драйкулер что это такое
Сухая градирня (драйкулер). Преимущества и принцип работы.
Драйкулер (dry cooler) это устройство для охлаждения жидкости, использующееся в современных системах кондиционирования, так и самостоятельно для обеспечения охлаждения в разных сферах промышленности.
Включает в себя теплообменник с трубками из меди либо других металлов и оребрением из алюминия (хотя так же могут использоваться различные металлы и покрытия) и осевые или центробежные вентиляторы, которые осуществляют обдув теплообменника воздухом. В некоторых случаях вентиляторы оснащаются регуляторами скорости вращения для более точного поддержания температуры жидкости.
Обычно драйкулеры устанавливаются на открытом воздухе, однако некоторые производители, к примеру RC Group, выпускают модели и для внутренней установки, рассчитанные на подключение к системам воздуховодов, что позволяет использовать их в случае, когда по каким-либо причинам наружная установка не возможна (подземные помещения, бункеры, и т.д).
Рис.1- Cухая градирня а) Наружной установки с V-образным теплообменником производства Alfa Laval ; б) Внутренней установки с центробежными вентиляторами производства RC Group
Принцип работы
Принцип работы драйкулера предельно прост. Жидкость, которую необходимо охладить поступает в теплообменник, продвигаясь по которому она постепенно охлаждается за счет обдува внешним воздухом с помощью вентиляторов.
Необходимо помнить, что драйкулеру для охлаждения часто необходимы значительные объемы воздуха, и поэтому его необходимо устанавливать так, чтобы не было препятствий на входе и выходе воздуха из драйкулера.
Рис.2- принцип работы сухой градирни
Рис.3-схема работы системы кондиционирования на базе сухой градирни
Область применения сухой градирни
Драйкулеры имеют широкую область применения. Они могут использоваться самостоятельно для охлаждения воды или других технологических жидкостей в химической, пищевой, перерабатывающей и других отраслях промышленности.
Увеличение стоимости электроэнергии приводит к необходимости использовать оборудование с низким энергопотреблением. Тем самым, возрастает спрос на сухие градирни, которые могут использоваться в зимний период в для работы в системах естественного охлаждения. Данное решение позволяет устраняет необходимость работы чиллеров в зимний период, продлевая их срок службы и обеспечивая значительную экономию электроэнергии.
Так же драйкулеры могут работать в составе систем кондиционирования, например для охлаждения контура конденсатора для чиллеров с водяным охлаждением.
Преимущества и недостатки драйкулера
Надежная работа трубопроводов и насоса на длительный срок;
Прост в монтаже и эксплуатации;
Минимум сервисного обслуживания;
Достаточно короткий срок окупаемости;
Энергоноситель не испаряется за счет циркуляции по замкнутому контуру;
Легкое внедрение новых блоков в функционирующую систему охлаждения;
Возможность использовать практически любой антифриз;
При эксплуатации сухая градирня не повышает уровень влажности в воздухе, и не загрязняет окружающую среду химическими соединениями.
Драйкулеры не могут охладить жидкость ниже температуры окружающей среды, что сильно ограничивает область их самостоятельного применения
Драйкулер (Dry-Cooler) это терморегулирующее устройство для охлаждения воды либо промежуточного теплоносителя. В русскоязычном сегменте интернета можно встретить другие названия этого полезного изобретения:
Все озвученные словосочетания являются синонимами, так как относятся к одному устройству.
Для того чтобы вам было проще определиться с выбором сухой градирни наиболее подходящей для ваших нужд, в этом обзоре будут освещены принцип работы драйкулера его строение и различные способы компоновки агрегатов.
Многие путают воздухоохлаждаемый чиллер с драйкулером. На первый взгляд приборы похожи и выполняют схожие функции, но это разные устройства. В воздушных теплообменниках чиллера конденсируясь, охлаждается фреон. Под внешне похожим оребренным радиатором чиллера, расположен компрессорный блок.
Сухая градирня устроена проще, подробнее о её особенностях и назначении читайте ниже.
