SU1719863A1 - Вентил торна градирн - Google Patents

Abstract

Изобретение .относитс  к устройствам дл  охлаждени  оборотной воды, в частности к вентил торным градирн м, и предназначено дл  использовани  в оборотных системах водоснабжени  различных промышленных предпри тий, а также в составе холодильных установок и кондиционеров. Цель изобретени  - интенсификаци  тепло- массобмена. Вентил рна  градирн  1 со

Description

Изобретение относитс  к устройствам дл  охлаждени  воды, в частности к вентил торным градирн м, и предназначено дл  использовани  в оборотных системах водоснабжени  различных промышленных предпри тий, а также в составе холодильных установок и кондиционеров.

Известны установки дл  испарительного охлаждени  жидкости, содержащие вентил тор , основную, и вспомогательные камеры, включенные в соответствующие жидкостные циркул ционные контуры, размещенные в основной камере поверхностный теплообменник вспомогательного контура, контактный теплообменник основного контура, а во вспомогательной - контактный теплообменник этого контура. В основной циркул ционный контур включен дополнительный поверхностный теплообменник , а вентил тор размещен над обеими камерами.

Недостатками данной установки  вл ютс , сложность, невысока  интенсификаци  тепломассобмена, а главное - отсутствие возможности использовани  естественного холода в зимнее врем , т.е. высокие энергозатраты.

Известна также вентил торна  градирн , содержаща  корпус с расположенными в верхней его части вертикальным возду- ховходным каналом с вентил тором и в боковой стенке горизонтальным воздухоот- водным патрубком, водораспределитель с разбрызгивающими соплами, а также резервуар охлажденной воды.

Данна  градирн  имеет повышенную интенсификаци  тепломассообмена, однако к ее недостаткам следует отнести высокую трудоемкость изготовлени , неполную

сепарацию мелких капель воды и недостаточно интенсивный тепломассообмен.

Целью изобретени   вл етс  интенсификаци  тепломассообмена.

Указанна  цель достигаетс  за счет того , что градирн  дополнительно снабжена разделительной перегородкой в виде полукольца , закрепленного между корпусом и воздухоотвод щей трубой, и разделительным V-образным экраном, закрепленным на последней, воздухоотвод щий патрубок подключен горизонтально в верхнем участке стенки корпуса и сочленен с отбойной крышкой испарительной камеры и разделительной перегородкой, установленной под патрубком, сопла размещены в нижней не закрытой разделительной перегородкой части камеры, причем наклонные сопла установлены крайними и ориентированы в

сторону вертикально размещенных сопел.

Кроме этого, водоразбрызгивающие форсунки, направленные соплами навстречу потоку воздуха, размещены в нижней незакрытой половине испарительной камеры

горизонтальным направл ющим полукольцом , т.е. размещены в той части испарительной камеры где наиболее эффективно происходит охлаждение воды, причем две крайние форсунки установлены под углом

примерно 15° к вертикали, и ориентированы в противоположную сторону от вентил тора с целью непопадани  на его лопасти разбрызгивающих факелов воды как при его работе, так и при его автоматической остановке (при достижении заданной температуры охлаждаемой воды).

Нагнетательный вентил тор прикреплен горизонтально в верхней части камеры к корпусу против воздуховходного окна, т.е.

вентил тор установлен в нормальном горизонтальном положении (что значительно упрощает схему монтажа и облегчает обслужи- вание вентил тора) и нагнетает в испарительную камеру сухой атмосферный воздух, электродвигатель его находитс  в нормальных услови х, что способствует длительной и надежной его эксплуатации.

Дл  увеличени  жесткости конструкции , интенсификации тепломассообмена и улучшени  сепарации воды воздухоотвод - ща  труба и корпус испарительной камеры могут быть выполнены гофрированными.

Мелкодисперсное распыление воды разбрызгивающими форсунками, увеличенное врем  контакта воды и воздуха за счет циркул ции воды в противоположных направлени х по всей высоте испарительной камеры, турбулизаци  потоков воды и воздуха за счет осуществлени  поперечного тока , противотока и пр мотока .в данной испарительной камере способствуют интенсификации тепломассообмена потоков и, соответственно, эффективному охлаждению воды..

Отекание воды по наружной поверхности воздухоотвод щей трубы в наружный кольцевой канал и далее по сливным трубкам в резервуар охлажденной воды и проход воздушного потока между этими сливными трубками сепарирует воду. Изменение направлени  движени  воздушного потока на 180° при его переходе из камеры в воздухоотвод щую трубу также приводит к сепарации воды. Длинный путь подъема воздушного потока при выходе его по воздухоотвод щей трубе приводит к уменьшению его кинетической энергии, при наличии гофр на трубе происходит еще одна сепараци  воды, что способствует резкому уменьшению уноса воды.

