З чого складається градирня – питання, яке найчастіше виникає у тих, хто вперше стикається з проектами охолодження води. Ми не раз пояснювали це замовникам, особливо коли справа стосувалася заміни старого обладнання на такі пристрої, як вентиляторна градирня, або планування промислового об’єкта.
Ситуації, коли ці знання дійсно можуть стати в пригоді, бувають різні. Наприклад, при виборі градирні для системи охолодження прес-форм, під час оцінки технічного стану існуючого обладнання, при розрахунку бюджету на установку чилера та допоміжної техніки, або коли потрібно терміново зрозуміти, які елементи могли вийти з ладу.
Насправді будова градирні не така складна, як здається. Головне – розуміти, що саме відбувається всередині.
Содержание
Конструкція градирні в розрізі та основні елементи
Конструкція градирні – це:
- корпус;
- теплообмінні каскади;
- водорозбризкувальна система;
- вентилятори;
- краплевловлювачі.
Найчастіше вона робиться зі скловолокна або оцинкованої сталі, якщо мова про промислові установки.
Вода надходить у верхню частину корпусу і розподіляється по заливній системі. Далі вона падає на каскади, збільшуючи площу випаровування. У цей час вентилятор подає потік повітря, який виносить тепло. На виході – охолоджена вода повертається в систему, а випарована частина йде через верх. У нижній частині завжди є бак-накопичувач.
У підручнику “Cooling Towers: Principles and Practice” (P. F. Sturm, Springer, 2020, ISBN 9783030318197) детально описана конструкція з механічним і природним притоком повітря.
Що всередині градирні і як це працює
Що всередині градирні можна зрозуміти, якщо уявити собі великий вертикальний ящик з вентилятором. У верхній зоні знаходиться форсункова решітка, яка розбризкує теплу воду. Під нею – крапельна насадка, або «навал», де вода дробиться на тонкі потоки і краплі. Це потрібно, щоб збільшити площу контакту з повітрям.
Повітря подається знизу або збоку, залежно від типу градирні. При контакті з краплями частина води випаровується, уносячи з собою тепло. Потім залишки води потрапляють у збірний лоток. Повітря виходить через верх, проходячи через систему краплевловлювачів, щоб не втратити зайву вологу.
На практиці ми часто пояснюємо це так: «гаряча вода зверху, холодне повітря знизу, на виході – випаровування та охолодження». Все просто, але працює ефективно.
Будова градирні в деталях
Будова градирні відрізняється залежно від моделі: є сухі, мокрі та гібридні. Але якщо говорити про звичайну вентиляторну випарну градирню, то в ній обов’язково є:
- насос для подачі води;
- розподільник з форсунками;
- пластикова або металева насадка;
- вентилятор з електричним приводом;
- водовловлювач (краплевловлювач);
- зливний лоток і бак.
Щоб не заплутатися, дивіться на тип повітрообміну. У системах з примусовою тягою вентилятор стоїть внизу, а в протитечійних – нагорі. У таблиці нижче ми навели основні відмінності двох популярних типів:
Параметр | Протитечійна градирня | Поперечна градирня |
Повітря рухається | Знизу вгору | Збоку всередину |
Розмір корпуса | Компактний | Ширший за габаритами |
Розподіл води | Форсунки зверху | Жолоб з дірками |
Застосування | Промисловість | Побутові/офісні мережі |
Градирні всередині і що ламається найчастіше
Градирні всередині – це не просто бак з вентилятором. Там є дрібні деталі, від яких залежить уся система. Часто ламаються форсунки, наприклад, через вапно. Або вентилятори – при поганому балансі лопатей. Іноді виходить з ладу краплевловлювач, якщо він був установлений не за інструкцією.
За нашими спостереженнями, найчастіше проблеми виникають з некоректним завантаженням каскадів або неправильним рівнем води. А ще – з вентиляторами без захисту від води. Тому ми завжди радимо ставити захисну решітку, використовувати антикорозійну обробку і вчасно чистити корпус.
У керівництві з експлуатації Baltimore Aircoil FXV Series, наприклад, вказується, що навіть короткочасне забруднення форсунок знижує ефективність на 15–20%.
Система градирні на практиці та наш досвід
Система градирні працює стабільно, якщо все правильно підібрано і змонтовано. За 11+ років у проектуванні і монтажі систем охолодження наші фахівці стикалися з різними моделями – від баштових до компактних блочних. Ми допомагали підприємствам модернізувати застарілі установки, переводили системи на рециркуляцію і міняли крапельні каскади на більш ефективні.
Рекомендуємо прочитати: скільки секційні бувають вентиляторні градирні
Наш досвід показує: чим простіша конструкція і зрозуміліший доступ до деталей – тим довше служить система. Особливо в агресивному середовищі або при цілодобовій роботі.
Навіщо це знати і яку користь це дає
Ми вважаємо, що знання будови градирні допомагає швидше орієнтуватися в причинах несправностей, не переплачувати за ремонт і заздалегідь розуміти, на чому можна заощадити. Це особливо корисно тим, хто працює з охолоджувальним обладнанням або планує покупку нових рішень.
Часто задавані питання (FAQ)
Як працює градирня простими словами?
Вона охолоджує воду за рахунок випаровування. Гаряча вода розбризкується, повітря обдуває краплі, частина вологи випаровується, забираючи тепло. Залишок води – вже холодний.
Навіщо потрібен краплевловлювач у градирні?
Він не дає краплям води вилітати з теплим повітрям. Це знижує витрату води і запобігає втраті тиску в системі. Без нього система швидко пересихає.
Чим відрізняється суха градирня від мокрої?
Суха – як радіатор, охолоджується повітрям без випаровування, а мокра використовує випаровування води. Перша – економічніша за витратою води, друга – за ефективністю охолодження.
Як часто потрібно обслуговувати градирню?
Раз на сезон мінімум. Чистити форсунки, перевіряти вентилятори, знімати накип з каскадів і промивати бак. Краще – кожні 3–4 місяці при інтенсивній експлуатації.
Де найчастіше протікає градирня?
На фланцях, з’єднаннях форсунок, по зварці корпуса або в місцях виходу труб. Особливо при стрибках тиску або старій ізоляції.
Чи можна використовувати градирню взимку?
Так, але тільки із захистом від замерзання: злив води, підігрів, антикорозійні добавки. У деяких моделях є автоматичний дренаж або байпас.
Список використаних джерел
- 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.
