UA4736U

UA4736U - Two-circuit fan film cooliung tower

Info

Publication number: UA4736U
Application number: UA2004010311U
Authority: UA
Inventors: Олександр Вікторович Дорошенко; Александр Викторович Дорошенко; Володимир Васильович Осокін; Владимир Васильевич Осокин; Вікторія Вікторівна Карнаух
Original assignee: Донецький Державний Університет Економіки І Торгівлі Ім. М.Туган-Барановського; Донецкий Государственный Университет Экономики И Торговли Им. М. Туган-Барановського; Одеська Державна Академія Холоду; Одесская Государственная Академия Холода
Priority date: 2004-01-15
Filing date: 2004-01-15
Publication date: 2005-02-15

Abstract

Two circuit fan film cooling tower comprises of a system of upward feeding of outer air to it by means of pump-in fan, system of flow-down feeding to it cooled water from water collector through sprinkling nozzles by means of pump-in pump, two product cooling circuits, one of those- the lower one – with counter-directed motion of the cooling air and water, and the other one – the upper one being cooled with the upward air flow with removed moisture. The product conduit is placed in the upper air cooled circuit. The lower cooling circuit is the set of nozzles with controlled roughness, on the surfaces of those water film is formed, this cools air coming to the upper circuit.

Description

Корисна модель відноситься до теплоенергетики і може бути використаний у холодильній техніці і кондиціонуванні повітря, зокрема для охолодження оборотної води.The useful model refers to thermal power engineering and can be used in refrigerating equipment and air conditioning, in particular for cooling circulating water.

Відома вентиляторна градирня ГРН (1), що містить кожух, у якому розміщені багатоканальна насадка з гофрованих листів полімерних матеріалів, зрошувальний пристрій, сепаратор краплинної рідини, осьовий нагнітальний вентилятор у його нижній частині.A well-known fan cooling tower of the GRN (1), which contains a casing in which a multi-channel nozzle made of corrugated sheets of polymer materials, an irrigation device, a droplet liquid separator, and an axial discharge fan in its lower part are placed.

Основними недоліками такої градирні є зниження продуктивності у випадку забруднення робочих середовищ (висока мінералізація води, запилення повітря та ін.) і значна витрата води на підживлення системи в зв'язку з випаром і краплевинесенням.The main disadvantages of such a cooling tower are a decrease in productivity in case of contamination of working environments (high mineralization of water, dusting of the air, etc.) and a significant consumption of water for feeding the system due to evaporation and droplet removal.

Найбільш близьким за технічною сутністю є комбінований мокро-сухий охолоджувач - двоконтурна градирня (2, що прийнята за прототип. До конструкції градирні включені наступні елементи: форсуночна камера, багатосекційний трубчастий теплообмінник, ємність для збору рециркуляційної води - піддон, нагнітальний вентилятор, поворотні повітророзподільні грати, водяний насос і фільтр. Ряд витків теплообмінника виведений за межі камери і являє собою секцію попереднього охолодження «продуктової» води.The closest in technical essence is a combined wet-dry cooler - a double-circuit cooling tower (2, which is accepted as a prototype. The following elements are included in the design of the cooling tower: an injection chamber, a multi-section tubular heat exchanger, a container for collecting recirculation water - a tray, a discharge fan, rotary air distribution grilles , water pump and filter.A number of turns of the heat exchanger is placed outside the chamber and is a pre-cooling section of the "product" water.

Двоконтурна градирня працює таким чином. Трубчастий теплообмінник, розташований усередині камери, зрошується водою; у протиток рухається зовнішнє повітря, що нагнітається вентилятором осьового типу.A double-circuit cooling tower works as follows. The tubular heat exchanger located inside the chamber is irrigated with water; outside air, which is pumped by an axial-type fan, moves in the opposite direction.

Відведення теплоти від «продуктової» води відбувається за рахунок випарного охолодження води, що розприскується, при цьому її температура не підвищується. Ця вода стікає до піддону та з нього знову подається насосом до пристрою, що розприскує її. Повітряний потік, який залишає робочу. частину градирні, містить у собі недовикористаний потенціал охолодження (відносна вологість повітря (7 99-. 7о у, Потрапляючи до секції теплообмінника, що виведена за межі робочої камери, він забезпечує інтенсивне попереднє охолодження "продуктової" води.The removal of heat from the "product" water occurs due to evaporative cooling of the sprayed water, while its temperature does not rise. This water drains to the tray and is again pumped from it to the device that sprays it. The air flow that leaves the working room. part of the cooling tower, contains underutilized cooling potential (relative air humidity (7 99-. 7o y, Getting to the section of the heat exchanger, which is removed from the limits of the working chamber, it provides intensive pre-cooling of the "product" water.

