CZ27382U1 - Zařízení pro eliminaci parní vlečky nad chladicí věží - Google Patents

Description

Oblast techniky

Řešení se týká eliminace parní vlečky vznikající na výstupu z mokré chladící věže. Mokrá chladicí věž je tepelné zařízení, které odvádí nízko potenciální teplo do okolní atmosféry chlazením vody pomocí vzduchu. Jedná se o výpamé chlazení, kde se využívá skupenské teplo na chlazení vody, tj. teplo je vodě odebíráno konvekcí a hlavně vypařováním. Tento princip je znám velmi dlouho. Voda je do chladicí věže distribuována pomocí rozvodného žlabu a potrubí. U chladicích věží s nuceným tahem to bývá jenom rozvodné potrubí. K rozvodnému žlabu nebo potrubí je napojeno distribuční potrubí s rozstřikovacími tryskami. Voda je z trysek rozprašována na chladicí výplň v zóně rozstřiku. V chladicí výplni dochází k intenzifikaci prostupu tepla - zóna výplně. Chladicí výplň může být buď filmová nebo výplň kapkového typu „Splash“. Pod oběma typy chladicích výplní vzniká zóna deště. Nad výplní se formují drobné kapičky vody, které jsou unášené proudem vzduchu směrem od výplně. Tyto kapičky se snaží zachytit eliminátor kapalné fáze, který je umístěn nad distribučním systémem vody s rozstřikovacími tryskami. Nasycený vzduch vystupující z chladicí věže pri styku s okolním vzduchem tvoří viditelnou parní vlečku. Když je okolní teplota nízká, tak parní vlečka bude větší a viditelnější. Parní vlečka je z vizuálního pohledu oblak vystupující z chladicí věže.

Dosavadní stav techniky

Většina systému na eliminaci parní vlečky u mokrých chladicích věží se snaží přivádět okolní vzduch různým způsobem do prostoru nad eliminátor úletu kapalné fáze.

Patent US 3923935 A řeší snižovaní parní vlečky tak, že voda je nejdříve ochlazovaná v suchém výměníku tepla. Kde dochází k ochlazování vody nepřímo pomocí okolního vzduchu. Voda je pak dále směřována do mokré části chladicí věže, kde probíhá její ochlazování odparem s druhým proudem vzduchu z okolní atmosféry. Vzduch ze suché a mokré části se spojí nad eliminátorem kapalné fáze a z chladicí věže do okolní atmosféry vystupuje promíchaný vzduch. Obdobné uspořádání s přívodem okolního vzduchu skrz výměník voda-vzduch do prostoru nad eliminátor kapalné fáze je popsán v patentu WO 2000068627 Al a v patentu US 6663694 B2.

Patent US 20130175717 Al řeší snižovaní parní vlečky tak, že je přiváděn okolní vzduch do prostoru nad eliminátor kapalné fáze. Okolní vzduch je ohřívaný před vstupem do prostoru nad eliminátor kapalné fáze. Takto ohřátý vzduch se smíchá se vzduchem uvnitř chladicí věže. Ohřev vzduchuje zabezpečen pomocí hořáku.

Patent US 6247682 B1 řeší snižovaní viditelnosti parní vlečky tak, že přivádí okolní vzduch do prostoru nad eliminátor kapalné fáze. Přiváděný okolní vzduch nejdříve vstupuje do výměníku tepla voda-vzduch a až potom je přiváděn do oblasti nad eliminátor kapalné fáze, kde dochází k promíchání se vzduchem v chladicí věži.

Dosavadní technická řešení pracují s myšlenkou míchaní dvou proudů vzduchu. Jeden je přivedený z okolní atmosféry a druhý nasycený z oblasti rozstřiku chladící vody nad eliminátorem úletu kapalné fáze. A tato směs dvou proudů vzduchu vystupuje z chladicí věže do okolní atmosféry.

Nevýhodou těchto známých řešení je jejich nižší účinnost.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nedostatky jsou do značné míry odstraněny zařízením pro eliminaci parní vlečky nad chladicí věží, obsahující chladící výplň, nad kterou je postupně umístěno rozvodné potrubí s rozstřikovacími tryskami, eliminátor kapalné fáze, ventilátor a výstup chladící věže, podle tohoto technického řešení. Jeho podstatou je to, že mezi eliminátorem kapalné fáze a rozvodným potrubím s rozstřikovacími tryskami je umístěn přívod okolního vzduchu do prostoru chladicí věže.

- 1 CZ 27382 Ul

V jednom provedení může být přívod okolního vzduchu do prostoru chladicí věže tvořen slotem.

V dalším výhodném provedení může být přívod okolního vzduchu do prostoru chladicí věže tvořen otvorem, na kterém je umístěn výměník tepla typu voda-vzduch.

Ještě v dalším výhodném provedení je přívod okolního vzduchu do prostoru chladicí věže tvořen přisávacími otvory, opatřenými na vnitřní straně chladicí věže vzduchotechnickým potrubím.

