RU2561225C1

RU2561225C1 - Mechanical-draft cooling tower

Info

Publication number: RU2561225C1
Application number: RU2014145101/06A
Authority: RU
Inventors: Николай Сергеевич Кобелев; Елена Георгиевна Храмцова; Евгений Валерьевич Рябух; Сергей Владимирович Гатилов
Priority date: 2014-11-10
Filing date: 2014-11-10
Publication date: 2015-08-27

Abstract

FIELD: power engineering.

SUBSTANCE: mechanical-draft cooling tower comprises an exhaust tower with air inlet windows along the perimeter of its lower part, coated from the outer surface by thin-fibre basalt material arranged as twisted bundles that are longitudinally extended from bottom up.

EFFECT: reduced energy intensity due to maintenance of stability of heat mass exchange under conditions of various temperature effects of environment at external surface of an exhaust tower by provision of permanence of microclimate in its inner volume.

4 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике, может быть использовано для охлаждения оборотной воды.The invention relates to a power system, can be used to cool circulating water.

Известна вентиляторная градирня (см. патент РФ №2411437, МПК F28C 1/00, 2010), содержащая вытяжную башню с воздуховходными окнами по периметру ее нижней части, водоуловитель, водораспределительную систему с суживающимися соплами и расположенную симметрично относительно продольной оси башни, ороситель и бассейн, разделенный на секции перегородками, каждая из которых выполнена из биметалла зигзагообразно с образованием в секции чередующихся в шахматном порядке конфузоров и диффузоров, а водораспределительная система выполнена попарно расположенными суживающимися соплами и на внутренней поверхности каждого из пары сопел выполнены продольно расположенные от большего основания к меньшему криволинейные канавки, при этом в первом из пары сопел направляющая криволинейной канавки имеет направление по ходу часовой стрелки, а во втором - направляющая криволинейной канавки имеет направление против движения часовой стрелки.Known fan cooling tower (see RF patent No. 2411437, IPC F28C 1/00, 2010), containing an exhaust tower with air inlets around the perimeter of its lower part, a water trap, a water distribution system with tapering nozzles and located symmetrically relative to the longitudinal axis of the tower, a sprinkler and a pool divided into sections by partitions, each of which is made of bimetal zigzag with the formation of confusers and diffusers alternating in a checkerboard pattern in the section, and the water distribution system is made in pairs tapering nozzles and on the inner surface of each of the pair of nozzles are made longitudinally spaced grooves, from which the guide of the curved groove has a clockwise direction in the first of the pair of nozzles, and the guide of the curved groove in the second has a direction against movement clockwise.

Недостатком являются непроизводительные энергозатраты, обусловленные работой вентилятора в вытяжной башне с постоянной мощностью привода в изменяющихся погодно-климатических и, соответственно, температурных режимах атмосферного воздуха, когда при изменяющейся плотности потока, поступающего в вентилятор, изменяется его массовая производительность, приводя к существенному отклонению от нормированно-необходимой, особенно при отрицательных температурах окружающей среды.The disadvantage is unproductive energy consumption due to the operation of the fan in the exhaust tower with a constant drive power in changing weather and climate and, accordingly, temperature conditions of atmospheric air, when its mass flow rate changes with a changing density of the flow entering the fan, leading to a significant deviation from the normalized - necessary, especially at low ambient temperatures.