Область применения сухих охладителей
Схем холодоснабжения с использованием сухого охладителя может быть две:
Первый способ подразумевает, что основную функцию охлаждения выполняет чиллер с водоохлаждаемым конденсатором. Избыточное тепло, от которого сбрасывается во внешнюю среду по средствам драйкулера. Для экономии электрической энергии в зимний период, чиллер через систему байпасов может отключаться от холодильного контура, а сухая градирня будет продолжать работать в режиме фрикулинга. Free Cooling в переводе с английского, естественное охлаждение.
Такие схемы хороши тем, что можно охладить теплоноситель значительно ниже температуры горячего летнего воздуха. Морозильные камеры, ледовые катки, холодильные склады, являются потребителями первого варианта применения.
Сухая градирня может использоваться самостоятельно.
Автономное применение охладителя востребовано там, где охлаждающей жидкости выходящей из теплообменника допустимо быть горячей. То есть температура поступающего в драйкулер теплоносителя должна на 10-20 °С превышать температуру окружающего атмосферного воздуха.
Потребителями подобного охлаждения становятся различные дизельные станции, термопласт автоматы, литейные производства и другие технологические процессы требующие удаления избытков тепла.
Типы сухих градирен
Чаще всего монтаж сухих охладителей производят на кровле зданий либо на специально подготовленных площадках. Чтобы установить необходимое количество охладителей порой не хватает свободного пространства.
Для компактности и удобства обслуживания разработаны три типа градирен:
Они отличаются между собой расположением оребренных радиаторов, вентиляторных блоков и подводящих патрубков, при этом назначение и схема работы у всех типов драйкулеров общие.
Принцип работы сухой градирни
Принцип действия драйкулера прост, но для лучшего понимания происходящего давайте разберемся с устройством прибора.
Основными элементами охладителя является:
Теплообменник это змеевик из медной трубки с большой площадью поверхности. Площадь теплообмена создается набором множества алюминиевых или стальных пластин. Теплообменник крепится на стальную раму, на него через демпфирующие пластины устанавливают блок с вентиляторами.
Охлаждаемая вода или гликолевый раствор, циркуляционным насосом подается в медную трубу змеевика. За счет большой поверхности, тепло от жидкости передается воздуху. Движение воздуха и отвод избыточной теплоты обеспечивает осевой вентилятор.
На производительность теплосъёма влияют три фактора, площадь оребрения, равномерность и скорость воздушного потока. Для равномерности обдува вентиляторный блок чаще всего устанавливают по ходу движения воздуха за теплообменником. Так как втягиваемый поток лучше распределяется между пластинами, чем воздух, нагнетаемый под давлением. В случаях когда температура охлаждающей жидкости превышает 60 °С, для предотвращения перегрева двигателей, вентиляторы устанавливают перед теплообменниками.
Скоростью воздушного потока управляет контроллер, который регулирует последовательным подключением вентиляторов либо скоростью их вращения. Таким образом удается снизить и без того малое потребление электроэнергии.
Достоинства и недостатки драйкулера
У драйкулера выделяют один недостаток, он охлаждает теплоноситель на 5-6 °С выше, относительно температуры окружающей среды. В жару с этим явлением справляются, распыляя воду перед теплообменным радиатором, это так называемое адиабатическое охлаждение. Принцип его действия заключается в теплоемкости фазового перехода воды в пар, как в традиционных градирнях испарительного типа. Такой способ позволяет поднять производительность драйкулера на 10-15%.
Достоинства сухой градирни:
Расчёт и подбор драйкулера
Оптимальный подбор драйкулера влияет на конечную стоимость оборудования, на качество охлаждения технологической воды и на потребляемую им электрическую мощность. Расчет в принципе не сложен, но требует учесть несколько важных параметров:
Для соблюдения всех требований, ответственные производители и продавцы драйкулеров, предлагают клиенту заполнить опросный лист. На основании этого документа специалист компании подбирает охладитель соответствующей мощности и характеристики.
Опираясь при выборе драйкулера только на мощностные показатели, потребитель рискует переплатить за оборудование либо получить не удовлетворительный результат охлаждения.
Подбирая для себя драйкулер, обращайтесь к специалистам.
Надеюсь, статья была Вам полезной. Спасибо, что дочитали её до конца.
