Что такое драйкулеры (сухие градирни)

Содержание:
1. Принцип работы
2. Расчёт и подбор сухих градирен
3. Драйкулер против чиллера: в чем разница
4. Преимущества и недостатки драйкулеров
4.1 Нюансы размещения сухой градирни

Сухая градирня или драйкулер — это устройство для охлаждения больших объёмов воды посредством уличного воздуха и отведения тепла в атмосферу без прямого контакта жидкости с воздушной массой. Охладительный агрегат может быть отдельным блоком чиллера или как самостоятельная единица применяться во многих производственных процессах для охлаждения помещений и технологического оборудования.   

Разобравшись, что это такое драйкулер (Dry-Cooler), терморегулирующий аппарат можно использовать для охлаждения раствора гликоля, воды, этилена, масел, других жидкостей. А также применять на пищевых, фармацевтических, нефтеперерабатывающих предприятиях, в строительной сфере. Автономное использование охладителя целесообразно там, где температура поступающего в сухую градирню теплоносителя на 6-20°С выше, чем  температурный показатель окружающей среды.

Рис. 1. Схема работы драйкулера в системе кондиционирования

Область применения сухой градирни распространяется на жилые и офисные здания, атомные и тепловые электростанции, отрасли машиностроения и деревообработки. В числе потребителей подобного охлаждения с удалением избытков тепла находятся литейные цеха, ЦОД, передвижные дизельные установки, автоматы термопласт.  

Принцип работы

Объяснить, что такое драйкулер простыми словами, помогут особенности устройства и работы агрегата. Сухой охладитель комфортен и надёжен в применении, его конструкция включает три основных узла:

• пластинчатый воздушно-водный теплообменник (радиатор) V-образной формы, состоящий из алюминиевых или медных трубок малого диаметра;
• несколько осевых либо центробежных вентиляторов;
• защитно-регулирующую автоматику для изменения скорости вращения с крыльчатки рабочего колеса и корректирования мощности.

Корпус прибора изготавливается из оцинкованной стали со стойким антикоррозионным покрытием, для горизонтальной установки оснащается ножками. Изделия для вертикального монтажа оборудуются кронштейнами.

Но основная ценность драйкулера в принципе работы с гликолем и другими жидкостями, который базируется на использовании природного холода. Разогретый теплоноситель поступает в градирню, проходит по змеевику, обдуваемому холодным атмосферным воздухом. Эффективность обдува повышается с помощью вентилятора. После воздушного охлаждения теплоноситель выходит из драйкулера, подаётся в чиллер или иное техническое оборудование. 

Рис. 2. Принцип работы драйкулера

Расчёт и подбор сухих градирен

Подбор водоохлаждающего оборудования — это ответственное мероприятие, от которого зависит эффективность использования, стоимость техники и необходимость дополнительных финансовых вложений. Поэтому выбирать сухую градирню в каталоге и ориентироваться исключительно на производительность нельзя. Аэродинамические, тепловые и технические расчёты драйкулера производятся по сложным формулам с привязкой к конкретным климатическим условиям эксплуатации. Не имея профильных знаний, разобраться в таких вычислениях непросто. Но первоначальные данные о тепловой мощности аппарата можно получить самостоятельно, воспользовавшись формулой:

Q=G х C х Dt, где

G — показатель гидравлической нагрузки;

С — удельная теплоёмкость воды;

Dt — перепад температуры оборотной воды внутри охладителя

По этому уравнению можно понять, что удельная теплоёмкость С — величина постоянная, константа. Значит, на эффективность работы охлаждающего устройства будут влиять только две величины — слабо изменяющаяся переменная Dt и параметр G. Это говорит о том, что теплосъём сухой градирни фактически можно повысить только путём увеличения объёма воды, то есть повышения гидравлической нагрузки — G.  

При выполнении профессионального расчёта драйкулера учитывается ряд сопутствующих факторов и коэффициентов, которые позволяют сделать безошибочный выбор охладительной установки и сэкономить на покупке. В перечень расчётных показателей входят средние значения летней и зимней температуры в зоне применения, параметры влажности и расхода воды, утилизационная мощность градирни и другие.

Драйкулер против чиллера: в чем разница

В промышленных отраслях постоянно возникает потребность в охлаждении помещений, жидкостей, различных видов производственной техники. В связи с ростом цен на электроэнергию интерес к сухим градирням стремительно увеличивается. При этом потребители часто задают вопросы об отличиях драйкулера и чиллера. Здесь важно понимать, что чиллер — это холодильное оборудование, которое отводит тепло непосредственно от хладагента до того, как оно уйдёт в атмосферу. В свою очередь сухая градирня также отводит тепло, но от воды, поступающей из конденсатора, и может входить в систему чиллера.

В регионах с холодным климатом работа драйкулера помогает повысить производительность чиллера, оснащённого конденсаторной установкой, и одновременно снизить потребление электроэнергии. Кроме того, сухие градирни незаменимы при:

• запретах на использование мокрых охладителей;
• охлаждении воды с допустимой температурой на 3-5°С выше наружного воздуха;
• повышенных требованиях к качеству воды;
• ограниченном рабочем пространстве.

Схема драйкулера проста. По сути, это экономичный энергоэффективный теплообменник, в то время, как чиллер представляет собой холодильную машину, в которой тепло охлаждаемой жидкости отдаётся кипящему хладагенту. 

Преимущества и недостатки драйкулеров

В числе несомненных выгод применения сухих градирен следует выделить:

• Экономичность. По факту электроэнергия тратится только на работу вентиляторов. 
• Минимальный расход воды.
• Быстрая окупаемость в течение 1-2 сезонов.
• Ремонтопригодность, повышенная надёжность, недорогое техобслуживание.
• Возможность присоединения новых блоков к ранее установленным.
• Экологичность, отсутствие вредных выбросов в атмосферу и загрязнения промышленных вод химическими соединениями.
• Широкий выбор мест для монтажа. Драйкулер можно устанавливать вертикально и горизонтально, монтировать на крыше, внутри и снаружи помещений.

Недостатком устройства считается невозможность охладить жидкость до температурного показателя, который будет ниже, чем уличного воздуха. Разность температур охлаждённого теплоносителя и окружающей воздушной атмосферы обычно составляет 4-7°С.

Нюансы размещения сухой градирни

Планируя купить градирню для нужд предприятия, следует заранее побеспокоиться о рациональном месте установки, ознакомиться с рекомендациями СНиП. Несмотря на то, что многие производители предлагают варианты для размещения внутри помещений, монтаж на открытом воздухе с учётом региональной розы ветров по-прежнему остаётся наиболее выгодным. Чем меньше препятствий окажется на пути воздушного потока, тем результативнее будет работа драйкулера. Собираясь устанавливать охладитель, также необходимо учитывать:

• плотность застройки участка; 
• уровень влажности, частоту туманных безветренных дней;
• ход зимних и летних температур;
• удалённость градирни от обслуживаемого объекта;  
• степень риска обмерзания устройства.