Известна вентиляторная градирня (см. патент №2500964, МПК F28C 1/00. Опубл.10.12.2013. Бюл. № 34), содержащая вытяжную башню с воздуховходными окнами по периметру ее нижней части, водоуловитель, водораспределительную систему с суживающимися соплами и расположенную симметрично относительно продольной оси башни, ороситель и бассейн, разделенный на секции перегородками, каждая из которых выполнена из биметалла зигзагообразно с образованием в секции чередующихся в шахматном порядке конфузоров и диффузоров, а водораспределительная система выполнена попарно расположенными суживающимися соплами и на внутренней поверхности каждого из пары сопел выполнены продольно расположенные от большего основания к меньшему криволинейной канавки, при этом в первом из пары сопел направляющая криволинейной канавки имеет направление по ходу часовой стрелки, а во втором направляющая криволинейной канавки имеет направление против движения часовой стрелки, при этом вытяжная башня снабжена вентилятором, расположенным в ее верхней части, регулятором скорости вращения привода вентилятора и регулятором температуры с датчиком температуры атмосферного воздуха, при этом регулятор температуры своим выходом соединен с регулятором скорости вращения в виде блока порошковых электромагнитных муфт, а регулятор температуры содержит блок сравнения и блок задания, причем блок сравнения соединен с входом электронного усилителя, оборудованного блоком нелинейной обратной связи и выход электронного усилителя соединен с входом магнитного усилителя с выпрямителем, который на входе подключен к регулятору скорости вращения.Known fan cooling tower (see patent No. 25000064, IPC F28C 1/00. Publ. 10.12.2013. Bull. No. 34), containing an exhaust tower with air inlets around the perimeter of its lower part, a water catcher, a water distribution system with tapering nozzles and located symmetrically relative to the longitudinal axis of the tower, the sprinkler and the pool, divided into sections by partitions, each of which is made of bimetal zigzag with the formation of confusers and diffusers alternating in a checkerboard pattern in the section, and the water distribution system is made pop tapering tapering nozzles and on the inner surface of each of the pair of nozzles are made longitudinally spaced from the larger base to the smaller curved groove, while in the first of the pair of nozzles, the guide of the curved groove has a clockwise direction, and in the second, the guide of the curved groove has a direction against movement clockwise, while the exhaust tower is equipped with a fan located in its upper part, a fan speed controller and a t controller temperature with an atmospheric air temperature sensor, while the temperature controller is connected to the speed controller in the form of a block of powder electromagnetic couplings, and the temperature controller contains a comparison unit and a reference unit, and the comparison unit is connected to the input of an electronic amplifier equipped with a nonlinear feedback unit and the output of the electronic amplifier is connected to the input of the magnetic amplifier with a rectifier, which is connected to the speed controller at the input.

Недостатком является энергоемкость процесса охлаждения воды, обусловленная нестабильностью тепломассообмена между жидкостью и воздухом окружающей среды в изменяющихся в течение года температурных воздействиях окружающей среды. Когда в теплое время года наблюдается интенсивный приток тепловой энергии через наружную поверхность вентиляторной башни к воде в бассейне, а в холодное время года наблюдается интенсивный отвод тепловой энергии через наружную поверхность в окружающую среду, а это резко ухудшает нормирование параметра по температурным значениям охлаждающей оборотной воды, возвращающейся к потребителю.The disadvantage is the energy intensity of the water cooling process, due to the instability of heat and mass transfer between the liquid and the air in the environment under varying temperature effects of the environment. When in the warm season there is an intense influx of thermal energy through the outer surface of the fan tower to the water in the pool, and in the cold season there is an intensive removal of thermal energy through the outer surface into the environment, and this sharply worsens the standardization of the parameter according to the temperature values of the cooling circulating water, returning to the consumer.

Технической задачей предлагаемого изобретения является снижение энергоемкости за счет поддержания стационарности тепломассообмена в условиях различных температурных воздействий окружающей среды на наружную поверхность вытяжной башни, путем обеспечения постоянства микроклимата в ее внутреннем объеме при покрытии наружной поверхности вытяжной башни тонковолокнистым базальтовым материалом, расположенным в виде витых пучков, продольно вытянутых снизу вверх.The technical task of the invention is to reduce energy intensity by maintaining the stability of heat and mass transfer under various temperature effects of the environment on the outer surface of the exhaust tower, by ensuring the constancy of the microclimate in its internal volume when covering the outer surface of the exhaust tower with thin-fiber basalt material located in the form of twisted bundles, longitudinally elongated from bottom to top.

