4.5.3. Конструкції систем відведення теплоти конденсації
Повітряні конденсатори в загальному випадку складаються з пучка труб, поміщених у кожух, які обдуваються потоком повітря від вентилятора.
Зовні труби мають дуже розвинену оребрену поверхню для компенсації низьких значень коефіцієнтів тепловіддачі з боку повітря.
Пучки труб можуть бути горизонтальними, вертикальними і похилими.
На рис. 32 показана принципова схема сучасного повітряного конденсатора з похилими пучками труб.
Рис. 32. Принципова схема повітряного конденсатора з похилими пучками труб.
1 — пучок труб з паровим і рідинним колекторами;
2 — вентилятор;
3 — напрямок руху повітря крізь пучки.
Достоїнствами повітряних конденсаторів є відсутність споживання води і компактність (у порівнянні із системами оборотного охолодження).
Недолік — підвищена температура конденсації в теплий час року і зв'язані з цим додаткові енерговитрати на вироблення холоду.
У системах відведення теплоти конденсації з оборотним охолодженням води застосовують ставки з форсунками, називані бризкальними басейнами, відкриті (тобто, які продуваються вітром) градирні, а також градирні зі штучним продуванням повітря, називані вентиляторними.
Бризкальні басейни (рис.33) у плані мають вид прямокутників, орієнтованих своєю довгою стороною перпендикулярно пануючим у літню пору вітрам. Вони не вимагають вентиляторів, однак мають такі недоліки:
велика займана площа;
висока вартість будівництва (зв'язана із земляними роботами);
низький коефіцієнт ефективності через короткий час контакту повітря з водою, що розприскується, а також підігрів води в басейні у сонячні дні;
забруднення води пилом, особливо якщо поруч проходять автомагістралі.
Відкриті градирні бувають форсуночними (рис. 34) і краплинними. В останніх подавана на охолодження вода зрошує спеціальну насадку, що знаходиться усередині жалюзійного огородження.
Рис.33. Принципова схема бризкального басейну.
1— жалюзійні огородження; 2 — форсунки; 3 — напірні колектори; 4 — бетонні опори; 5 — напірний трубопровід; 6 — зворотний трубопровід; 7 — водоприймальний колодязь із плоскою очисною сіткою; 8 — дно басейну (ухил убік колодязя).
[пояснити роботу басейну]
У відкритих градирнях вода менше забруднюється і майже не підігрівається від сонця, збільшується час контакту води, що розприскується, з повітрям, однак у літній безвітряний час такі градирні (особливо краплинні) "запарюються" і ефективність їх різко падає.
Застосовуються відкриті градирні, в основному, для малих холодильних установок.
Рис. 34. Принципова схема Рис. 35. Принципова схема
відкритої форсуночної плівкової вентиляторної градирні. градирні.
Рис.34. 1 — кожух; 2 — форсунки; 3 — напірний трубопровід; 4 — жалюзі; 5 —поплавковий регулятор рівня; 6 — піддон; 7 — зворотний трубопровід; 8 — злив-перелив у каналізацію.
Рис.35. 1— вентилятор; 2 — напірні колектори; 3 — форсунки; 4 — напірний трубопровід; 5 — поверхня зрошення; 6 — кожух; 7 — поплавковий регулятор рівня; 8 — піддон; 9 — зворотний трубопровід; 10 — злив-перелив у каналізацію.
Вентиляторні градирні (рис. 35) у порівнянні з іншими атмосферними водоохолоджувачами мають наступні достоїнства:
найбільший коефіцієнт ефективності;
мінімальна займана площа;
надійна робота, поза залежністю від наявності вітру.
Недоліком вентиляторних градирень є необхідність додаткових енерговитрат на привод вентиляторів.
Випарні конденсатори (рис. 36) усе ширше використовуються в промислових і комерційних холодильних установках завдяки таким достоїнствам:
компактність (порівняно з іншими системами оборотного охолодження води);
повна заводська готовність;
не потрібно води в холодний час року (конденсатор працює як повітряний).
Недолік випарних конденсаторів — підвищена температура конденсації в порівнянні з іншими системами оборотного охолодження води через недостатню поверхню випаровування води в конденсаторах.
Рис.36. Принципова схема випарного конденсатора.
1— форконденсатор; 2 — напірні колектори; 3 — форсунки;
4 — напірний трубопровід; 5 — вентилятор; 6 — поплавковий регулятор рівня; 7 — піддон; 8 — циркуляційний насос; 9 — злив-перелив в каналізацію; 10 — основна теплопередаюча поверхня; 11 — масловіддільник.
[пояснити пристрій і роботу цього апарата]