Кроме того, предлагаема  вентил торна  градирн  может быть установлена в помещении при одновременном засасывании в зимнее врем  холодного воздуха извне помещени , благодар  чему интенсифицируетс  охлаждение оборотной воды при резко сниженном коэффициенте рабочего времени вентил тора градирни за счет сак- кумулированного водой зимнего холода, а следовательно, предлагаема  градирн  при размещении в помещении позвол ет использовать естественный холод в зимнее врем  года и тем самым снизить энергозатраты .

Таким образом, изобретение обеспечивает резкую интенсификацию тепломассообмена , уменьшение уноса воды, а также снижение энергетических затрат.

На фиг.1 изображена вентил торна  градирн , продольный разрез; на фиг.2 градирн  при сн той отбойной крышке с выходным патрубком, вид сверху.

Вентил торна  градирн  1 включает камеру 1 испарени  с боковым нагнетатель- 5 ным вентил тором 3 и вертикальным воздуховыходным патрубком 4, воздухоотвод щую трубу 5 с водосборным кольцевым каналом 6 и сливными трубками 7 в нижней ее части, водораспределитель 8 с разбрыз0 гивающими соплами 9 и резервуар 10 охлажденной воды. Корпус 11 испарительной камеры 2 выполнен с цилиндрическим воз- духовходным окном 14 и с отбойной крышкой 15, размещенными в верхней части

.5 камеры 2, соединенной на половине ее диаметра с воздухоотвод щей трубой 5 горизонтальной разделительной перегородкой 16, размещенной ниже воздуховходного окна 14, а воздухоотвод ща  труба 5 до0 полнительно снабжена вертикальным разделительным V-образным экраном 17, установленным снаружи трубы 5 против воздуховходного окна 14 испарительной камеры 2.

5 Водоразбрызгивающие сопла 9, направленные навстречу потоку воздуха, размещены в нижней половине 18 испарительной камеры 2, не закрытой горизонтальной разделительной перегородкой 16,

0 причем крайние сопла 19 установлены под. углом к вертикали и направлены в противоположную сторону от вентил тора 3.

Вентил торна  градирн  1 также снаб- . жена патрубками 20 входа охлаждаемой и

5 21 выхода охлажденной воды из резервуара 10 с его основанием 22, а также опорным кронштейном 23 и воздуховходным патрубком 24.

Нагнетательный вентил тор 3 прикреп0 лен горизонтально в верхней части камеры 2 к воздуховходному патрубку 24 против воздуховходного окна 14.

Форма испарительной камеры в виде цилиндра со срезанным сегментом, кра  ко5 торого соединены швеллеобразным лис- . том 13. обусловлена необходимостью простого и надежного присоединени  вен тил тора к плоскому листу в верхней части камеры.

0 Введение вертикального разделительного V-образного экрана снаружи трубы против воздуховходного окна испарительной камеры вызвано необходимостью разделени  воздушного потока на две равных

5 части с минимальным сопротивлением.

Соединение испарительной камеры с воздухоотвод щей трубой горизонтальной разделительной перегородкой, размещенной ниже воздуховходного окна камеры, необходимо дл  придани  воздушному потоку

горизонтального направлени  движени  в камере, дл  получени  поперечного движени  его по отношению к направлению движени  воды, нужного дл  образовани  бурного перемешивани  потоков, повышающего процесс тепломассообмена.

Наклон крайних водоразбрызгивающих сопел на 15° к вертикали необходим дл  исключени  попадани  разбрызгиваемой воды на лопасти вентил тора во врем  его остановки, но при условии подачи воды на сопла, что имеет место при использовании естественного холода в зимнее врем  года.

Градирн  работает следующим образом .

Охлаждаема  вода подаетс  через патрубок 20 входа, водораспределитель 8 на разбрызгивающие сопла 9, из которых вода выбрасываетс  факелами мелких брызг вверх вертикально и крайними соплами 19 вверх наклонно примерно под углом 15° к продольной оси градирни 1, движущихс  навстречу охлаждающему их воздушному потоку, эффективно охлажда сь. Ударившись об отбойную крышку 15, поток брызг, дополнительно измельченный, измен ет свое направление и движетс  уже пр моточ- но и снова поперечно (второй раз при стекании воды) с потоком воздуха вниз, продолжа  при этом охлаждатьс . Охлажденна  вода стекает вниз по стене корпуса 11, а с поверхности воздухоотвод щей трубы 5 через водосборный кольцевой канал 6 и сливные трубки 7 в резервуар 10 охлажденной воды, откуда направл етс  дл  охлаждени  соответствующего теплообменника.