Технический результат по снижению энергоемкости достигается тем, что вентиляторная градирня содержит вытяжную башню с воздуховходными окнами по периметру ее нижней части, водоуловитель, водораспределительную систему с суживающимися соплами и расположенную симметрично относительно продольной оси башни, ороситель и бассейн, разделенный на секции перегородками, каждая из которых выполнена из биметалла зигзагообразно с образованием в секции чередующихся в шахматном порядке конфузоров и диффузоров,а водораспределительная система выполнена попарно расположенными суживающимися соплами и на внутренней поверхности каждого из пары сопел выполнены продольно расположенные от большего основания к меньшему криволинейной канавки, при этом в первом из пары сопел направляющая криволинейной канавки имеет направление по ходу часовой стрелки, а во втором направляющая криволинейной канавки имеет направление против движения часовой стрелки, снабжена вентилятором, расположенным в ее верхней части, регулятором скорости вращения привода вентилятора и регулятором температуры с датчиком температуры атмосферного воздуха, при этом регулятор температуры своим выходом соединен с регулятором скорости вращения в виде блока порошковых электромагнитных муфт, а регулятор температуры содержит блок сравнения и блок задания, причем блок сравнения соединен с входом электронного усилителя, оборудованного блоком нелинейной обратной связи и выход электронного усилителя соединен с входом магнитного усилителя с выпрямителем, который на входе подключен к регулятору скорости вращении, при этом вытяжная башня с наружной поверхности покрыта тонковолокнистым базальтовым материалом, расположенным в виде витых пучков, продольно вытянутых снизу вверх.The technical result of reducing energy intensity is achieved by the fact that the fan tower contains an exhaust tower with air inlets along the perimeter of its lower part, a water trap, a water distribution system with tapering nozzles and located symmetrically relative to the longitudinal axis of the tower, an irrigation and a pool divided into sections by partitions, each of which made of bimetal in a zigzag fashion with the formation in the section of staggered confusers and diffusers, and the water distribution system flax in pairs of tapering nozzles and on the inner surface of each of the pair of nozzles there are longitudinally spaced from the larger base to the smaller curved groove, while in the first of the pair of nozzles, the guide of the curved groove has a clockwise direction, and in the second, the guide of the curved groove has a direction opposite clockwise movement, equipped with a fan located in its upper part, a fan speed controller and a temperature controller with yes an atmospheric air temperature sensor, while the temperature controller is connected to a speed controller in the form of a block of powder electromagnetic couplings, and the temperature controller contains a comparison unit and a reference unit, and the comparison unit is connected to an input of an electronic amplifier equipped with a nonlinear feedback unit and an electronic output the amplifier is connected to the input of the magnetic amplifier with a rectifier, which at the input is connected to the speed controller, while the exhaust tower with the outer surface The span is covered with a thin-fiber basalt material located in the form of twisted bundles, elongated longitudinally from the bottom up.

На фиг.1 показан общий вид вентиляторной градирни, Figure 1 shows a General view of a fan cooling tower,

на фиг.2 - разрез корпуса бассейна, figure 2 is a section of the housing of the pool,

на фиг.3 - внутренняя поверхность суживающегося сопла с продольно расположенными канавками, направляющая которых имеет направление по ходу часовой стрелки, figure 3 - the inner surface of the tapering nozzle with longitudinally spaced grooves, the guide of which has a clockwise direction,

на фиг.4 - внутренняя поверхность суживающегося сопла с продольно расположенными канавками, направляющая которых имеет направление против хода часовой стрелки.figure 4 - the inner surface of the tapering nozzle with longitudinally spaced grooves, the guide of which has a counterclockwise direction.

Вентиляторная градирня содержит корпус 1 с воздуховпускными окнами и водосборным бассейном 2, над которым установлены ороситель 3, водораспределительная система 4, водоуловитель 5. На верхней части корпуса 1 закреплены вытяжное устройство, включающее конфузор 6 с вентилятором 7, концевой конфузорный канал 8 с устройством регулирования подачи ветрового потока атмосферного воздуха и диффузор 9, за вентилятором 7 жестко укреплены профильные пластины 10, а на внутренней поверхности от входа к выходу диффузора 9 расположены ребра 11, соединенные с кольцевой канавкой 12 и внешней поверхностью конической обечайки 13. Ороситель 3 имеет не менее двух секций из волнообразных пластин 14, водораспределительная система 4 состоит из подводящего коллектора 15 и водораспределителя 16, включающего ассиметрично укрепленную трубу 17, относительно корпуса 1, на который распределены суживающиеся сопла 18 с встроенными в них завихрителями 19. The fan tower contains a housing 1 with air inlets and a catchment basin 2, over which a sprinkler 3, a water distribution system 4, a water trap 5 are mounted. An exhaust device is fixed on the upper part of the housing 1, including a confuser 6 with a fan 7, an end confuser channel 8 with a feed control device atmospheric air flow and diffuser 9, profile plates 10 are rigidly fixed behind the fan 7, and ribs 11 are connected to the inner surface from the inlet to the outlet of the diffuser 9, connected to the circumferential groove 12 and the outer surface of the conical shell 13. The sprinkler 3 has at least two sections of wave-like plates 14, the water distribution system 4 consists of a supply manifold 15 and a water distributor 16, including an asymmetrically strengthened pipe 17, relative to the housing 1, on which the tapering nozzles 18 are distributed with swirls built into them 19.

Водосборный бассейн 2 (фиг.1 и фиг.2) включает корпус 1, в котором установлены секционные перегородки 20, выполненные зигзагообразными, и образует в каждой секции 21 диффузоры 22 и конфузоры 23, расположенные относительно соседних секций в шахматном порядке.The catchment basin 2 (FIG. 1 and FIG. 2) includes a housing 1 in which sectional partitions 20 are made, made zigzag, and in each section 21 forms diffusers 22 and confusers 23, which are staggered relative to neighboring sections.