Eliminace parní vlečky nad chladicí věží podle tohoto technického řešení spočívá v přivedení okolního vzduchu přímo do oblasti mezi rozstřikové trysky a eliminátor úletu kapalné fáze. Přitom dochází ke kondenzaci nasyceného vlhkého vzduchu ve formě malých kapek v prostoru mezi rozvodným potrubím s rozstřikovacími tryskami a eliminátorem úletu kapalné fáze. Kapky jsou eliminovány pomocí eliminátoru úletu kapalné fáze.

Vzduch vstupující z okolní atmosféry do chladicí věže se ohřeje a nasytí vodní párou. Suchý vzduch je schopen se nasytit větším množstvím vodní páry při vyšší teplotě než při nižší. Z tohoto důvodu při opuštění chladicí věže dojde ke kondenzaci vodní páry obsažené ve výstupním vzduchu ve formě malých kapek a tím vznikne parní vlečka. V určité vzdálenosti od chladicí věže dochází k odpaření malých vodních kapek a efekt parní vlečky vizuálně vymizí. Podstatou tohoto řešení je umístnění fáze vzniku malých vodních kapek do oblasti chladicí věže - mezi rozstřikovací trysky a eliminátor úletu kapalné fáze, a využití eliminátoru úletu kapalné fáze na eliminaci takto vzniklých malých vodních kapek. Vznik tohoto efektu v oblasti mezi rozstřikovacími tryskami a eliminátorem úletu kapalné fáze je docíleno přívodem okolního vzduchu přímo do této oblasti.

Objasnění výkresu

Zařízení pro eliminaci parní vlečky nad chladicí věží podle tohoto technického řešení bude podrobněji popsáno na konkrétním příkladu provedení s pomocí přiloženého výkresu, kde je na obr. 1 znázorněna schematicky v bokorysu v řezu příkladná chladicí věž.

Příklady uskutečnění technického řešení

V jednom příkladu jev prostoru mezi eliminátorem 4 kapalné fáze a rozvodným potrubím I s rozstřikovacími tryskami 2 ve stěně chladicí věže vytvořen slot pro přívod 8 okolního vzduchu. Slot je vytvořen kolem celé věže. Slot je možné podle potřeby uzavřít záklopkou.

V dalším příkladu je v prostoru mezi eliminátorem 4 kapalné fáze a rozvodným potrubím I s rozstřikovacími tryskami 2 ve stěně chladicí věže vytvořen otvor pro přívod 8 okolního vzduchu. Na vstupu otvoru je umístěn výměník tepla voda-vzduch. Na výměník je napojené vzduchotechnické potrubí, které je vyústěné mezi eliminátor 4 kapalné fáze a rozvodné potrubí I s rozstřikovacími tryskami 2.

Ještě v dalším příkladu provedení jsou ve stěnách chladicí věže v místě mezi eliminátorem 4 kapalné fáze a rozvodným potrubím I s rozstřikovacími tryskami 2 vytvořené přisávací otvory, které pokračují do vnitřku věže, krátkým vzduchotechnickým potrubím.

Směs vzduchu na výstupu 7 z chladicí věže je tvořena vzduchem vstupujícím do chladicí věže na vstupu 6 skrz chladicí výplň 3 a vzduchem vstupujícím přívodem 8 okolního vzduchu mezi rozstřikové trysky 2 a eliminátor 4 úletu kapalné fáze. Vodní kapky vzniklé při kondenzaci v prostoru mezi rozstřikovými tryskami 2 a eliminátorem 4 úletu kapalné fáze jsou zachyceny eliminátorem 4 úletu kapalné fáze a dále je směs vzduchu 9 přes ventilátor 5 vedena k výstupu 7 chladicí věže. Ve spodní části chladicí věže se shromažďuje chlazená voda 10.

Průmyslová využitelnost

Průmyslová využitelnost popsaného zařízení pro eliminaci parní vlečky je v oblasti průmyslového výpamého chlazení využívaného v energetice, chemickém průmyslu, potravinářském průmyslu, petrochemickém průmyslu, ale i u klimatizačních jednotek.

Claims (4)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Zařízení pro eliminaci parní vlečky nad chladicí věží, obsahující chladící výplň (3), nad kterou je postupně umístěno rozvodné potrubí (1) s rozstřikovacími tryskami (2), eliminátor (4) kapalné fáze, ventilátor (5) a výstup (7) chladící věže, vyznačující se tím, že mezi

   5 eliminátorem (4) kapalné fáze a rozvodným potrubím (1) s rozstřikovacími tryskami (2) je umístěn přívod (8) okolního vzduchu do prostoru chladicí věže.
2. 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že přívod (8) okolního vzduchu do prostoru chladicí věže je tvořen slotem.
3. 3. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že přívod (8) okolního vzduchu ío do prostoru chladicí věže je tvořen otvorem, na kterém je umístěn výměník tepla typu vodavzduch.
4. 4. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že přívod (8) okolního vzduchu do prostoru chladicí věže je tvořen přisávacími otvory, opatřenými na vnitřní straně chladicí věže vzduchotechnickým potrubím.