Градирня Советский патент 1993 года по МПК F28C1/00 

Изобретение относится к устройствам для охлаждения жидкости, циркулирующей в системе охлаждения конденсаторов холодильных машин, и может быть использовано при создании устройств для охлаждения жидкости, использующих отвод теплоты испарением жидкости в атмосферном воздухе, а конкретно - в градирнях.

Известна градирня, содержащая размещенные в корпусе последовательно по ходу воздуха водораспределитель с разбрызгивающими соплами и теплообменник с сепаратором. Охлаждаемая вода подается сначала в теплообменник, где она охлаждается потоком увлажненного воздуха, затем поступает в водораспределитель, разбрызгивается против потока воздуха и охлаждается в теплообменнике. Капли воды, уносимые потоком воздуха, сепарируются на пластинах сепаратора.

Недостатком такого устройства является жесткая зависимость конечной температуры охлажденной жидкости от температуры.и влажности атмосферного воздуха, которая не может превысить температуры атмосферного воздуха по влажному термометру, что приводит в летние месяцы к повышению температурь охлаждающей воды в конденсаторах холодильных машин выше допустимого уровня и в результате, например, - к прекращению работы вычислительных центров в летние месяцы на длительный период.

Известна градирня, выбранная в качестве прототипа, содержащая корпус, размещенные в корпусе поярусно поверхностную ступень охлаждения воды, выполненную в виде оребренной матрицы, с нижним коллектором с разбрызгивающими соплами, ориентированными на матрицу, ив нижней части корпуса ороситель и сборный резервуар, трубопровод для отвода охлажденной воды, и дополнительный теплообменник расположенный на входе воздуха в корпус, в котором охлажденная .вода дополнительно охлаждается атмосферным воздухом перед подачей потребителям.

Недостатком устройства прототипа гра- дирни также является жесткая зависимость конечной температуры охлажденной жидкости от температуры и влажности атмосферного воздуха, которая не может превысить температуры атмосферного воздуха по влажному термометру, что приводит в летние месяцы к повышению температуры охлаждающей воды в конденсаторах холодильных машин выше допустимого уровня и в результате, например, - к прекращению работы вычислительных центров в летние месяцы на длительный период.

Целью изобретения является повышение эффективности охлаждения воды градирней и стабилизации температуры охлажденной воды в условиях значительных

суточных измерений температуры атмосферного воздуха.

Указанная цель достигается тем, что в известной градирне, содержащей корпус, размещенные в корпусе поярусно поверхностную ступень охлаждения воды, выполненную в виде оребренной матрицы. С нижним коллектором с разбрызгивающими соплами, ориентированными на матрицу, и в нижней части корпуса ороситель и сборны й резервуар, трубопровод для отвода охлажденной воды, согласно изобретению, градирня дополнительно снабжена размещенными снаружи корпуса аккумулятором холода, например, газгидратным, и поверхностным теплообменником, подключенным по охлаждаемой среде к аккумулятору, причем трубопровод для отвода охлажденной воды подключен к теплообменнику охлаждаемой среды аккумулятора холода.

Сущность изобретения состоит в использовании в предлагаемом устройстве градирни ресурсов холода влажного воздуха, выходящего из контактной теплообмен- ной ступени, для обеспечения

доохлаждения жидкости, прошедшей через контактную ступень, в газгидратном аккумуляторе холода за счет процессов гидратооб- рззования и накопления газового гидрата в аккумуляторе холода при суточных понижениях температуры атмосферного воздуха и последующей отдаче этих запасов охлаждаемой жидкости (воде). Вода, поступающая для охлаждения в градирню, подается сначала в поверхностный теплообменник, затем поступает в водораспределитель.

На чертеже представлена принципиальная схема градирни.

Градирня содержит корпус 1, и размещенные в корпусе 1 поярусно поверхностную ступень охлаждения воды 2, выполненную в виде оребренной матрицы, нижний коллектора 3 с разбрызгивающими соплами ориентированными на матрицу, и в

нижней части корпуса ороситель 4 и сборный резервуар 5, и трубопровод для отвода охлажденной воды 6. Снаружи корпуса размещен аккумулятор холода 7, например, газгидратный, который соединен с поверхпостным теплообменником 8. размещенным в корпусе 1 между ними коллектором 3 и оросителем 4 и подключенным по охлаждаемой среде к аккумулятору 7. и имеет размещенный внутри него теплообменник 9 охлаждаемой среды который соединен с

трубопроводом для отвода охлажденной жидкости потребителям.