Водораспределительная система 4 с суживающимися соплами 18 выполнена в виде попарно расположенных суживающихся сопел 24 и 25, при этом на внутренней поверхности 26 суживающегося сопла 24 выполнены продольно расположенные от большего основания 27 к меньшему основанию 28 криволинейные канавки 29, причем направляющая криволинейной канавки 29 имеет направление по ходу часовой стрелки, а на внутренней поверхности 30 суживающегося сопла 25 выполнены продольно расположенные от большего основания 31 к меньшему основанию 32 криволинейные канавки 33 и направляющая криволинейной канавки 33 имеет направление против хода часовой стрелки. Вытяжная башня снабжена вентилятором 7, расположенным в ее верхней части, регулятором скорости вращения 34 привода 35 и регулятором температуры 36 с датчиком температуры 37 атмосферного воздуха, при этом регулятор температуры 36 своим выходом соединен с регулятором скорости вращения 34 в виде блока порошковых электромагнитных муфт, а регулятор температуры 36 содержит блок сравнения 38 и блок задания 39. Блок сравнения соединен с входом электронного усилителя 40, оборудованного блоком нелинейной обратной связи 41 и выход электронного усилителя 40 соединен с входом магнитного усилителя 42 с выпрямителем, который на выходе подключен к регулятору скорости вращения 34. Корпус 1 вытяжной башни с наружной поверхности 43 покрыт тонковолокнистым базальтовым материалом 44, расположенным в виде витых пучков 45, продольно вытянутых снизу вверх. The water distribution system 4 with tapering nozzles 18 is made in the form of pairwise tapering nozzles 24 and 25, while on the inner surface 26 of the tapering nozzle 24 there are curved grooves 29 longitudinally arranged from the larger base 27 to the smaller base 28, and the guide of the curved groove 29 has a direction along clockwise, and on the inner surface 30 of the tapering nozzle 25, curvilinear grooves 33 and longitudinally arranged longitudinally from the larger base 31 to the smaller base 32 are made the curved groove 33 has a counterclockwise direction. The exhaust tower is equipped with a fan 7, located in its upper part, a speed controller 34 of the drive 35 and a temperature controller 36 with a temperature sensor 37 of the atmospheric air, while the temperature controller 36 is connected to the speed controller 34 in the form of a block of powder electromagnetic couplings, and the temperature controller 36 comprises a comparison unit 38 and a reference unit 39. The comparison unit is connected to an input of an electronic amplifier 40 equipped with a non-linear feedback unit 41 and an output of an electronic amplifier 40 s The uniform magnetic amplifier to the input of rectifier 42 which is connected to the output rotational speed regulator 34. The housing 1 of the stack with an outer surface 43 covered with fine fiber basalt material 44 disposed in the form of twisted bundles 45, longitudinally extended upwards.

Вентиляторная градирня работает следующим образом.Fan cooling tower operates as follows.

При температуре воды в бассейне 2 значительно более ниже значений, чем температура воздуха окружающей наружную поверхность 43 корпуса 1 вытяжной башни, и, особенно, при отрицательных температурах окружающей среды наблюдается интенсивный отвод техводы из верхнего объема вытяжной башни с нарушением микроклимата процесса охлаждения оборотной воды, т.е. осуществляется нестационарный тепломассообмен, резко снижающий эффективность охлаждения оборотной воды (см., например, стр.435 Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. - М.: Высшая школа, 1980, с.469)When the water temperature in the pool 2 is much lower than the temperature of the air surrounding the outer surface 43 of the exhaust tower housing 1, and, especially, at negative ambient temperatures, there is an intensive removal of technical outlets from the upper volume of the exhaust tower with a violation of the microclimate of the process of cooling the circulating water, t .e. non-stationary heat and mass transfer is carried out, which sharply reduces the efficiency of cooling circulating water (see, for example, p. 435 Nashokin VV Technical thermodynamics and heat transfer. - M.: Higher school, 1980, p. 469)

При высоких положительных температурах воздуха окружающую наружную поверхность 43 среды и особенно дополнительно с солнечной радиацией наблюдается интенсивное поступление теплоты к воде бассейна 2 с последующим нарушением микроклимата процесса охлаждения оборотной воды, т.е. наблюдается также нестационарный тепломассообмен, резко увеличивающий энергоемкость охлаждения оборотной воды, из-за необходимости увеличения количества подавляемого атмосферного воздуха через воздуховпускные окна корпуса 1.At high positive air temperatures, the surrounding external surface 43 of the environment and especially in addition to solar radiation, there is an intensive supply of heat to the water of the pool 2 with subsequent violation of the microclimate of the process of cooling the circulating water, i.e. unsteady heat and mass transfer is also observed, which sharply increases the energy consumption of cooling circulating water, due to the need to increase the amount of suppressed atmospheric air through the air inlet windows of housing 1.

