ООО "КОМПЕНС"
Напишите нам: zakaz@kompens.ru
Звоните: +7(499) 938-56-00

Классификация систем водяного охлаждения

Доступность воды в большинстве промышленных районов наряду с ее высокой теплоемкостью сделали воду наиболее предпочтительным теплоносителем как в промышленности, так и в коммунальном хозяйстве. До 80% воды, используемой в промышленности, в основном применяется для охлаждения технологических процессов и производимой продукции. Различают три основных типа промышленных систем водяного охлаждения: прямоточная, замкнутая (радиаторная) рециркуляционная (закрытая без испарения) и открытая (испарительная) рециркуляционная. К испарительным охла­дителям открытой рециркуляционной системы относятся водохранилища или пруды охладители, брызгательные бассейны, градирни.

На промышленном предприятии вода выполняет роль охладителя, т.е. необходимую работу по охлаждению определенного источника тепла, и в конечном итоге получает это тепло, которое затем рассеивается в окружающей среде. В прямоточных системах из вод­ного источника забирается прохладная вода, нагревается в процессе охлаждения от источ­ника тепла, а затем возвращается в водоем, температура воды в котором в месте выпуска повышается. В системах такого типа при выделении из охлаждаемого источника 0,25 кал тепла каждые 0,5 литра охлаждающей воды нагреваются примерно на 0,5 °С.

В открытых системах оборотного водоснабжения происходит испарение воды. При переходе из жидкой фазы в газообразную в окружающую среду выделяется тепло. В хо­де испарения воды имеет место рассеивание порядка 500 калорий на 1 литр воды, пре­образованной в пар. При использовании испарения в процессе охлаждения в окружающую среду может быть выделено более чем в 50 раз больше тепла на единицу массы во­ды по сравнению с обычным испарительным процессом.

Таким образом, прямоточные системы предусматривают лишь однократный про­пуск охлаждающей воды через оборотную систему, возвращая ее обратно в водные бас­сейны, что требует больших расходов природной воды, а значит, затрат, и приводит к по­вышению температуры воды в водоприемнике. С другой стороны, градирни допускают многократное использование воды, в результате чего объемы водозабора снижаются бо­лее чем на 90% по сравнению с системами прямоточного охлаждения. Такой подход су­щественно снижает температуру воды водоприемника, но не температуру окружающей среды, поскольку тепло выделяется в атмосферу.

Эффективность процесса охлаждения в открытых системах зависит от температуры воздуха, его влажности, скорости движения воздуха и от поверхности соприкосновения охлаждаемой воды с воздухом.

В замкнутых рециркуляционных (радиаторных) системах охлаждаемая вода не имеет непосредственного контакта с воздухом. Охлаждение в замкнутых (радиаторных) системах происходит через стенку радиатора, внутри которою протекает охлаждаемая вода.

По способу подвода воздуха охладители делятся на открытые (с естественным притоком воздуха), башенные (оборудованные башней для усиления тяги), вентиля­торные (с принудительной подачей воздуха с помощью вентиляторов). Замкнутые (ра­диаторные) охладители, которые иногда называются сухими градирнями по способу подвода воздуха, могут быть только башенными или вентиляторными, так как для их эффективной работы требуется интенсивный воздухообмен. Для достижения такого же эффекта охлаждения, как и в испарительных охладителях, в замкнутые радиаторные ох­ладители необходимо подать воздуха в несколько раз больше.

По способу создания поверхности охлаждения охладители делятся на брызгальные, капельные, пленочные и комбинированные (капельно-пленочные). Необходи­мая площадь контакта в брызгальных охладителях создается разбрызгиванием воды через специальные сопла или насадки. В капельных, пленочных и комбинированных ох­ладителях необходимая площадь контакта создается путем распределения воды над спе­циальными оросительными устройствами, обеспечивающими дробление капель до необходимых размеров или создание тонких пленок для эффективного охлаждения нагре­той воды.

Главная особенность прямоточных систем заключается в расходе относительно большого объема воды на охлаждение. Обычная схема прямоточной системы охлажде­ния водой показана на рисунке. В некоторых системах прямоточного охлаждения вода из системы водоснабжения предприятия может быть использована и как питьевая, и для нужд охлаждения. В таких случаях необходима ее предварительная подготовка.

Схема системы прямоточного водоснабжения на промпредприятии

1 - водопровод предприятия; 2 - теплообменник на предприятии; 3 - охладитель при необходи­мости; 4 -  водоем

Замкнутая система оборотного водоснабжения (замкнутая рециркуляционная система) это система, в которой вода циркулирует в замкнутом контуре, с незначитель­ным испарением (выпуском в атмосферу). Эти системы обычно требуют высокой степе­ни химической обработки воды, и, поскольку потери воды в системе незначительны, та­кая степень является экономически оправданной. Для наиболее оптимальной работы системы обычно используют подпиточную воду высокого качества. Такие системы часто используются на установках для непрерывного литья в сталелитейной промышленнос­ти, где даже незначительные осаждения любого происхождения могли бы привести к неисправности оборудования.

На рисунке ниже показана упрощенная схема замкнутой рециркуляционной системы. Тепло передается и замкнутый контур охлаждающей воды типичным теплообменным оборудованием и удаляется из замкнутого контура системы во вторичный контур охлаждающей воды. Во вторичном контуре охлаждения обычно используется либо испарительное, либо прямоточное водяное охлаждение, либо воздушное охлаждение.

Схема системы замкнутой рециркуляционной системы оборотного водоснабжения

I - замкнутый контур, II - открытый контур; 1 - тепловая нагрузка; 2 - охладитель; 3 - накопитель воды; 4 - насосы.

Скорость воды в замкнутых системах обычно составляет от 1 м/с до 1,5 м/с. Повышение температуры в среднем составляет от 6 до 9 °С. Вообще в замкнутых системах подпиточная вода либо не требуется вообще, либо требуется в очень незначительном количестве для компенсации утечек через уплотнения насосов, переливов из расширительных баков и поверхностного испарения воды из выпускных отверстий системы. Такая периодическая подпитка требует проведения регулярных анализов качества воды для контроля за правильной концентрацией химикатов, применяемых для химической обработки.

Открытая система оборотного водоснабжения (открытая рециркуляционная система) включает градирню или испарительный бассейн для рассеивания теплоты, которую вода удаляет из производственного процесса. Открытая рециркуляционная система предусматривает забор воды из чаши градирни или камеры охлажденной во­ды, ее пропуск через технологическое оборудование, требующее охлаждения, и затем возврат воды через испаритель, где испаряемая вода используется для охлаждения ос­тавшейся воды. Этот процесс циклично повторяется, и при повторном использовании для компенсации потерь воды (испарение и продувка системы) производится забор значительного количества свежей подпиточной воды.

Схема открытой системы оборотного водоснабжения с градирней

1 - теплообменник; 2 - градирня; 3 - чаша градирни; 4 - насос; 5 - трубопровод подпиточный воды; 6 - испарения.

Вернуться к списку

ПОСЛЕДНИЕ СТАТЬИ

Искрогаситель ИГС-55
Искрогаситель ИГС-115
Искрогаситель ИГС-45 
Искрогаситель ИГС-120
Искрогаситель ИГС-65
Искрогаситель ИГС-130
Искрогаситель ИГС-80
Искрогасители на дымоход
Сильфонный компенсатор ГОСТ
Уровнемеры для резервуаров
Уровнемеры для емкостей
Подбор сильфонных компенсаторов
Установка сильфонных компенсаторов
Предварительная растяжка сильфонных компенсаторов
Производство сильфонных компенсаторов