Технология для сухих градирен Dry & Spray

Дефицит выделяемой мощности для систем центрального кондиционирования является существенной проблемой строящихся зданий. Отсутствие новых и нехватка существующих энергоресурсов, в условиях высоких темпов строительного роста обуславливает дополнительные требования к проектным решениям и выбору оборудования для систем центрального кондиционирования. При этом важным требованием является уровень потребляемой мощности оборудования. Между тем современные технологии и разработки в области теплообменного оборудования позволяют решить проблему кондиционирования объектов с ограничением выделяемой мощности.

В данной статье будет рассмотрен один из вариантов решения задачи снижения потребляемой мощности в системах центрального кондиционирования при использовании высокоэффективных систем адиабатического распыления производства компании Lu-Ve.

Радиаторная (сухая) градирня изобретена венгерскими инженерами Геллером и Фарго и изначально использовалась для охлаждения конденсаторов электростанций. Она представляет собой корпус с размещенным внутри теплообменником(радиатором), по которому циркулирует охлаждающая жидкость, и одним или несколькими вентиляторами, обдувающими радиатор потоком наружного воздуха.
Радиатор из оребренных, чаще всего медных или алюминиевых трубок , обуславливает то, насколько хорошо сухие градирни будут охлаждать воду.

Применение качественного радиатора из меди, с тонкими каналами делает стоимость сухой градирни очень большой. Уменьшая стоимость решения , приходится жертвовать и эффективностью.

Сухие градирни имеет смысл использовать когда технология требует изоляции контура циркуляции от внешней среды. Или при отсутствии возможности организовать подпитку в необходимых количествах. Тогда использование контура сухой градирни со смесью этиленгликоля является практически единственным решением. Еще выбор в пользу сухой градирни целесообразен при температуре теплоносителя или оборотной воды на грани кипения. Например, в оборотных циклах АЭС или НПЗ  http://acs-nnov.ru/gradirni.html

В остальных случаях более дешевым и оправданным будет применение вентиляторной промышленной градирни, так как расход воздуха вентилятора открытой градирни в 5 раз меньше, чем у закрытой. Мощность вентилятора пропорционально меньше у открытых градирен.

Преимущества

• закрытый контур, отсутствие попадания примесей в воду
• возможность работы на кипящей воде
• возможность работы на этиленгликоле
• отсутствие капельного уноса

Недостатки

• низкая эффективность охлаждения
• дорогая конструкция и материалы
• требовательность к обслуживанию и чистке теплообменника

Зависимость мощности чиллера от температуры воды в контуре конденсатора

Как известно, количество электроэнергии, необходимое для работы чиллера напрямую зависит от температуры охлаждающей среды, то-есть воды в гидравлическом контуре охлаждения конденсатора.

На рисунке представлен график изменения потребляемой мощности чиллера с водяным охлаждением конденсатора производства компании McQuay серии WHS XE ST 196.2. при различных значениях температуры воды на входе теплообменника конденсатора при следующих условиях эксплуатации:

• – Чиллер работает в условиях 100%-ой нагрузки. Температура воды на входе и выходе теплообменника испарителя 12/7ºC. Из графика видно что снижение температуры воды на 5°С приводит к уменьшению потребляемой мощности чиллера на 10-13%.  В большинстве проектов систем центрального кондиционирования для охлаждения воды в контуре конденсатора используются сухие градирни.  В качестве максимальной температуры наружного воздуха при подборе градирни применяется значение температуры для расчетных параметров наружного воздуха в регионе, где расположен объект. При этом, учитывая, что температура воздуха на месте установки градирни: на крыше или прилегающей территории здания в пиковый период эксплуатации может быть больше, к данному значению прибавляют 7-10 °С. Например,  для подбора градирни для объекта расположенного в центральном регионе России в качестве температуры наружного воздуха используется  35С. (В соответствие со СНиП 2.04.05-91, расчетные параметры температуры наружного воздуха в летний период времени: 28С)

При решении задачи снижения потребляемой мощности в системах центрального кондиционирования с использованием сухих градирен существуют ограничения, связанные с размером и стоимостью теплообменного оборудования. Для необходимого снижения температуры воды в контуре конденсатора мы должны использовать градирни с большим размером теплообменной поверхности, а следовательно и с большей стоимостью. В любом случае существует минимальное значение температуры ниже которой стандартный драйкуллер, не оснащенный дополнительными системами,  не может охладить воду в контуре охлаждения конденсатора при заданной температуре наружного воздуха. В нашем примере минимальное значение температуры воды, до которой драйкуллер может охладить воду в контуре конденсатора составляет 45С.

Принцип работы чиллера(охладителя жидкости) с технологией Dry&Spray

Эффективное решение задачи по снижению энергопотребления предложила компания LU-VE Contrado, которая разработала новейшую технологию адиабатического орошения. Технология получила название Dry&Spray. Технология Dry&Spray  позволяет дополнительно снизить температуру воды в контуре охлаждения конденсатора на 10-15 °С, то-есть до значения температуры воздуха по мокрому термометру. При этом потребляемая мощность чиллера будет снижена на 30-40%.

Технология Dry&Spray это высокоэффективная система адиабатического распыления, в которой уменьшение температуры воды в контуре конденсатора достигается за счет распыления предварительно подготовленной воды вблизи теплообменной поверхности сухой градирни. Система Dry&Spray была разработана компанией LU-VE Contrado при научном содействие Миланского Политехнического университета и при поддержке Министерства высшего образования и научных исследований Италии (MIUR).

Охладитель жидкости с системой  Dry&Spray работает как традиционный воздушный теплообменник с сухой теплообменной поверхностью до тех пор, пока температура окружающей среды остается достаточно низкой для обеспечения необходимой производительности (Или уровня энергетической эффективности) чиллера. Значение температуры для перехода оборудования с режима работы DRY на режим Spray задается при проектировании и примерно равно 20°C. Как только температура окружающей среды становится выше расчетной и при этом не обеспечивается необходимая производительность оборудования, автоматически включается в работу система орошения (режим Spray), подающая необходимое количество воды на оребрение теплообменной поверхности сухого водоохладителя. Эффективность теплообмена при этом резко увеличивается. Практически вся вода, подаваемая на орошение батареи, испаряется, поэтому нет необходимости организовывать дополнительный дренажный контур. Высокая эффективность системы достигается за счет того, что вода распыляется непосредственно в направлении воздушного потока градирни, в отличие от традиционных систем орошения, где вода распыляется в противоположном направлении. Таким образом, можно достичь температуры охлаждения жидкости равной или ниже температуры окружающей среды по влажному термометру при общем увеличении энергетической эффективности (COP).

Преимущество технологии Dry & Spray

Как показала практика, при использовании чиллеров градирен Lu-Ve Contrado, оснащенных высокоэффективной системой орошения Dry&Spray достигается снижение потребляемой мощности чиллера приблизительно на 34% (В течение годового цикла эксплуатации в южных регионах России) и потребляемой мощности системы центрального кондиционирования в целом приблизительно на 20%… Далее подробнее: 

По теме:

Всё об устройстве охлаждения воды – градирни