Остались вопросы
Спасибо за обращение, мы обязательно перезвоним.
Сухая градирня (драйкулер) – принцип работы, применение
Что такое сухая градирня?
Драйкулер или сухая градирня — эта установка представляет собой теплообменник для охлаждения протекающей через него жидкости – воды, рассола, антифриза. Снижение температуры происходит за счёт передачи тепла окружающей среде. Отличительная особенность этого вида устройств — отсутствие непосредственного контакта теплоносителя и воздуха. Температурный обмен осуществляется через теплопроводящую металлическую стенку. Отсюда и пошло название «драйкулер», от английских слов dry – сухой и cool – прохладный.
Для интенсификации процесса применяют следующие приёмы:
Область применения сухой градирни:
Драйкулеры используются для снижения температуры воды, рассола или антифриза, которые в свою очередь охлаждают рабочие механизмы различного технологического или теплообменного оборудования. Это чаще всего термопластавтоматы, экструзионные линии, установки производства полиэтиленовой упаковки и термоформовочное оборудование.
Производственные процессы изготовления формованных пластмассовых изделий предполагают предварительный нагрев исходного сырья – гранул, дробленки, преформ для литья ПЭТ-тары. В то же время температурный диапазон формовки строго определён и достаточно узок. Несоблюдение технологических параметров приводит к браку продукции. Для реализации данного требования необходимо постоянно охлаждать формообразующие элементы. В них предусмотрены специальные каналы для циркуляции теплоносителя. Отобранное тепло переносится в теплообменный модуль градирни.
Кроме перечисленного технологического оборудования драйкулеры могут применяться для охлаждения водяных конденсаторов холодильных машин. По сравнению с воздушными жидкостные позволяют поддерживать меньшую температуру конденсации. В результате достигается более высокая холодопроизводительность от компрессора равной мощности.
Совместное использование сухой градирни с чиллером
Вода на выходе из теплообменника драйкулера обычно на 5 – 7 градусов теплее окружающего воздуха. Эту разницу можно уменьшить, используя аппарат больших размеров. Но это потребует более высоких материальных затрат. Поэтому летом в жаркую погоду в помощь подключают водоохлаждающую установку – чиллер (от английского chill – охлаждать).
В этом тандеме теплоноситель, нагретый в технологическом оборудовании, проходит через испаритель холодильной машины. А жидкость, отбирающая тепло от её конденсатора, в свою очередь рассеивает его в теплообменнике градирни. Полностью оба агрегата включаются в наиболее тёплый период времени. При более холодной погоде каждый из аппаратов может работать с неполной нагрузкой.
У драйкулера энергозатраты идут на работу вентиляторов. В чиллере основную долю вносит компрессор. Его мощность больше. Кроме того, первый при умеренной температуре воздуха имеет возможность работать без второго. Поэтому, при похолодании отключают водоохлаждающий холодильник.
Подбор сухой градирни:
Чтобы правильно выбрать оборудование требуется провести ряд теплоэнергетических (калорических) расчётов. Для их корректного выполнения требуются знания теплотехники и использование специализированных компьютерных программ. В них учитываются тепловой режим технологических штампов (пресс-форм), климатические параметры местности размещения, технические характеристики драйкулера и свойства теплоносителя.
Предварительный подбор для оценки предстоящих финансовых затрат можно провести самостоятельно, имея паспорта на формующие и охлаждающие агрегаты и информацию о летних и зимних температурах воздуха в своём регионе.
Кроме этого важно учитывать конкретное расположение градирни – на солнце, в тени, на крыше и т. д.
Стоит ещё раз напомнить, что рекомендуемый перепад температур воды на выходе из теплообменника и окружающим воздухом составляет 5 – 7 градусов. Применение орошения позволяет в сухую погоду увеличить разницу, но величина будет существенно зависеть от влажности.
Дополнительный резерв даёт применение чиллера. В его конденсаторе можно получить аналогичную охлаждение.
В итоге имеем суммарное снижение на 10 – 14 К.
Расчёты следует вести с учётом наиболее неблагоприятных погодных условий. При этом необходимо учитывать не только летний, но и зимний периоды.