Основними недоліками відомої градирні є: великі енерговитрати при невисокій ефективності роботи, необхідність мати великий обсяг робочої камери для забезпечення необхідної поверхні теплообміну, значні втрати в системі води у зв'язку з випаром і краплевинесенням.The main disadvantages of the known cooling tower are: high energy consumption with low efficiency, the need to have a large volume of the working chamber to ensure the necessary heat exchange surface, significant losses in the water system due to evaporation and droplet removal.

В основу винаходу поставлена задача створення двоконтурної вентиляторної плівкової градирні, в якій забезпечується зниження енерговитрат на її роботу, зменшення масогабаритних параметрів градирні і мінімізація кількості води, що витрачається на підживлення системи у зв'язку зі збитком її в циркуляційному контурі на випар і краплевинесення.The invention is based on the task of creating a double-circuit fan film cooling tower, which ensures a reduction in energy consumption for its operation, a reduction in the mass and size parameters of the cooling tower, and a minimization of the amount of water used to feed the system in connection with its loss in the circulation circuit due to evaporation and droplet removal.

Поставлена задача вирішується за допомогою того, що в двоконтурній вентиляторній плівковій градирні, що складається з системи висхідної подачі в неї зовнішнього повітря за допомогою нагнітального вентилятору, системи спадної подачі в неї з водозбірника охолодженої води через розприскуючи форсунки за допомогою нагнітального насоса, двох контурів охолодження продуктопроводу, один з яких - нижній із зустрічним рухом охолоджуючих повітря і води, другий - верхній, що охолоджується висхідним повітряним потоком з винесеною вологою, відповідно до винаходу продуктопровід винесений за межі камери, тобто розміщений у верхньому, повітряному охолоджуючому контурі, при цьому нижній охолоджуючий контур являє собою набір насадок з регулярною шорсткістю, на поверхні яких утворюється плівка води, що охолоджує повітря, що надходить у верхній контур.The task is solved with the help of the fact that in a two-circuit fan film cooling tower, which consists of a system of upward supply of external air to it with the help of a discharge fan, a system of downward supply of cooled water to it from the reservoir through spraying nozzles with the help of a discharge pump, two cooling circuits of the product line , one of which is the lower one with the opposite movement of cooling air and water, the second one is the upper one, which is cooled by an upward air flow with removed moisture, according to the invention, the product pipe is taken outside the chamber, that is, placed in the upper, air cooling circuit, while the lower cooling circuit is a set of nozzles with regular roughness, on the surface of which a film of water is formed, which cools the air entering the upper circuit.

На (фіг. 1) зображена запропонована двоконтурна вентиляторна плівкова градирня.(Fig. 1) shows the proposed two-circuit fan film cooling tower.

Вона складається з корпусу 1, у нижній частині якого розташований низьконапірний вентилятор осьового типу 2. У робочій камері градирні розміщений контактний теплообмінник З у виді пакета насадок упорядкованої структури з гофрованих листів полімерних матеріалів. Напрямок повітря, що надходить, регулюється поворотними гратами 4. Градирня має циркуляційний контур, що містить у собі піддон-водозбірник 5, насос 6, трубопровід 7 і розподільники рідини-форсунки 8. Контроль рівня води у водозбірнику забезпечується регулятором рівня 9. У верхній частині робочої камери розміщений повітряний охолоджувач 10, що виконаний із застосуванням високоефективної технології оребреня продуктопроводу-труби 11 методом лиття під тиском.It consists of housing 1, in the lower part of which there is a low-pressure fan of axial type 2. In the working chamber of the cooling tower, a contact heat exchanger C is placed in the form of a package of nozzles with an ordered structure made of corrugated sheets of polymer materials. The direction of the incoming air is regulated by rotary grates 4. The cooling tower has a circulation circuit that includes a sump tray 5, a pump 6, a pipeline 7 and liquid distributors-nozzles 8. The control of the water level in the sump is provided by a level regulator 9. In the upper part an air cooler 10 is placed in the working chamber, which is made using the highly efficient technology of finning the product line-pipe 11 by the method of pressure casting.

Усередині продуктопроводу - труби 11 повітряного охолоджувача 10 переміщаються "продуктова" вода чи інший теплоносій, що підлягає охолодженню.Inside the product line - pipes 11 of the air cooler 10, "product" water or other coolant to be cooled moves.