Охлаждающий воздух засасываетс  вентил тором 3 извне помещени , в котором установлена градирн  1, через воздуховод , устанавливаемый при монтаже, воздуховходной патрубок 24 и, разделившись благодар  вертикальному раздели- тельному V-образному экрану 17 с минимальным сопротивлением на два равных потока, направл етс  к испарительной камере 2. При помощи горизонтальной распределительной перегородки 16 воздушный поток входит в испарительную камеру 2 горизонтально , т.е. движетс  в поперечном направлении по отношению к движению воды и вступает с ней в контакт, затем, поворачива сь на 90°, воздушный поток перемещаетс  вниз противоточно по отношению к движущейс  части воды вертикально и пр моточно вместе с водой, уже стекающей вниз по стенкам испарительной камеры 2, в которой и осуществл етс  тепломассообмен между охлаждающим воздушным потоком и охлаждаемой водой и частично ее испарение, благодар  чему происходит охлаждение воды. Совмещение в одной испарительной камере 2 поперечного , противоточного и пр моточного движени  воздушного потока по отношению к

движению воды приводит к бурному перемешиванию потоков и эффективному охлаждению воды, т.е. к повышенной интенсификации тепломассообмена. Пройд  испарительную камеру 2, воздушный поток

измен ет направление своего движени  на 180° и, поднима сь, входит в воздухоотво- д щую трубу 5 и далее через воздухо- выходной патрубок 4 и воздуховод, устанавливаемый при монтаже, выбрасываетс  в атмосферу.

Предотвращение уноса воды воздухом предусмотрено многоступенчатой сепарацией влаги: перва  ступень сепарации влаги

осуществл етс  при проходе стекающей охлажденной воды по сливным трубкам 7, а воздух - между ними, втора  ступень сепарации влаги осуществл етс  на выходе из испарительной камеры 2 при повороте воздушного потока на 180° с его подъемом, дальнейша  сепараци  влаги происходит при прохождении потоком воздуха данного пути вверх по воздухоотвод щей трубе 5, в которой уменьшаетс  кинетическа  энерги 

потока, а следовательно, уменьшаетс  возможность уноса влаги, котора , отделившись от потока, стекает вниз по внутренним стенкам трубы 5 в резервуар 10 охлажденной воды и, наконец, при переходе воздуха

из воздухоотвод щей трубы 5 в воздуховы- ходной патрубок 24, имеющий больший диаметр , происходит падение скорости потока, что также способствует отделению влаги от воздуха, а следовательно, значительно уменьшаетс  унос воды. Осуществл ема  таким образом многоступенчата  сепараци  воды обеспечивает минимальный ее унос в атмосферу.

Кроме того, использование предлагаемого устройства позвол ет снизить энергетические затраты за счет повышени  интенсификации тепломассообмена, что позвол ет повысить охлаждающую способность подаваемой потребителю охлажденной воды (в частном случае, когда вода подаетс  на охлаждение конденсатора холодильной установки, повышаетс  холодоп- роизводительность последней) и за счет использовани  естественного холода в зимнее врем , что позвол ет резко снизить температуру охлаждаемой воды, вследствие чего вентил тор градирни автоматически отключаетс  и не работает до заданного повышени  ее температуры, чем и достигаетс  экономи  электроэнергии.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Вентил торна  градирн , содержаща  корпус с резервуаром охлажденной воды в нижней части, разделенный перегородкой на испарительную камеру с отбойной крышкой в верхнем торце и воздухоотвод щую трубу с водосборным желобом в нижнем участке, водораспределительное устройство с размещенными вертикально и наклонно к стенкам корпуса разбрызгивающими соплами, воздухоотвод щий и воздухопод- вод щий патрубки, в последнем из которых установлен вентил тор, отличаю ща - с   тем, что, с целью интенсификации тепломассообмена , градирн  дополнительно

   0

   снабжена разделительной перегородкой в виде полукольца, закрепленного между корпусом , выполненным цилиндрическим, и воздухоотвод щей трубой и разделительным V-образным экраном, закрепленным на последней, воздухоподвод щий патрубок подключен горизонтально в верхнем участке стенки корпуса и сочленен с отбойной крышкой испарительной камеры и разделительной перегородкой, установленной под патрубком, сопла размещены в нижней не закрытой разделительной перегородкой части камеры, причем наклонные сопла установлены крайними и ориентированы в сторону вертикально размещенных сопел.

   //

   б Д

   Фиг. 2

   Редактор М.Циткина

   Техред М.Моргентал

   Заказ 762ТиражПодписное

   ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., 4/5

   //

   / #

   &

   Корректор В.Гирн к