Что такое Драйкулер? Принцип работы сухой градирни для охлаждения

Драйкулер что это такое?

Драйкулер (Dry-Cooler) это терморегулирующее устройство для охлаждения воды либо промежуточного теплоносителя. В русскоязычном сегменте интернета можно встретить другие названия этого полезного изобретения:

• Сухой охладитель;
• Сухая градирня.

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:

1. В комплекте с водяным чиллером
2. Как самостоятельное теплообменное оборудование для воды

Первый способ подразумевает, что основную функцию охлаждения выполняет, например прецизионный кондиционер или 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:

1. Вертикальные
2. Горизонтальные
3. V образные

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 работы драйкулера довольно прост, но чтобы лучше понять, как он функционирует, давайте рассмотрим его устройство.

Основными компонентами охладителя являются:

- стальная оцинкованная рама;
- оребрённый водо-воздушный теплообменник;
- осевой или центробежный вентилятор.

Теплообмен происходит через радиатор без прямого контакта воздуха и теплоносителя. Тепло выносится с нагретой поверхности, контактируя с воздухом. Чем больше площадь поверхности вовлечена в процесс теплообмена, тем эффективнее он происходит.

Радиатор представляет собой змеевик из медной трубки с большой площадью поверхности. Эта площадь создаётся за счёт множества алюминиевых или стальных пластин, которые крепятся к медной трубке. Теплообменник устанавливается на стальную раму. На эту же раму через демпфирующие пластины монтируется 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%.
Сухой охладитель подвержен разморозке. При отрицательных температурах на улице его надо опорожнять от воды, либо заправлять 30-40% раствором гликоля.

Достоинства сухой градирни

1. Практически не требует подпиточной воды, так как жидкость циркулирует по замкнутой закрытой системе. Срок службы теплоносителя ограничен только его заводскими характеристиками, что особенно актуально при использовании гликолевых растворов.
2. Простота конструкции драйкулера, увеличивает межсервисные интервалы и снижает стоимость обслуживания.
3. Компактные массогабаритные показатели устройства позволяют установить его, в местах не доступных для традиционных испарительных градирен.
4. Мощность охладительной системы легко увеличивать, внедряя в работающую установку дополнительные блоки.
5. Относительно низкая стоимость оборудования и экономные эксплуатационные расходы влияют на быструю окупаемость драйкулера.
6. Применение антифризов предотвращает размораживание теплообменников зимой, когда производственные процессы, требующие охлаждения простаивают.

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:

• Необходимую температуру водно-гликолевого раствора подающегося к технологическому оборудованию.
• Разницу (дельту) температур между охлажденной подачей и возвращающимся горячим теплоносителем.
• Массовый расход жидкости (поток) необходимый для охлаждения производственных процессов.
• Климатические особенности региона, где будет эксплуатироваться драйкулер.
• Место расположения сухой градирни, для подбора оптимальной конфигурации.

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.