Драйкулер – високоякісна система охолодження, що відрізняється своєю універсальністю, продуктивністю і надійністю. Розрахунок сухої градирні може знадобитися в таких ситуаціях:
- коли потрібно замінити стару установку на сучасну без ризику перегріву обладнання;
- при проектуванні холодильної системи для цеху з виробництва напоїв;
- якщо планується встановлення енергоефективного охолодження для дата-центру;
- коли замовник просить зробити кошторис на інженерне охолодження без використання води;
- якщо об’єкт знаходиться в регіоні з дефіцитом води і потрібно виключити водяне споживання;
- коли важливо виключити ризик появи бактерій у системі;
- якщо приміщення з обмеженим доступом до комунікацій.
Ми не просто припускаємо, як це зробити. Ми посилаємося на підручники і керівництва, в яких ці розрахунки детально описані. Наприклад, у книзі “Thermal Environmental Engineering” авторів Threlkeld & Jordon (Prentice Hall, 1998) наводяться рівняння для теплового балансу і конвективного теплообміну. Ми використовуємо перевірені методики, адаптовані під клімат України. Це допомагає уникнути помилок при проектуванні і підвищити надійність системи.
Читайте детальніше як підібрати драйкулер для вашого виробництва
Содержание
Типові дані для розрахунку сухої градирні
Сухої градирні розрахунок починається з вихідних параметрів. Ми завжди беремо до уваги:
- витрату води в системі (наприклад, 120 м³/год);
- температуру на вході і виході (припустимо, 50 °C і 35 °C);
- температуру повітря на вулиці в літній період (до 35 °C);
- бажану температуру на виході охолоджуючого середовища;
- відносну вологість, швидкість вітру і сонячну радіацію, якщо градирня розміщена на даху.
Ці дані дозволяють нам розрахувати потрібну теплову потужність:
Q = m × c × ∆T
де:
Q — потужність в кВт,
m — масова витрата,
c — теплоємність води,
∆T — різниця температур.
Додатково можна врахувати теплопритоки від навколишнього середовища і корекцію потужності при зміні кліматичних умов. Важливо точно визначити, який запас потужності закласти, особливо якщо обладнання буде працювати влітку на межі.
У каталозі Lu-Ve (Dry Coolers Selection, 2021) є графіки, де за витратою повітря і температурою можна підібрати підходящий теплообмінник. Це реальний інструмент, а не теоретичний посібник.
Розрахунок теплообмінної поверхні
Розрахунок сухої градирні продовжується визначенням площі теплообміну. На цьому етапі важливо розуміти: багато що залежить від типу труб і оребрення. Якщо спростити, ми беремо стандартну формулу:
S = Q / (U × Δtm)
Де:
Позначення | Пояснення |
S | Потрібна площа поверхні теплообміну (м²) |
Q | Теплове навантаження (Вт) |
U | Коефіцієнт теплопередачі (Вт/м²·°С) |
Δtm | Середня температурна різниця (°С) |
На практиці, якщо Q відома з вимог до установки, а U і Δtm залежать від конкретного типу теплообмінника і умов, то S – те, що нам потрібно знайти.
За даними підручника “Heat Exchangers: Selection, Rating, and Thermal Design” авторів Sadik Kakac і Hongtan Liu (CRC Press, 2012), коефіцієнт теплопередачі сильно залежить від матеріалу труб і швидкості обдуву. Для алюмінієвих ребер і мідних труб можна приймати U = 40-60 Вт/м²·K. Ми застосовуємо поправки на забруднення труб, особливо в пильних регіонах. Також враховуємо сезонну різницю температур, адже в травні і липні теплоотдача може відрізнятися на 15-20%.
Іноді ми додаємо додатковий модуль охолодження у вигляді секції з високим числом ребер. Це дає приріст теплоотдачі без збільшення довжини корпуса.