При покрытии тонковолокнистым базальтовым материалом 44 наружной поверхности 43 в условиях эксплуатации вентиляторной градирни с температурой окружающей среды более низкой, чем температура воды в бассейне 2, тепловой поток теплопроводностью через наружную поверхность 43 передается тонковолокнистому базальтовому материалу 44, а за счет того, что он выложен в виде витых пучков 45, продольно вытянутых снизу вверх, наблюдается не только устранение тепловых потерь в связи с теплоизоляционными свойствами, но и аккумулирование тепловой энергии (см., например, Волокнистые материалы из базальтов Украины, издательство «Техника». Киев, 1971-76 с., ил.). Наличие высокой температуры воздуха окружающей среды особенно в светлое время суток с солнечной радиацией, тонковолокнистый базальтовый материал 44 теплоизолирует наружную поверхность 43, с последующим аккумулирование тепловой энергии, которая в темное время суток теплопроводностью передается во внутрь корпуса 1, поддерживая стационарный процесс тепломассообмена оборотной охлаждаемой воды круглосуточно. Следовательно, выполнение наружной поверхности 43 с покрытием из тонковолокнистого базальтового материала 44 в виде витых пучков 45 обеспечивает нормированный тепломассообменный процесс охлаждения водопроводной воды, что снижает энергозатраты до расчетно-оптимальных.When thin-fiber basalt material 44 is coated on the outer surface 43 under operating conditions of a cooling tower with an ambient temperature lower than the temperature of the pool 2, heat flux through the outer surface 43 is transferred to the thin-fiber basalt material 44, and due to the fact that it is laid out in in the form of twisted bundles 45, longitudinally elongated from the bottom up, not only is the elimination of heat losses due to thermal insulation properties, but also the accumulation of thermal energy ( m., e.g., fibrous materials of Ukrainian basalts, publishing "Technics". Kiev, 1971-76 s., il.). The presence of high ambient air temperature, especially in the daytime with solar radiation, fine-fiber basalt material 44 insulates the outer surface 43, followed by the accumulation of thermal energy, which is transferred by heat conduction to the inside of the building 1 at night, supporting the stationary process of heat and mass transfer of circulating cooled water around the clock . Therefore, the implementation of the outer surface 43 coated with a fine fiber basalt material 44 in the form of twisted bundles 45 provides a normalized heat and mass transfer process of cooling tap water, which reduces energy consumption to the calculated optimal.

Уменьшение температуры атмосферного воздуха ниже нормированной (например, 20°С) фиксируется датчиком температуры 37 атмосферного воздуха. При этом, как известно, плотность всасываемого в вентилятор атмосферного воздуха возрастает и увеличивается массовая производительность, т.е. наблюдается излишество количества воздуха, поступающего в воздуховходные окна по сравнению с нормированно-необходимым, что и приводит к ненужным энергозатратам на привод вентилятора.A decrease in ambient temperature below normalized (for example, 20 ° C) is detected by a temperature sensor 37 of atmospheric air. At the same time, as you know, the density of atmospheric air absorbed into the fan increases and mass productivity increases, i.e. there is an excess of the amount of air entering the air inlets compared with the normalized required, which leads to unnecessary energy consumption for the fan drive.

