Главная страница → Информация о чиллерах и производстве чиллеров →

Гибридная градирня

1. Описание гибридной градирни

Гибридная градирня, как ясно из названия, является гибридом сухой градирни и открытой градирни испарительного охлаждения. Гибридные градирни сочетают в себе значимые преимущества сухих градирен и открытых испарительных градирен и частично лишены из недостатков. В гибридной градирне, в отличие от сухой градирни, дополнительно происходит испарительное охлаждение. Вторичная — охлаждающая жидкость разбрызгивается на теплообменную поверхность градирни, обдуваемую вентиляторами, с наружной стороны. Распыленная охлаждающая жидкость, испаряясь, посредством скрытой теплоты (орпред. ниже), отводит явную теплоту (опред. ниже) от теплообменной поверхности, а значит и от охлаждаемой жидкости внутри теплообменника. В гибридной градирне, принцип испарительного охлаждения существенно эффективней, чем без него — в стандартной сухой градирне. Гибридная градирня более энергоэффективная, следовательно, значительно компактнее из — за меньшей требуемой площади теплообмена.

(Краткое определение) Явная теплота — это количество тепловой энергии, которое подводится к объекту (веществу) или отводится от него для изменения его измеряемой температуры.

(Краткое определение) Скрытая теплота — это количество тепловой энергии, которое необходимо подвести к объекту (веществу) или отвести от него для изменения его агрегатного состояния.

(Пример) Вода + скрытая теплота = пар; пар - скрытая теплота = вода; вода - скрытая теплота = лед.

2. Принцип гибридной градирни

Гибридное охлаждение не требует того, чтобы конечная температура охлаждения жидкости была обязательно выше температуры воздуха. В данном случае, как и в открытой градирне, важна температура по влажному термометру (опред. ниже).

(Краткое определение) Температура по влажному термометру — является наименьшей температурой, при которой теплота отводится от воды путем ее частичного испарения. Чем ниже относительная влажность, тем ниже эта температура, тем более эффективно вода отдает теплоту воздуху в градине.

Температура по влажному термометру, как вытекает из названия, зависит от влажности, и она ниже температуры по сухому термометру, при этом, чем ниже влажность, тем больше разница, между температурами по сухому и влажному термометрам. При влажности 100%, температуры по сухому и влажному термометру равны — жидкость не может испаряться.

Гибридные испарительные градирни, могут охладить жидкость до температуры, приблизительно, на 5-7K выше температуры по влажному термометру.

(Пример /объяснение) Температура уличного воздуха (по сухому термометру) +25°C. При корректно подобранной сухой градирне, возможно охладить жидкость до ~ +30°C. Если распылять на теплообменный блок охлаждающую жидкость, то при относительной влажности ~50%, температура по влажному термометру будет составлять ~18.5°C. Прибавим к данной температуре дельту, в среднем 6K, итого, получится ~24.5°C. Таким образом, мы охладим целевую жидкость, с помощью потока воздуха и испарения вторичной жидкости, фактически, до температуры ниже температуры уличного воздуха, что абсолютно недостижимо для стандартной сухой градирни. Если относительная влажность на улице будет еще ниже, например в сухом климате, скажем, ~ 27%, то при уличной температуре воздуха +25°C, удастся охладить жидкость до ~ +20.0°C! Проверяем: +25°C – 11°C (разница между термометрами, с учетом влажности) + 6°C (дельта между конечным охлаждением жидкости и влажным термометром) = ~ +20.0°C.

3. Психометрическая таблица

Таблица соотношений температур по сухому и влажному термометру, согласно относительной влажности воздуха.

Разница температура между показанием флажного и сухого термометра, [Δ]

Относительная влажность, [%]

Сухой термометр [°C]	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
0	100	81	63	45	28	11
1	100	83	65	48	32	16
2	100	84	68	51	35	20
3	100	84	69	54	39	24	10
4	100	85	70	56	42	28	14
5	100	86	72	58	45	32	19	6
6	100	86	73	60	47	35	23	10
7	100	87	74	61	49	37	26	14
8	100	87	75	63	51	40	29	18	7
9	100	88	76	64	43	42	31	21	11
10	100	88	76	65	54	44	34	24	14	5
11	100	88	77	66	56	46	36	26	17	8
12	100	89	78	68	57	48	38	29	20	11
13	100	89	79	69	59	49	40	31	23	14	6
14	100	89	79	70	60	51	42	34	25	17	9
15	100	90	80	71	61	52	44	36	27	20	12	5
16	100	90	81	71	62	54	46	37	30	22	15	8
17	100	90	81	72	64	55	47	39	43	24	17	10
18	100	91	82	73	65	56	49	41	34	27	20	13
19	100	91	82	74	65	58	50	43	35	29	22	15
20	100	91	83	74	66	59	51	44	37	30	24	18
21	100	91	83	75	67	60	52	46	39	32	26	20
22	100	92	83	76	68	61	54	47	40	34	28	22
23	100	92	84	76	69	61	55	48	42	36	30	24
24	100	92	84	77	69	62	56	49	43	37	31	26
25	100	92	84	77	70	63	57	50	44	38	33	27
26	100	92	85	78	71	64	58	51	46	40	34	29
27	100	92	85	78	71	65	59	52	47	41	36	30
28	100	93	85	78	72	65	59	53	48	42	37	32
29	100	93	86	79	72	66	60	54	49	43	38	33
30	100	93	86	79	73	67	61	55	50	44	39	34

Гибридная градирня доработка сухой градирни

Не редко, для интенсификации охлаждения, стандартные сухие градирни самостоятельно дорабатывают, с помощью нехитрых приспособлений.

4. Преимущества и недостатки гибридной градирни

Преимущества

Возможность охлаждать жидкость до температуры, окружающей среды и ниже, что принципиально невозможно в сухой градирне;
В гибридных градирнях можно охлаждать незамерзающую жидкость, при этом, две жидкости непосредственно не контактируют — только через стенку теплообменной поверхности. Испарение и унос распыляемой жидкости из системы минимален, унос из системы охлаждаемой жидкости — отсутствует;
Гибридная градирня компактнее сухой градирни за счет большей эффективности;
Отсутствует механическое загрязнение охлаждаемой воды, так как контур замкнут;
Охлаждение до более низкой температуры, (чем без испарительного эффекта) позволяет применять градирню, вместо чиллера, в более длительный период времени — в системах с фрикулингом, что колоссально экономит электроэнергию для крупных производств. Удается работать на фрикулинге, с помощью гибридной градирни от 8 до 11 месяцев в году (в РФ), в зависимости от региона и требуемой температуры охлаждения жидкости. Таким образом, запуск парокомпрессионного энергозатратного промышленного чиллера осуществляется на всего 1 — 4 месяца в году.

Недостатки

Требуется дополнительный насос для циркуляции вторичной жидкости, коллектор с распылительными форсунками, а также система сбора неиспарившейся жидкости и возврата ее для рециркуляции, что усложняет систему в целом и ее обслуживание. Также желателен монтаж каплеуловителей, подробно в статье — градирня;
Все же, некоторый расход вторичной охлаждающей жидкости происходит (даже при наличии каплеуловителей) и его необходимо восполнять. В сухой градирне такая проблема отсутствует.