Функционирование градирни происхо- дит следующим образом. Вода, поступающая для охлаждения в градирню, подается сначала в поверхностную ступень охлаждения воды 2, затем поступает в водораспределитель, разбрызгивается по потоку воздуха разбрызгивающими соплами 3 и смачивает поверхностный теплообменник поверхностной ступени 2. Капли воды, падая вниз в потоке воздуха в пространстве между поверхностной ступенью 2 и оросителем 4 в результате, процесса испарения влаги с их поверхности охлаждаются и од- новременно охлаждают контактирующий с их поверхностями воздух. Этим воздухом охлаждается поверхностный теплообменник 8 газгидратного аккумулятора холода 7. При суточных понижениях температуры ат- мосферного воздуха, например, в ночное время, производится повышение давления газообразного гидратообразователя в аккумуляторе холода 7, в результате чего повышается температура гидратообразования, например, до (15+17)°С, и происходит накопление запасов холода.

Вода, забираемая из сборного резервуара 5, прокачивается через теплообменник охлаждаемой среды 9 аккумулятора холода 7 при повышении температуры атмосферного воздуха, благодаря чему обеспечизается стабилизация температуры охлаждаемой жидкости на выходе потребителям, например, на уровне (15+17}°С.

В результате более глубокого использования ресурсов холода атмосферного возду- ха, при применении заявляемого технического решения можно в 1,5+2 раза снизить необходимый расход воды от внешнего источника водоснабжения при той же тепловой мощности градирни, поскольку в предлагаемом устройстве полезно используется не только холод, полученный водой в градирне в результате ее испарения в потоке атмосферного воздуха, но и холод, пол- ученный атмосферным воздухом в результате этого же процесса.

Стабилизация температуры охлажденной воды, например, на уровне(15 17)С, или обеспечение более глубокого ее охлаждения, независимо от температуры и влажности атмосферного воздуха, благоприятно сказываются на эффективности работы холодильных машин, конденсаторы которых охлаждается водой получаемой от градирни предлагаемой конструкции, особенно для используемых на искусственных кагках и при искусственном замораживании породного массива в шахтном строительстве, где они позволяют сократить расход электроэнергии на замораживание в теплое время года на (17+23).%.

Положительный эффект, который может быть получен при использовании изобретения по сравнению с прототипом, заключается в том, что:

- 1,5+2 раза снижается необходимый расход воды от внешкего источника водоснабжения при той же тепловой мощности градирни, поскольку в предлагаемом устройстве полезно используется не только холод, полученный водой в градирне в результате ее испарения в потоке атмосферного воздуха, но и холод, полученный атмосферным воздухом в результате этого же процесса;

- стабилизируется температура охлажденной воды, например, на уровне (15+17)°С, или обеспечивается более глубокое ее охлаждение, независимо от температуры и влажности атмосферного воздуха, что благоприятно сказывается на зффектив- ности работы холодильных машин, конденсаторы которых охлаждается водой получаемой от градирни, особенно для используемых на искусственных катках и при искусственном замораживании породного массива в шахтном строительстве, где сокращается расход электроэнергии на замораживание в теплое время года на (17+23)% б.

Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволит повысить эффективность охлаждения воды градирней и стабилизации температуры охлажденной воды в условиях значительных суточных повышений температуры атмосферного воздуха.

Использование: теплоэнергетика, устройства для охлаждения жидкости оборотне и системы, Сущность изобретения: гр здирня содержит корпус 1, размещенные в корпусе 1 поярусно поверхносную ступень 2 охлаждения воды и ороситель 4. Под ступенью 2 охлаждения размещен коллектор 3 с разбрызгивающими соплами, ориентированными на ступень 2. Снаружи корпуса 1 размещен аккумулятор 7 холода, например, газ гид ратный, соединенный с поверхностным теплообменником 8, размещенным в корпусе между коллектором 3 и оросителем 4 и подключенным по охлаждаемой среде к аккумулятору 7, и имеет размещенный внутри него теплообменник охлаждаемой среды, который соединен с трубопроводом для отвода охлажденной воды потребителю. 1 ил.

Формула изобретения Градирня, содержащая корпус, размещенные в корпусе поярусно поверхностную ступень охлаждения воды, выполненную в виде оребренной матрицы с нижним коллектором с разбрызгислющими соплами, ориентированными на матрицу, и в нижней части корпуса ороситель и сборный резервуар трубопровод для отвода охлажденной воды, отличаю щаяс я тем, что. с целью повышения эффективности охлаждения воды и стабилизации температуры охлажден

ной воды в условиях значительных суточныхстным теплообменником, подключенным по

изменений температуры атмосферного воз-охлаждаемой среде к аккумулятору, причем

духа, градирня дополнительно снабжена раз-трубопровод для отвода охлажденной воды

мещенными снаружи корпуса аккумуляторомподключен к теплообменнику охлаждаемой

холода, например газгйдратным, и поверхно-среды аккумулятора холода.