Сигнал, поступающий с датчика температуры 37, становится большим, чем сигнал блока задания 39, и на входе блока сравнения 38 появится сигнал отрицательной полярности, который поступает на вход электронного усилителя 40 одновременно с сигналом отрицательной нелинейной обратной связи блока 41. За счет этого в электронном усилителе 40 компенсируется нелинейность характеристики привода 35 вентилятора 7. Сигнал с выхода электронного усилителя 40 поступает на вход магнитного усилителя 42, где усиливается по мощности, выпрямляется и поступает на регулятор скорости вращения 34 в виде блока порошковых электромагнитных муфт. Отрицательная полярность сигнала электронного усилителя 40 вызывает уменьшение тока возбуждения на выходе магнитного усилителя 42. В результате снижается момент от привода 35 вентилятора 7, передаваемый на регулятор скорости 36 в виде блока порошковых электромагнитных муфт и поступление атмосферного воздуха через воздуховходные окна в нижнюю часть корпуса 1 вытяжной башни, достигая значений нормированно-необходимых для процесса охлаждения оборотной воды, со снижением энергозатрат на привод 35 вентилятора 7.The signal from the temperature sensor 37 becomes larger than the signal of the reference unit 39, and a negative polarity signal appears at the input of the comparison unit 38, which is fed to the input of the electronic amplifier 40 simultaneously with the negative nonlinear feedback signal of the block 41. Due to this, in the electronic the amplifier 40 compensates for the non-linearity of the characteristics of the drive 35 of the fan 7. The signal from the output of the electronic amplifier 40 is fed to the input of the magnetic amplifier 42, where it is amplified by power, rectified and fed to the regulator Torr rotational speed 34 as a block of electromagnetic powder clutches. The negative polarity of the signal of the electronic amplifier 40 causes a decrease in the excitation current at the output of the magnetic amplifier 42. As a result, the moment from the drive 35 of the fan 7 decreases, transmitted to the speed controller 36 in the form of a block of powder electromagnetic couplings and the intake of atmospheric air through the air inlets to the lower part of the exhaust housing 1 towers, reaching normalized values necessary for the process of cooling circulating water, with a reduction in energy consumption for drive 35 of fan 7.

Увеличение температуры атмосферного воздуха выше нормированной (например, 20°С), приводит к уменьшению его плотности и соответственно массовой производительности вентилятора 7 при постоянной скорости вращения привода 35, что ухудшает тепломассообменный процесс охлаждения оборотной воды. Для устранения данного явления также применяется система автоматизированного контроля. В этом случае сигнал, поступающий с датчика температуры 37, становится меньшим, чем сигнал блока задания 39 и на входе блока сравнения 38 появится сигнал положительной полярности, который поступает на вход электронного усилителя 40 одновременно с сигналом отрицательной нелинейной оборотной связи 41. Сигнал с выхода электронного усилителя 40 поступает на вход магнитного усилителя 42, где усиливается по мощности, выпрямляется и поступает на регулятор скорости вращения 34 в виде блока порошковых электромагнитных муфт. Положительная полярность сигнала электронного усилителя 40 вызывает увеличение тока возбуждения на выходе магнитного усилителя 42. В результате увеличивается момент от привода 35 вентилятора 7, передаваемый на регулятор скорости вращения 36 в виде блока порошковых электромагнитных муфт, и поступление атмосферного воздуха через воздуховходные окна в нижнюю часть корпуса 1 вытяжной башни, достигая значений нормированно-необходимых для процесса охлаждения оборотной воды.An increase in atmospheric air temperature above normalized (for example, 20 ° C) leads to a decrease in its density and, accordingly, mass productivity of the fan 7 at a constant speed of rotation of the drive 35, which worsens the heat and mass transfer process of cooling circulating water. To eliminate this phenomenon, an automated control system is also used. In this case, the signal from the temperature sensor 37 becomes smaller than the signal of the reference unit 39 and a positive polarity signal appears at the input of the comparison unit 38, which is fed to the input of the electronic amplifier 40 simultaneously with the negative nonlinear feedback signal 41. The signal from the output of the electronic the amplifier 40 is fed to the input of the magnetic amplifier 42, where it is amplified by power, rectified and fed to the speed controller 34 in the form of a block of powder electromagnetic couplings. The positive polarity of the signal of the electronic amplifier 40 causes an increase in the excitation current at the output of the magnetic amplifier 42. As a result, the moment from the drive 35 of the fan 7 increases, transmitted to the speed controller 36 in the form of a block of powder electromagnetic couplings, and the flow of atmospheric air through the air inlets to the lower part of the housing 1 exhaust tower, reaching the normalized values necessary for the process of cooling the circulating water.

Горячая вода подается из коллектора 15 в водораспределитель 16 через асимметрично укрепленную трубу 17 относительно корпуса 1 в суживающиеся сопла 18. Размещение суживающихся сопел 18 попарно, таким образом, что, например, на внутренней поверхности 26 суживающегося сопла 24 выполнены криволинейные канавки 29, направляющая которых имеет направление по ходу часовой стрелки, а на внутренней поверхности 30 суживающегося сопла 25 выполнены криволинейные канавки 33, направляющая которых имеет направление против хода часовой стрелки, приводит к следующему: поток горячей воды, перемещаясь от большего основания 27 суживающегося сопла 24 по криволинейным канавкам 29, расположенным на внутренней поверхности 26, закручивается по ходу часовой стрелки и после завихрителя 19 в виде микрозавихрения выбрасывается в полость корпуса 1 между оросителем 3 и водоуловителем 5.Hot water is supplied from the manifold 15 to the water distributor 16 through an asymmetrically strengthened pipe 17 relative to the housing 1 to the tapering nozzles 18. The tapering nozzles 18 are arranged in pairs, so that, for example, curved grooves 29 are made on the inner surface 26 of the tapering nozzle 24, the guide of which has clockwise direction, and on the inner surface 30 of the tapering nozzle 25 there are curved grooves 33, the guide of which has a counterclockwise direction, leads to the following mu: the flow of hot water moving from the larger base 27 of a tapered nozzle 24 of the cam groove 29 located on the inner surface 26, is twisted clockwise and after swirler 19 as mikrozavihreniya ejected into the cavity of the body 1 between the sprinkler 3 and 5 water traps.

