Пруды – охладители.

При наличии большой поверхности водного пространства можно достичь значительного охлаждения воды на пути которой ,от сброса ее до водозабора, за счет испарения с поверхности и непосредственного соприкосновения подогретой воды с воздухом за счет конвекции, при этом большое значение имеет распределение теплового потока по поверхности.

Активно работает не вся поверхность пруда, а лишь некоторая ее часть, где происходит постоянное перемещение, подаваемой на охлаждение воды. Отношение величины активной и общей поверхности пруда – коэффициент использования:

К_и=F_А/F

При сооружении пруда-охладителя в сильно вытянутом виде по течении реки К_и=0,8…0,9. При неправильной вытянутой форме с большими изменениями ширины пруда в пределах циркуляции К_и= 0,6-0,75. При правильной форме (окружность) К_и до 0,5.

При тепловом расчете пруда вначале определяют величину активной зоны, отнесенной к единице расхода охлаждающей воды f_уд = [м²/м³сутки] и является важной характеристикой при построении используемых для теплового расчета номограммы.

В правой части номограммы наносятся кривые температуры воды в естественном состоянии, там же наносятся расходящиеся близкие к прямым линиям, позволяющие учитывать влияние ветра на процесс охлаждения. Расходящиеся линии t в левой части позволяют учитывать тепловую нагрузку пруда, т.е. тепло, поступающее с охлаждаемой водой.

Пример пользования: Исходные условия: f_уд=1,7м²/м³ сут., t_е =25^оС, W=1м/с, t=7^оС

температура подаваемой на охлаждение воды

От а проводим вверх до t_е(т. b) из этой точки вправо до пересечения в т. c с линией скорости ветра равной 1,5м/с (для которой построена номограмма) отсюда вверх c-d до пересечения с реальной w ветра. Точка е находится на пересечении проведенной из т. d в сторону скорости ветра w линии с заданной t. Опускаясь вниз, определяем величину перегрева (t₁-t_e) т. f.

Сравнение и выбор типа охлаждающих устройств.

При выборе типа охлаждающего устройств учитывают следующие условия

1. Требования технологических процессов промышленных предприятий к температуре подаваемой воды, которая влияет на высоту зоны охлаждения и устойчивость охладительного эффекта.

2. Тепловую и гидравлическую производительность водо-охлаждаемого устройства.

3. Зимние и летние метеоусловия.

4. Геологические условия (уровень грунтовых вод).

5. Наличие местных стройматериалов.

6. Потери воды и ее дополнение.

По теплотехническим показателям основные виды испарительных охладителей характеризуются следующим образом:

Вид охлаждения	Мах удельная тепловая нагрузка, МДж/(м3ч)	t воды и воздуха, оС	Потери воды с уносом Vуд,%
пруды-охладители	1…2	10…12	0…0,5
брызгальные бассейны	30…60	10…12	1,5…3,0
башенные градирни	200…350	8…10	0,5..1,0
вентиляторные градирни	300…420	3…5	0,5…3,0

Общее количество теряемой в охладителе воды, которую необходимо компенсировать за счет подачи свежей воды, состоит из влаги уносимой и испаряющейся

V=V_ун+V_испар, количество испаряемой влаги V_испар=kT, где T разность температур охлаждаемой воды и воздуха, k- коэффициент учитывающий особенности конкретного охладительного устройства. k=0,06…0,15 и более. Для брызгальных бассейнов количество испаряемой влаги колеблется от 0,2 % в зимнее время до 4…5% в летнее время.

С учетом теплотехнических и иных характеристик охлаждаемых устройств можно определить следующие области применения охладителей.

Брызгальные бассейны целесообразно применять при небольшом перепаде температур t, наличии достаточно большой и открытой для доступа воздуха площадке и благоприятных гидрогеологических условий

Преимущественная производительность брызгальных бассейнов 300…500м³/ч, что даёт возможность создать большие аварийные запасы воды, путем увеличения глубины бассейна.

Открытые брызгальные градирни используются обычно при малых расходах оборотной воды, до 80м³/ч, при этом следует иметь в виду понижение охладительного эффекта в периоды штиля.

Башенные градирни капельного и пленочного типа могут быть самой разной производительности до 1500м³/ч и использоваться в случаях необходимости большой устойчивости охладительного эффекта, независимо от ветра при необходимости уменьшить размеры водоохладительных устройств в плане, при размещении объектов на участке окруженных строениями, которые препятствуют доступу воздуха. Наименьшая площадь в плане при равной производительности занимают башенные градирни пленочного типа.

Градирни с искусственной вентиляцией могут применяться при жестких требованиях в отношении охладительного эффекта, его устойчивости (химические и нефтеперегонные заводы). Это единственный тип охладительных устройств, где в летнее время можно получить температуру воды более низкую, чем в естественном состоянии.

Пруды –охладители обычно размещают в оборотном цикле крупных промышленных предприятий при больших расходах воды. В этом случае потери воды будут меньше, чем при использовании других типов охладительных устройств.