Если в вашей местности резко континентальный климат, и регулярны сильные морозы, стоит в качестве теплоносителя использовать антифриз, например, этиленгликоль. Он предохранит систему от замерзания и разрушения в случае непредвиденной остановки производства.
Если с учётом всех факторов подобранное оборудование окажется слишком громоздким и дорогим, можно в наиболее жаркие дни пойти на временное снижение производительности. Это уменьшит технологическое тепловыделение и, соответственно, требования к параметрам драйкулера и чиллера.
Если самостоятельный подбор вызывает затруднения, обратитесь к консультантам нашей компании. С учётом имеющихся знаний, квалификации и опыта, они помогут выбрать наиболее приемлемый вариант.
Сухая градирня – рекомендации по использованию:
Прежде, чем принять решение о применении этой установки, следует учесть наличие следующие условий:
— необходимость исключить соприкосновение носителя тепла с воздухом;
— невозможность постоянного возобновления потерь воды;
— необходимость использования в системе токсичной жидкости;
— теплоноситель перед охлаждением имеет очень высокую температуру.
При контакте с воздушной средой охлаждающая вода загрязняется пылью и перед поступлением в гидросистему требует предварительной очистки. Кроме того в этом случае не допускается применение антифризов ввиду их токсичности. А это в свою очередь затрудняет зимнюю эксплуатацию оборудования.
Исключение может составить рассол, но испарение воды и частично соли будет менять состав и теплофизические характеристики. Потребуется постоянный анализ, с возобновлением потери компонентов. Этот процесс достаточно трудоёмок и не исключает ошибок.
Использование токсичных антифризов требует полной герметичности системы по определению. Здесь недопустимы не только плановые потери жидкости, но даже случайные минимальные утечки. Необходим постоянный строгий контроль состояния теплообменников, трубопроводов и мест соединений.
Штатный режим работы драйкулера – сухой. Она должна быть рассчитана на охлаждение теплоносителя без дополнительного орошения. Это условие выполняется при достаточно высокой температуре жидкости на выходе из технологического оборудования и на входе в градирню.
Если перечисленные требования отсутствуют, рекомендуется остановить выбор на установке с мокрым вентиляторным процессом.
Принцип работы сухой градирни:
Рассмотрим принципиальную схему работы драйкулера без учёта дополнительной холодильной установки.
Действие градирни основано на процессе теплопередачи от жидкости к стенке и от неё воздуху.
Параметры процесса зависят от теплофизических свойств применяемых материалов и разницы температур, а также от режима протекания теплоносителя во внутреннем объёме теплообменника и обтеканию воздушным потоком его наружной поверхности.
Ввиду сложности математического аппарата, теория теплопередачи использует для расчётов критерии. Знакомые с теплотехникой их знают и умеют применять. Для остальных кратко упомянем, что для описания течения жидкости используют число Рейнольдса, описывающее ламинарный и турбулентный потоки. Первый представляет плавное течение, без пересечение элементарных струек. Второй – предполагает завихрения. В этом случае происходит более интенсивный контакт со стенкой трубы и увеличивается теплопередача.
С целью увеличения параметра и перевода потока в режим турбулентности на внутренние поверхности объёмов наносятся разного рода шероховатости, пористость и т. д.
Критерий, описывающий теплопередающие свойства теплоносителя и стенки – число Прандтля. Служит для расчёта влияния используемых материалов на процесс теплопередачи.
Передача тепла осуществляется в результате теплопроводности и конвекции. Учесть соотношение и вклад каждого явления позволяет критерий Нуссельта.
Как уже говорилось, на интенсивность теплообмена влияет площадь теплопередающих поверхностей. Для её увеличение на них снаружи и иногда внутри делаются рёбра. Эффект оребрения кратно увеличивает количество передаваемой тепловой энергии.
Дополнительное орошение
Если погодные условия не позволяют осуществить необходимый уровень съема тепла, наружные стенки теплообменника охлаждают, разбрызгивая на них воду. Эффект достигается за счёт её испарения.
