Системи охолодження, в яких використовується одночасно чилер і градирня – це надійне рішення для відведення тепла в промислових і комерційних об’єктах.
Цей підхід поєднує ефективність випарного охолодження градирні з потужністю холодильного контуру чилера, що робить його ідеальним вибором для завдань, які потребують високої продуктивності та стабільності температурних параметрів.
Розглянемо, як працює чилер із градирнею, зануримося в технічні аспекти, а також розберемо цікаві приклади з реальної практики.
Основний принцип роботи чилера разом із градирнею
Для розуміння роботи системи необхідно уявити три основні процеси: охолодження теплоносія в чилері, відведення тепла через градирню і циркуляцію води замкнутим контуром.
- Початок циклу: нагрівання теплоносія споживачем. Теплоносій (найчастіше вода або розчин гліколю) забирає тепло від систем, які потребують охолодження, як-от системи кондиціонування повітря, виробниче обладнання або серверні кімнати. Цей нагрітий теплоносій надходить у випарник чилера.
Цікавий факт: у великих дата-центрах, як-от ті, що використовують Google чи Amazon, охолоджена вода циркулює з точністю підтримання температури до десятих градуса, щоб мінімізувати ризик перегріву серверів.
- Охолодження теплоносія в чилері. У випарнику чилера теплоносій охолоджується за допомогою холодильного контуру. Процес заснований на принципі термодинамічного циклу Карно: холодоагент, що циркулює всередині чилера, поглинає тепло в теплоносія і переходить з рідкого стану в газоподібний. Це основний момент, де використовується компресор – серце чилера. Що нижча температура навколишнього середовища, то ефективніше працює система. Наприклад, при використанні чилерів на промислових підприємствах взимку можна скоротити витрати на електроенергію завдяки природному охолодженню.
Передача тепла в конденсаторі. Після охолодження теплоносій повертається до споживачів, а виділене тепло передається в конденсатор. У системах із градирнями використовується водяний конденсатор, де тепло від холодоагенту переходить у «конденсаторну воду» – окремий потік, що циркулює між чилером і градирнею.
Робота градирні: випарне охолодження. Нагріта конденсаторна вода надходить у градирню, де вона охолоджується за рахунок часткового випаровування. Вода розподіляється по теплообмінних пластинах або зрошувальним насадкам, а потужні вентилятори нагнітають повітря, створюючи ефект випаровування. При цьому на 1 кг води, що випарувалася, може відводитися до 2260 кДж тепла, що робить градирні надзвичайно ефективним рішенням.
Важливо зазначити, що градирні часто використовують на об’єктах з великим обсягом тепловиділення, таких як металургійні підприємства. Наприклад, на сталеливарних заводах градирні охолоджують воду, яка використовується для захисту доменних печей від перегріву.
Повернення охолодженої води в систему Охолоджена вода з градирні повертається в конденсатор чилера для нового циклу. Цей замкнутий процес забезпечує стабільність температурного режиму навіть за високих навантажень.
Технічні аспекти та ключові терміни
Гідравлічний баланс
Одним із важливих аспектів роботи такої системи є підтримання гідравлічного балансу. Насоси забезпечують постійний потік води через чиллер і градирню, а автоматика контролює швидкість циркуляції залежно від навантаження. Неправильне налаштування може призвести до «перетікання» або «недотоку» води, знижуючи ефективність всієї системи.
Випарні втрати
У процесі роботи градирні частина води неминуче випаровується. У середньому випарні втрати становлять 1-2% від загального обсягу води в системі. Для компенсації використовується система підживлення, яка автоматично додає воду, зберігаючи стабільний обсяг.
Приклади застосування та переваги роботи чилерів із градирнею
- Технологічне охолодження. На хімічних підприємствах чилери з градирнями часто використовують для охолодження реакторів, де температура всередині ємностей може перевищувати 300 °C. Висока точність контролю температури запобігає небажаним хімічним реакціям.
- Системи кондиціонування. У великих торгових центрах або стадіонах системи з чилерами та градирнями допомагають підтримувати комфортну температуру для тисяч людей. Наприклад, на стадіоні «Аль-Байт» у Катарі, де проходив чемпіонат світу з футболу, використовувалася комбінована система охолодження з градирнями для створення мікроклімату в спекотних умовах.
- Зниження енерговитрат. Використання градирень дає змогу знизити навантаження на компресори чилера, що зменшує споживання електроенергії. У регіонах з високою вологістю такі системи особливо ефективні, оскільки температура води в градирні може бути нижчою за температуру повітря.
Читайте також: список питань до виробника чилерів
Чилер із градирнею – це приклад синергії передових технологій охолодження, які здатні забезпечити стабільне відведення тепла навіть в умовах високих навантажень. Такі системи знаходять застосування в різних галузях завдяки своїй енергоефективності, надійності та здатності працювати в широкому діапазоні умов. Проектування та обслуговування таких систем краще довірити професіоналам, щоб уникнути помилок і забезпечити максимальну ефективність роботи обладнання.
Якщо ви плануєте впровадження системи охолодження на вашому об’єкті, звертайтеся за консультацією – правильний вибір обладнання допоможе оптимізувати енерговитрати та підвищити надійність усіх процесів!