Одновременно, поток горячей воды, перемещающийся от большего основания 3 суживающегося сопла 25 по криволинейным канавкам 33, расположенным на внутренней поверхности 30, закручивается против хода часовой стрелки и после соответствующего завихрителя 19 в виде микрозавихрения выбрасывается также в полость корпуса 1 между оросителем 3 и водоуловителем 5. Попарное расположение суживающегося сопел 24 и 25 приводит к тому, что два вращающихся в противоположные направления микрозавихрителя сталкиваются, образуя микровзрывы (см., например, А.П. Меркулов. Вихревой эффект и его применение в промышленности. Куйбышев. 1969, 348 с.) с интенсивным перемешиванием капелек горячей воды, что резко интенсифицирует тепломассообменный процесс охлаждаемой воды с воздухом, выходящим из оросителя 3.At the same time, the flow of hot water moving from the larger base 3 of the tapering nozzle 25 along the curved grooves 33 located on the inner surface 30 is twisted counterclockwise and, after a corresponding swirler 19, is also micro-swirled into the cavity of the housing 1 between the sprinkler 3 and the water trap 5 The pairwise arrangement of the narrowing nozzles 24 and 25 leads to the fact that two microswirkers rotating in opposite directions collide, forming microexplosions (see, for example, A.P. Merkul vortex effect and its application in industry, Kuibyshev, 1969, 348 pp.) with intensive mixing of droplets of hot water, which sharply intensifies the heat and mass transfer process of cooled water with air leaving the irrigator 3.

Под действием гидродинамических свойств, преимущественно, каплеобразная масса остывающей горячей воды фонтанирует на оросителе 3 и стекает по волнообразным пластинам 14 первой секции в виде полосок пленки и капель, контактируя с проходящим потоком воздуха. После первой секции вода дождеванием переходит на вторую секцию, где циклично повторяется теплообмен первой секции, т.е. осуществляется пленочно-капельный эффект. Со второй секции охлаждения жидкость поступает в водосборный бассейн 2. При этом атмосферный воздух поступает в корпус 1 через воздуховпускные окна и охлаждает горячую воду, после чего насыщенный парами и каплями поступает в водоуловитель 5, где очищается от воды, и вентилятор 4 осуществляет отсос воздуха из корпуса 1.Under the influence of hydrodynamic properties, mainly, a droplet-like mass of cooling hot water gushes out on the sprinkler 3 and flows down into the wave-like plates 14 of the first section in the form of film strips and drops in contact with a passing air stream. After the first section, the water sprinkles to the second section, where the heat transfer of the first section is repeated cyclically, i.e. film-droplet effect is carried out. From the second cooling section, the liquid enters the catchment basin 2. At the same time, atmospheric air enters the housing 1 through the air inlets and cools the hot water, after which it is saturated with vapors and drops and enters the water trap 5, where it is cleaned of water, and the fan 4 sucks air from housing 1.

В водосборном бассейне 2 секции 21 расположены таким образом, что обеспечивается равномерная эпюра скоростей водяного потока в поперечном сечении корпуса бассейна 2, поддерживаемая за счет «живого» сечения входных отверстий диффузоров 22 и конфузоров 23. Охлаждаемый поток воды с оптимальной эпюрой скоростей, обеспечивающий рациональный контакт воды с зигзагообразными секционными перегородками 20, поступает в секции 21 и, проходя последовательно участки диффузоров 22 и конфузоров 23, непрерывно меняет свою скорость, что приводит к турбулизации потока и повышению теплообмена, а также к перераспределению в секциях 21 давления движущегося потока воды. Это выравнивает гидравлическое сопротивление воды в секциях 21, приводит к равномерному смыванию водой всего объема водосборного бассейна 2.In the catchment basin 2, sections 21 are arranged in such a way that a uniform diagram of the water flow velocities is provided in the cross section of the basin body 2, supported by a “live” section of the inlet openings of the diffusers 22 and confusers 23. A cooled water stream with an optimal velocity diagram, providing rational contact water with zigzag sectional partitions 20, enters section 21 and, passing successively sections of diffusers 22 and confusers 23, continuously changes its speed, which leads to turbulization and flow and increase heat transfer, as well as redistribution in sections 21 of the pressure of the moving water stream. This equalizes the hydraulic resistance of the water in sections 21, leads to uniform flushing with water of the entire volume of the catchment basin 2.

