнения для теплового баланса и конвективного теплообмена. Мы используем проверенные методики, адаптированные под климат Украины. Это помогает избежать ошибок при проектировании и повысить надежность системы.
Читайте детальнее как подобрать драйкулер для вашего производства
Содержание
Типовые данные для расчета сухой градирни
Сухая градирня расчет начинается с исходных параметров. Мы всегда берем во внимание:
- расход воды в системе (например, 120 м³/ч);
- температуру на входе и выходе (допустим, 50 °C и 35 °C);
- температуру воздуха на улице в летний период (до 35 °C);
- желаемую температуру на выходе охлаждающей среды;
- относительную влажность, скорость ветра и солнечную радиацию, если градирня размещена на крыше.
Эти данные позволяют нам рассчитать требуемую тепловую мощность:
Q = m x c x ∆T,
где:
Q — мощность в кВт,
m — массовый расход,
c — теплоемкость воды,
∆T — разница температур.
Дополнительно можно учесть теплопритоки от окружающей среды и корректировку мощности при изменении климатических условий. Важно точно определить, какой запас мощности заложить, особенно если оборудование будет работать летом на пределе.
В каталоге Lu-Ve (Dry Coolers Selection, 2021) есть графики, где по расходу воздуха и температуре можно подобрать подходящий теплообменник. Это реальный инструмент, а не теоретическое пособие.
Расчет теплообменной поверхности
Расчет сухой градирни продолжается определением площади теплообмена. На этом этапе важно понимать: многое зависит от типа труб и оребрения. Если упростить, мы берем стандартную формулу:
S = Q / (U × Δtm)
Где:
Обозначение | Пояснение |
S | Нужная площадь поверхности теплообмена (м²) |
Q | Тепловая нагрузка (Вт) |
U | Коэффициент теплопередачи (Вт/м²·°С) |
Δtm | Средняя температурная разность (°С) |
На практике, если Q известна из требований к установке, а U и Δtm зависят от конкретного типа теплообменника и условий, то S – то, что нам нужно найти.
По данным учебника “Heat Exchangers: Selection, Rating, and Thermal Design” авторов Sadik Kakac и Hongtan Liu (CRC Press, 2012), коэффициент теплопередачи сильно зависит от материала труб и скорости обдува. Для алюминиевых ребер и медных труб можно принимать U = 40-60 Вт/м²·K. Мы применяем поправки на загрязнение труб, особенно в пыльных регионах. Также учитываем сезонную разницу температур, ведь в мае и июле теплоотдача может отличаться на 15-20%.
Иногда мы добавляем дополнительный модуль охлаждения в виде секции с высоким числом ребер. Это дает прирост теплоотдачи без увеличения длины корпуса.
Сухая градирня – расчет потери давления и расход воздуха
Расчет сухой градирни включает оценку аэродинамического сопротивления. Мы считаем, какое давление теряется при прохождении воздуха через оребрение, и подбираем вентилятор с запасом. Если вентилятор не справляется, эффективность всей системы падает. Это негативно влияет как на охлаждение, так и на потребление электроэнергии.
Пример: при расходе воздуха 90 000 м³/ч и скорости 3 м/с, сопротивление может достигать 100 Па. Это подтверждается графиками из каталога GEA (Dry Cooler Engineering Manual, 2020). Мы проверяем соответствие сопротивления и мощности вентилятора с учетом износа лопастей и засорения решеток. Иногда закладываем 15% дополнительного давления.
Важно учитывать шумовые характеристики. При ночной работе градирни в жилой зоне допустимый уровень – 55 дБ на границе участка. Мы выбираем модели с низкооборотистыми вентиляторами или устанавливаем шумоглушители.
Подбор оборудования по расчету сухой градирни
Расчет сухой градирни завершается подбором модели. Мы смотрим, какой габарит подойдет под требуемую мощность, какие шумовые характеристики допустимы и насколько просто будет обслуживать агрегат. Не менее важно – соответствие стандартам ЕС по энергоэффективности.
Мы не выбираем модель вслепую, а сверяем тепловую мощность, тип вентилятора, уровень шума и размеры. Часто приходится идти на компромисс между габаритами и производительностью. Обязательно уточняем, можно ли разделить установку на две секции или поднять ее на ферму.
В расчет входит и выбор опор, антивибрационных подушек и способа крепления труб. Вся система должна быть устойчива к ветровой нагрузке, особенно на высоте.
Практический опыт компании Термоком
Опираясь на наш более чем 11-летний опыт в проектировании, поставке и сборке систем охлаждения, мы уверены: расчет сухой градирни – это не просто математика. Это способ избежать перегрева, шума и нестабильной работы. Наши инженеры сталкивались с проектами, где без учета местных климатических условий система не работала. Мы проверяем каждую схему по 12 параметрам: от скорости воздуха до доступа к сервису. Только после этого отправляем оборудование на монтаж.
Мы уверены, что этот материал поможет разобраться с подбором сухой градирни даже тем, кто никогда с ней не сталкивался. Проектировщики найдут формулы, менеджеры – ориентиры по мощности, а монтажники – подсказки по вентиляции. Это не учебник, но надежная опора при первом подходе к теме.
FAQ
Что учитывать при расчете сухой градирни?
Нужно знать температуру воды на входе и выходе, расход воды, температуру воздуха и климат региона. Без этих данных нельзя точно определить мощность и площадь теплообменника.
Есть ли формулы для расчета сухой градирни?
Да. Применяются уравнения теплового баланса, расчет мощности Q = m x c x ∆T и формулы для площади теплообменника. Мы используем также графики из каталогов брендов.
Какая температура воздуха критична для работы?
Если температура воздуха выше 35 °C, то эффективность сухой градирни резко снижается. В таких случаях нужен запас по мощности и хороший воздухообмен.
Какие бренды используют чаще всего?
Чаще всего это Lu-Ve, Thermokey, ThermoWay, Güntner, GEA. Их каталоги содержат точные технические данные, которые можно использовать для расчета.
Читайте также: сравнение драйкулеров ThermoWay и Güntner какой выбрать
Сколько вентиляторов нужно?
Это зависит от расхода воздуха. На 100 000 м³/ч обычно ставят от двух до четырех вентиляторов. Главное, чтобы они справлялись с давлением и были доступны для замены.
Можно ли заменить мокрую градирню на сухую?
Да, но надо пересчитать тепловую мощность. Сухая градирня работает по-другому, у нее выше температура охлаждения. Иногда нужно увеличивать габариты.
Список литературы, использованной для написания статьи:
- Threlkeld, J.L. & Jordon, J.E. Thermal Environmental Engineering. Prentice Hall, 1998.
- Kakac, S., Liu, H. Heat Exchangers: Selection, Rating, and Thermal Design. CRC Press, 2012.
- GEA Dry Cooler Engineering Manual, 2020.
