Результат интеллектуальной деятельности: ВЕНТИЛЯТОРНАЯ ГРАДИРНЯ

Изобретение относится к контактным охладителям, в частности к градирням.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является градирня по патенту РФ №2418250, содержащая корпус, разбрызгивающее устройство, бак для сбора жидкости и вентилятор (прототип).

Недостатком градирни является сравнительно невысокая эффективность из-за невысокой степени распыла жидкости форсунками и неэкономичность из-за перерасхода воды за счет отсутствия пластинчатого оросителя и каплеуловителя.

Технический результат - повышение производительности работы градирни. [Это достигается тем, что в вентиляторной градирне, содержащей корпус, разбрызгивающее устройство, бак для сбора жидкости и вентилятор, корпус состоит из двух частей - верхней части, включающей ороситель и каплеотделитель, между которыми расположен коллектор разбрызгивающего устройства с форсунками и нижней части, в которой расположен бак-водосборник для сбора охлаждаемой воды с установленным на нем вентилятором, причем корпус изготовлен из тонколистовой нержавеющей стали, а в баке-водосборнике имеется диффузор, который представляет собой часть корпуса и соединен с вентилятором, выполненным с пластиковым рабочим колесом и многоскоростным электродвигателем.

На фиг.1 изображена схема пленочной вентиляторной градирни, на фиг.2 - вид сбоку на вентиляторную градирню, на фиг.3 - схема форсунки, на фиг.4 - блок оросителя.

Вентиляторная градирня (фиг.1 и 2) пленочного типа представляет из себя испарительную градирню открытого типа и при весьма умеренном энергопотреблении обеспечивают приготовление воды, используемой в целях охлаждения с температурой на 5°С ниже температуры наружного воздуха по сухому термометру. Градирня состоит из двух частей: верхней части, состоящей из корпуса 2, в нижней части которого находится ороситель 6, в верхней - каплеотделитель 7, а между ними расположены коллекторы 8 разбрызгивающего устройства с цельнофакельными форсунками. В нижней части градирни, на основании 1 расположен бак-водосборник 4 для сбора охлаждаемой воды с установленным на нем вентилятором 3.

Корпус изготовлен из тонколистовой нержавеющей стали, что обеспечивает надежную многолетнюю эксплуатацию градирни, небольшой вес и, как следствие, возможность установки градирни на крышах производственных зданий. В конструкции бака 4 предусмотрен диффузор, который представляет собой часть корпуса и соединен с вентилятором, а также сливной патрубок 5.

Коллектор 8 разбрызгивающего устройства расположен в верхней части корпуса 2 и представляет собой систему параллельно соединенных труб с отверстиями, на которых в шахматном порядке закреплены посредством хомутов с замками цельнофакельные форсунки.

Форсунка для распыления жидкости (фиг.3) состоит из корпуса 9 и, соосно расположенного с ним в верхней части, штуцера 10, в котором выполнен расширяющийся канал 11 для подвода жидкости в цилиндрическое отверстие 12, выполненное осесимметрично корпусу 9. Цилиндрическое отверстие 12 плавно переходит в, соосное с ним, фигурное отверстие 13, выполненное в форме сопла Лаваля. В отверстии 12 корпуса, осесимметрично ему, установлена цилиндрическая вставка-завихритель 14, имеющая внешние периферийные винтообразные нарезные каналы 15. По оси вставки-завихрителя 14 выполнено центральное осевое отверстие 16 с винтовой нарезкой на внутренней поверхности, обратной направлению нарезки каналов 15. Внешние винтообразные нарезные каналы 15 и винтовая нарезка на внутренней поверхности осевого отверстия 16 могут быть выполнены с переменным шагом. Вставка-завихритель 14 устанавливается в корпусе 9 через упругие прокладки 17 и 18 и поджимается штуцером 10 посредством резьбового соединения корпус-штуцер.

Ороситель 6 и каплеотделитель 7 изготавливаются из пластика ПВХ (поливинилхлорид) с добавкой, обеспечивающей высокопрочный, химически стойкий пластик не поддерживающий горения и сохраняющий свои эксплуатационные свойства при температуре наружного воздуха от -60°С до +55°С.

Ороситель 6 (фиг.4), используемый в градирне представляет собой сложенные слоями параллельно друг другу трубчатые элементы 19 из термопластичного материала с решетчатой стенкой. По торцам 20 трубчатые элементы 19 сварены между собой, выполнены с треугольным поперечным сечением и между каждым слоем трубчатых элементов 19 поперек трубчатых элементов 19 вдоль каждого их торцов 20 проложена полоса 21 из термопластичного материала, сваренная с трубчатыми элементами 19 в местах их соприкосновения с полосой 21, причем в процессе сварки оплавляют торцевые участки трубчатых элементов 19 и проложенных между ними полос 21 и формируют в процессе оплавления монолитные торцевые стенки блока. Полости каждого из трубчатых элементов 19 и межтрубное пространство заполнено полыми полимерными шарами 22, причем диаметр шаров на 5-10% больше максимального размера ячейки решетчатой стенки трубчатых элементов 19.

Кроме того, в блоке насадки в поперечном сечении все трубчатые элементы 19 могут иметь одинаковое поперечное сечение и могут быть выполнены в форме равностороннего или равнобедренного треугольника. Трубчатые элементы 19 в слоях могут быть уложены таким образом, что в поперечном сечении трубчатые элементы 19 расположены один под другим или трубчатые элементы 19 в слоях могут быть уложены таким образом, что в поперечном сечении в соседних слоях трубчатые элементы 19 одного слоя расположены между трубчатыми элементами 19 соседнего слоя.

При использовании блока насадки в качестве водоуловителя капли воды, которые уносятся вместе с воздушным потоком, при проходе несколько слоев трубчатых элементов 9 оседают на поверхности последних, собираются в большие капли и стекают обратно в бассейн градирни. Таким образом предотвращается потеря воды с капельным уносом.

Вентиляторная градирня работает следующим образом.

Жидкость в корпус 9 форсунки поступает через канал 11 подвода жидкости в штуцере 10, а затем в центральное цилиндрическое отверстие 12. Жидкость начинает свою закрутку в периферийных каналах вставки-завихрителя 14, и одновременно во внутренних каналах центрального осевого отверстия 16 с обратным направлением. Такой поток жидкости на выходе из фигурного отверстия 13 в форме сопла Лаваля хорошо раскрывается за счет центробежных сил, возникающих от вращения жидкости, и мелко дисперсно распределяется внутри конусообразного факела за счет турбулентного течения по оси сопла 13.

При использовании блока насадки в качестве оросителя воду, подлежащую охлаждению в градирне, разбрызгивают на ороситель, а затем она стекает по поверхности трубчатых элементов 19 и охлаждается встречным потоком воздуха, при этом в процессе эксплуатации жесткая конструкция блоков позволяет сохранять исходную конфигурацию собранного блока, что позволяет повысить эффективность процесса тепломассообмена в градирне.

Эффект охлаждения в градирне достигается за счет испарения - 1% циркулирующей через градирню воды, которая разбрызгивается форсунками и в виде пленки стекает в бак 4 через сложную систему каналов оросителя 6 навстречу потоку охлаждающего воздуха, нагнетаемого вентилятором 3. Эффективный каплеотделитель 7 позволяет снизить потери воды в результате капельного уноса. Количество капельной влаги, уносимое потоком воздуха, зависит от плотности орошения и при максимальном значении - 25 м³/(час×м²) не превышает 0,1% от величины объемного расхода охлаждаемой воды через градирню.