Кроме того, шахматное расположение диффузоров 22 и конфузоров 23 в каждой секции 21 относительно соседней приводит к тому, что поверхности секционных перегородок 20 одновременно находятся под различным скоростным воздействием потока движущейся воды (с одной стороны перегородку 20 омывает поток, движущийся в диффузоре, с другой омывает поток, движущийся в конфузоре). В результате на данный элемент секционной перегородки 20 действует разность температур (температурный напор) посекционно разделенного потока охлаждения воды. Выполнение секционных перегородок 20 из биметалла приводит в данных условиях воздействия температурного напора к возникновению продольных колебаний термовибрации, что создает дополнительную турбулизацию непосредственно в поперечном слое секционных перегородок 20, значительно повышая тепломассообменные процессы дальнейшего поэтапного охлаждения воды в бассейне 2. Все это в конечном итоге и обеспечивает эффективную работу вентиляторной градирни даже при незначительном перепаде температур между атмосферным воздухом и охлаждаемой водой.In addition, the checkerboard arrangement of the diffusers 22 and confusers 23 in each section 21 relative to the adjacent one leads to the fact that the surfaces of the sectional partitions 20 are simultaneously under different speed effects of the flow of moving water (on the one hand, the partition 20 is washed by the flow moving in the diffuser, on the other, by flow moving in the confuser). As a result, a temperature difference (temperature pressure) of a sectionally divided water cooling flow acts on this element of the partition wall 20. The implementation of the sectional partitions 20 from bimetal under the given conditions of temperature pressure leads to the occurrence of longitudinal vibrations of thermal vibration, which creates additional turbulization directly in the transverse layer of the sectional partitions 20, significantly increasing the heat and mass transfer processes for further stage-by-stage cooling of water in the pool 2. All this ultimately provides efficient operation of the fan tower even with a slight temperature difference between the atmospheric air and the cooled oh.

Оригинальность конструктивного решения заключается в том, что снижение энергозатрат на процесс охлаждения оборотной воды при различных температурных воздействиях атмосферного воздуха как в течение суток, так и годовых, достигается поддержанием стационарного тепломассообмена в вытяжной башне, путем создания расчетного микроклимата внутри корпуса, за счет покрытия его наружной поверхности тонковолокнистым базальтовым материалом, выполненным в виде витых пучков, продольно вытянутых снизу вверх, а это обеспечивает выполнение не только теплоизоляционных, но и аккумулирующих свойств.The originality of the constructive solution lies in the fact that the reduction in energy consumption for the process of cooling circulating water at various temperature effects of atmospheric air both during the day and in the year is achieved by maintaining stationary heat and mass transfer in the exhaust tower, by creating a calculated microclimate inside the housing, by covering its external the surface with a thin-fiber basalt material made in the form of twisted bundles, elongated longitudinally from the bottom up, and this ensures the performance not only thermal insulation, but also accumulating properties.

Claims

A fan tower containing an exhaust tower with air inlets around the perimeter of its lower part, a water trap, a water distribution system with tapering nozzles and located symmetrically relative to the longitudinal axis of the tower, an irrigation and pool divided into sections by partitions, each of which is made of zigzag bimetal with formation in a section in a zigzag shape alternating staggered confusers and diffusers, and the water distribution system is made pairwise arranged narrowing nozzles and on the inside the first surface of each of the pair of nozzles is made longitudinally spaced from the larger base to the smaller curved groove, while in the first of the pair of nozzles the guide of the curved groove has a clockwise direction, and in the second, the guide of the curved groove has a counterclockwise direction, equipped with a fan, located in its upper part, a fan speed controller and a temperature controller with a temperature sensor, while the pace controller The output is connected to the speed controller in the form of a block of powder electromagnetic couplings, and the temperature controller contains a comparison unit and a reference unit, the comparison unit being connected to the input of an electronic amplifier equipped with a nonlinear feedback unit, and the output of the electronic amplifier is connected to the input of the magnetic amplifier with a rectifier, which at the input is connected to a speed controller, characterized in that the exhaust tower from the outer surface is covered with fine-fiber basalt material m, located in the form of twisted bundles, elongated longitudinally from the bottom up.