Випарні охолоджувачі газів і рідин зі зниженим рівнем охолодження

Анотація

Інтерес до можливостей випарного охолодження середовищ в останні роки неухильно зростає, що обумовлено їх малим енергоспоживанням і екологічною чистотою. Широке практичне застосування знаходять випарні охолоджувачі прямого типу (повітроохолоджувачі і водоохолоджувачі-градирні), і непрямого типів (повітро- і водоохолоджувачі). Можливості таких охолоджувачів по досягається температурному рівню охолодження обмежені температурою зовнішнього повітря по мокрому термометру є природним межею охолодження, їх ефективність істотно залежить від місцевих кліматичних умов. Значний інтерес в останні роки викликають випарні охолоджувачі зі зниженим межею випарного охолодження середовищ. Зниження температурного рівня охолодження забезпечує і загальне зменшення кількості води, використовуваної в випарних охолоджувачах, що для сучасних енергетичних систем означає реальне зменшення кількості води, необхідну для компенсації втрат на випаровування.

Розроблені принципові рішення випарних водо- і повітряохолоджувачів непрямого типу (повітряних і водяних чілерів) з межею охолоджування, пониженою по відношенню до температури мокрого термометра повітряного потоку, що поступає в охолоджувач. Для низькотемпературних випарних охолоджувачів нового покоління цією межею є температура точки роси повітряного потоку, що поступає. Насадкова частина тепло-масообмінних апаратів плівкового типу виконана на основі багатоканальних композицій з полімерних матеріалів. Перехід на схемні рішення низькотемпературних випарних водо- і повітряохолоджувачів забезпечує, порівняно до традиційного оформлення охолоджувача непрямого типу, істотне зниження температури охолоджуваного потоку, але вимагає розгляду небезпеки виникнення «реконденсації» в допоміжному повітряному потоці, що безпосередньо контактує з водою, рециркулюючою крізь «мокру» частку апарату. Авторами запропонована математична модель процесів спільного тепло-масообміну у випарних охолоджувачах газів і рідин непрямого типу, що дозволяє врахувати небезпеку «реконденсації» в допоміжному повітряному потоці, що принципово важливе при переході до низькотемпературного випарного охолоджування повітря або води. На підставі отриманих авторами експериментальних даних по ефективності процесів тепло-масообміну виконано порівняльний аналіз можливостей розроблених охолоджувачів-чілерів. Показана небезпека реконденсації в допоміжному повітряному потоці із зростанням глибини охолоджування (зміна стану допоміжного повітряного потоку в низькотемпературному випарному охолоджувачі протікає уздовж лінії φ_в = 100%, що може приводити до реконденсації і зниженню ефективності охолоджування) і запропоновані шляхи вирішення цієї проблеми. Це визначається, зокрема, правильним вибором співвідношення контактуючих повітряних потоків l = G_о / G_д (основного і допоміжного) для випарного воздухоохладителя і l = G_г / G_р (газу і рідини) для випарного водоохолоджувача.