Суха градирня – розрахунок втрати тиску і витрата повітря
Розрахунок сухої градирні включає оцінку аеродинамічного опору. Ми рахуємо, який тиск втрачається при проходженні повітря через оребрення, і підбираємо вентилятор з запасом. Якщо вентилятор не справляється, ефективність всієї системи падає. Це негативно впливає як на охолодження, так і на споживання електроенергії.
Приклад: при витраті повітря 90 000 м³/год і швидкості 3 м/с, опір може досягати 100 Па. Це підтверджується графіками з каталогу GEA (Dry Cooler Engineering Manual, 2020). Ми перевіряємо відповідність опору і потужності вентилятора з урахуванням зносу лопастей і засмічення решіток. Іноді закладаємо 15% додаткового тиску.
Важливо враховувати шумові характеристики. При нічній роботі градирні в житловій зоні допустимий рівень – 55 дБ на межі ділянки. Ми вибираємо моделі з низькообертовими вентиляторами або встановлюємо шумоглушники.
Підбір обладнання за розрахунком сухої градирні
Розрахунок сухої градирні завершується підбором моделі. Ми дивимося, який габарит підійде під потрібну потужність, які шумові характеристики допустимі і наскільки просто буде обслуговувати агрегат. Не менш важливо – відповідність стандартам ЄС з енергоефективності.
Ми не вибираємо модель навмання, а звіряємо теплову потужність, тип вентилятора, рівень шуму і розміри. Часто доводиться йти на компроміс між габаритами і продуктивністю. Обов’язково уточнюємо, чи можна розділити установку на дві секції або підняти її на ферму.
У розрахунок входить і вибір опор, антивібраційних подушок і способу кріплення труб. Вся система повинна бути стійкою до вітрового навантаження, особливо на висоті.
Практичний досвід компанії Термоком
Спираючись на наш більш ніж 11-річний досвід у проектуванні, поставці і збиранні систем охолодження, ми впевнені: розрахунок сухої градирні – це не просто математика. Це спосіб уникнути перегріву, шуму і нестабільної роботи. Наші інженери стикалися з проектами, де без урахування місцевих кліматичних умов система не працювала. Ми перевіряємо кожну схему за 12 параметрами: від швидкості повітря до доступу до сервісу. Тільки після цього відправляємо обладнання на монтаж.
Ми впевнені, що цей матеріал допоможе розібратися з підбором сухої градирні навіть тим, хто ніколи з нею не стикався. Проектувальники знайдуть формули, менеджери – орієнтири за потужністю, а монтажники – підказки з вентиляції. Це не підручник, але надійна опора при першому підході до теми.
FAQ
Що враховувати при розрахунку сухої градирні?
Потрібно знати температуру води на вході і виході, витрату води, температуру повітря і клімат регіону. Без цих даних неможливо точно визначити потужність і площу теплообмінника.
Чи є формули для розрахунку сухої градирні?
Так. Застосовуються рівняння теплового балансу, розрахунок потужності Q = m × c × ∆T і формули для площі теплообмінника. Ми використовуємо також графіки з каталогів брендів.
Яка температура повітря критична для роботи?
Якщо температура повітря вище 35 °C, то ефективність сухої градирні різко знижується. В таких випадках потрібен запас за потужністю і хороший повітрообмін.
Які бренди використовують найчастіше?
Найчастіше це Lu-Ve, Thermokey, ThermoWay, Güntner, GEA. Їх каталоги містять точні технічні дані, які можна використовувати для розрахунку.
Читайте також: порівняння драйкулерів ThermoWay і Güntner який вибрати
Скільки вентиляторів потрібно?
Це залежить від витрати повітря. На 100 000 м³/год зазвичай ставлять від двох до чотирьох вентиляторів. Головне, щоб вони справлялися з тиском і були доступні для заміни.
Чи можна замінити мокру градирню на суху?
Так, але треба перерахувати теплову потужність. Суха градирня працює по-іншому, у неї вища температура охолодження. Іноді потрібно збільшувати габарити.
Список літератури, використаної для написання статті:
- 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.