Для превращения одного килограмма воды в пар расходуется 2260 килоджоулей или 540 килокалорий тепла. Оно в основном снимается с горячей поверхности градирни. Таким образом в жаркую погоду можно интенсифицировать охлаждение, частично компенсируя ухудшение теплопередачи.
Необходимо отметить, что хорошее испарение достижимо только в жаркую и сухую погоду. Во влажном климате эффект дополнительного орошения значительно снизится.
Приведённые сведения представлены в основном для ознакомления. Для самостоятельного подбора в большинстве случаев достаточно укрупнённых данных, приведённых в предыдущих разделах статьи. При затруднении в использовании сведений для выбора нужных параметров оборудования всегда можно прибегнуть к помощи консультантов. С вами свяжутся специалисты фирмы и после совместного заполнения бланка заявки рассчитают и выдадут вам требуемые рекомендации.
Преимущества и недостатки сухой градирни:
К достоинствам драйкулера относятся:
— полная изолированность охлаждающей жидкости от окружающей среды;
— отсутствие загрязнений теплоносителя;
— возможность использования в качестве антифризов этиленгликоль и прочие ядовитые составы;
Недостатки сухой градирни являются обратной стороной достоинств:
— охлаждение происходит только за счёт теплопередачи;
— чтобы использовать теплоту испарения, необходимы дополнительные устройства орошения;
— высокая эффективность оборудования достигается только при значительной температуре антифриза.
Виды градирен и что такое драйкулер (фрикуллер)
Сухая градирня
Такие конструкции нередко называют радиаторными, поскольку они представляют собой корпус, внутри которого находится теплообменник (радиатор) из алюминиевых либо медных трубок, неплохо справляющийся с выполнением роли оросителя. Циркулирующая по нему жидкость охлаждается за счет атмосферного воздуха, который подают маломощные вентиляторы, экономно расходующие электроэнергию. Сухие градирни также называют фрикулерами. Такие агрегаты стоят не дорого и имеют малую глубину охлаждения. Но им сложно найти замену, в том случае, если:
Гибридная или смешанная градирня
Работа такого аппарата основана на принципах мокрого охлаждения. Но есть и сухой модуль, который используется для снижения температуры охлаждаемой воды за счет воздействия окружающего воздуха. Затем она поступает в мокрую секцию, обеспечивающую охлаждающую мощность в соответствии с запросами потребителя. Таким образом, удается снижать расход воды и энергоресурсов, а за счет смешения теплого и насыщенного парами воздуха избегать образования парового шлейфа, что особенно важно в районах с плотной застройкой.
Градирня закрытого типа
Такие устройства устанавливаются в жилых и офисных помещениях, для обеспечения оптимального микроклимата. Подходят они и для крупных промышленных предприятий, где важно сохранить чистоту рабочей воды. Система охлаждения градирни закрытого типа состоит из двух отдельных циклов движения жидкости:
Эжекторная градирня
Не имеет ограничений по температуре охлаждаемой воды, но наиболее эффективно ее использование при +60 0 С и выше. Устройство стальной корпус, что делает его надежным и долговечным. Внутри располагается напорный трубопровод, оснащенный эжекторами — особыми разбрызгивателями. При распылении создается зона разряжения для захвата воздушных масс из окружающей среды. В итоге происходит смешение сред и охлаждение. Отсутствие подвижных частей механизмов облегчает техническое обслуживание и ремонт. К тому же такое охлаждающее оборудование эффективно, производительно и не создает сверхнормативного шумового фона, что справедливо можно считать ее достоинствами. Но есть и недостатки:
Принцип работы
Он прост и одинаков для градирен разных видов. Процесс начинается с того, что после окончания производственного цикла, горячая вода по входному патрубку поступает в водораспределитель. Попадая на поверхность оросителя, она стекает небольшими каплями либо образует на ней тонкую пленку. Охлаждение происходит за счет воздействия потока воздуха, проходящего вдоль оросителя. В результате происходит теплообмен и частичное испарение жидкости, которую восполняют из внешних источников, используя фильтры и другие меры по очистке от вредных примесей, если в этом возникает необходимость. Охлажденная вода собирается в резервуар и через патрубок подается на обслуживаемый объект. Цикл повторяется и работа градирен тоже.
Особенности установки и размещения
Планируя установку градирни на конкретном участке нужно внимательно изучить рекомендации СНиП и других действующих нормативов. Еще на стадии планирования нужно определить розу ветров, выделив господствующее направление и очистить окружающее пространства от любых препятствий. В этом случае свежий воздух будет беспрепятственно поступать в градирню, что особенно актуально, если используется естественная тяга. Также следует учесть:
С технологической и экономической точки зрения разумно минимизировать протяженность циркуляционных трубопроводов, приблизив градирни к объектам, нуждающимся в охлажденной воде.
Драйкулер (фрикуллер): что это такое?
Как показала практика, драйкулер является перспективным видом энергосберегающего оборудования. Его можно использовать как самостоятельный объект, так и значимый элемент системы кондиционирования. Драйкулер или сухая градирня позволяет охлаждать не только воду, но и растворы этиленгликоля и пропилена.
С технической точки зрения он устроен довольно просто, но каждый элемент хорошо продуман и находится на нужном месте. Основой драйкулера является теплообменник, состоящий из медных трубок небольшого диаметра. Чтобы повысить активность теплообменных процессов используется оребрение поверхности. Для подачи атмосферного воздуха используются осевые или центробежные вентиляторы, мощность которых выбирается в зависимости от сложности решаемых задач и особенностей технологических процессов. Большая часть драйкулеров предназначена для работы на открытом воздухе от однофазной или трехфазной сети. Но если возникнет необходимость, то легко найти модель, которую можно монтировать в помещении.
Драйкулер (фрикуллер): принцип работы
Чтобы разобраться в нем время потребуется совсем немного, потому что он также прост, как и устройство драйкулера. Принцип работы в кратком изложении:
по трубопроводу охлаждаемая жидкость подается в теплообменник;
она двигается по нему и благодаря воздействию холодного воздуха, подаваемого вентиляционной системой, происходит постепенное снижение температуры, причем равномерное;
охлажденная вода либо антифриз возвращается потребителю для дальнейшего использования.
Чтобы драйкулер работал должным образом, необходимы довольно большие порции атмосферного воздуха. Для его свободного прохождения нужно следить за тем, чтобы вход и выход системы охлаждения всегда оставались свободными.
Особенности применения драйкулеров (фрикуллера)
В комплекте с другим холодильным оборудованием их активно используют как мелкие, так и крупные предприятия химической, пищевой, нефтеперерабатывающей и других отраслях. Как самостоятельные теплообменные аппараты или как дополнение к чиллеру драйкулер можно использовать для оборудования центров, занимающихся обработкой данных, и серверных, где затраты на охлаждение аппаратуры довольно велики.
Область применения такого оборудования постоянно расширяется, что объясняется желанием сэкономить и обеспечить станки и аппаратуру качественным охлаждением, предусмотренным технологией. А это действительно возможно, что в условиях постоянного роста тарифов актуально не только для предпринимателей, но и для крупных предприятий. Правильно выбранный драйкулер, в зимнее время обеспечит необходимым объемом холодной воды даже без использования компрессоров. Достигнуть желаемого результата позволит низкая температура окружающего воздуха. Электроэнергия понадобиться только для работы вентиляционной системы.
Преимущества и недостатки драйкулера (фрикуллера)
Это современное оборудование с богатой историей и хорошей перспективой имеет свои особенности, причем как со знаком «+», так и «-». При выборе это нужно обязательно учесть, поэтому остановимся на каждом из них более подробно. Начнем с преимуществ:
Главным минусом драйкулера является его зависимость от температуры окружающей среды. Поэтому летом такое оборудование теряет свою эффективность и физически не может выполнить поставленные перед ней задачи. Это ограничивает сферу использования таких устройств, как самостоятельной единицы, но открывает большие возможности составлять различные схемы, объединяя его с различными типами холодильных установок, природными водоемами и т.д.
К выбору драйкулера или градирни нужно отнестись со всей серьезностью, а лучше всего обратиться к специалистам, которые учтут все пожелания и условия и предложат оптимальный вариант решения задачи.