Двоконтурна плівкова градирня працює таким чином. Водозбірник 5 заповнюється водою з водопровідної мережі (не показана) до рівня, що обмежується регулятором рівня 9. Потім включають у роботу одночасно вентилятор 2 і насос 6. При цьому усередині продуктопроводу 11 повітряного охолоджувача 10 забезпечується протока "продуктової" води чи іншого теплоносія. Насос б подає воду з водозбірника 5 по трубопроводу 7 у розподільники рідини - форсунки 8. Вода, що розприскується при цьому, зрошує пакет насадок упорядкованої структури з гофрованих листів полімерних матеріалів у контактному теплообміннику 3. На пакеті насадок утворюється шар плівкової води, що стікає під дією гравітаційних сил у водозбірник 5. При роботі вентилятора 2 повітря нагнітається в робочу камеру, де, мінуючи поворотні фати 4, рухається у вертикальному напрямку протитоком щодо плівки рідини, що стікає по гофрованій поверхні насадки 3. При цьому відбувається тепломасообмін між повітрям і водою. У водозбірник 5 стікає вода з температурою Ів - їм, Охолоджене у робочій камері повітря надходить у трубчасту секцію повітряного теплообмінника 10, де відбувається безконтактне охолодження "продуктової" води чи іншого теплоносія, що знаходяться в продуктопроводі 11.A double-circuit film cooling tower works as follows. The reservoir 5 is filled with water from the water supply network (not shown) to the level limited by the level regulator 9. Then the fan 2 and the pump 6 are turned on at the same time. At the same time, a flow of "product" water or another heat carrier is provided inside the product line 11 of the air cooler 10. The pump b supplies water from the reservoir 5 through the pipeline 7 to the liquid distributors - nozzles 8. The water sprayed at the same time irrigates a package of nozzles with an ordered structure made of corrugated sheets of polymer materials in a contact heat exchanger 3. A layer of film water is formed on the package of nozzles, which flows under by the action of gravitational forces into the reservoir 5. During the operation of the fan 2, air is forced into the working chamber, where, bypassing the rotary curtains 4, it moves in a vertical direction against the film of liquid flowing down the corrugated surface of the nozzle 3. At the same time, heat and mass exchange between air and water takes place. Water with a temperature of Iv - them flows into the reservoir 5. Air cooled in the working chamber enters the tubular section of the air heat exchanger 10, where contactless cooling of the "product" water or other heat carrier located in the product line 11 takes place.

Градирня працює в режимі повітряно-випарного охолодження, при цьому ступінь зрошення в циркуляційному контурі градирні може варіюватися від нуля (суха градирня) до 100595 і залежати від умов експлуатації: часу року і виробничої задачі.The cooling tower works in the mode of air-evaporative cooling, while the degree of irrigation in the circulation circuit of the cooling tower can vary from zero (dry cooling tower) to 100595 and depend on the operating conditions: time of year and production task.

Для підвищення інтенсивності відводу теплоти від «продуктової» води чи іншого теплоносія теплообмінник 10 може бути розміщений у ємності 5 охолодженої води циркуляційного контуру. У цьому випадку труби можуть бути неоребреними.To increase the intensity of heat removal from the "product" water or other heat carrier, the heat exchanger 10 can be placed in the container 5 of cooled water of the circulation circuit. In this case, the pipes may be non-finned.

Можливий варіант поперечноточної градирні з розміщенням теплообмінної секції 10 безпосередньо в обсязі насадного шару 3, причому оребрена труба 11 розташована поперечно напрямку повітря, а вода циркуляційного контуру зрошує як поверхню насадки, так і поверхню продуктопроводу.It is possible to have a cross-flow cooling tower with the placement of the heat exchange section 10 directly in the volume of the packing layer 3, and the finned pipe 11 is located transversely to the direction of the air, and the water of the circulation circuit irrigates both the surface of the nozzle and the surface of the product line.

Розташування теплообмінної секції 10 усередині насадного шару З дозволяє використовувати градирню в різних режимах роботи: від "сухого" повітряного охолодження в зимовий період року (суха градирня) до повітряно- випарного охолодження з різною щільністю зрошення насадки - у залежності від теплового навантаження на охолоджувач.The location of the heat exchange section 10 inside the packing layer Z allows the cooling tower to be used in different modes of operation: from "dry" air cooling in the winter period of the year (dry cooling tower) to air-evaporative cooling with different irrigation density of the nozzle - depending on the heat load on the cooler.

Новим у порівнянні з прототипом є розміщення продуктопроводу у верхньому повітряному охолоджуючому контурі, складання нижнього контуру з набору насадок з регулярною шорсткістю, на поверхні якої утворюється плівка води, за рахунок випару якої охолоджується повітря, що надходить у верхній охолоджуючий контур.What is new compared to the prototype is the placement of the product pipeline in the upper air cooling circuit, the assembly of the lower circuit from a set of nozzles with regular roughness, on the surface of which a film of water is formed, due to the evaporation of which the air entering the upper cooling circuit is cooled.

У цьому полягає також і істотна відмінність запропонованої градирні. Позитивний ефект, що досягається при використанні запропонованої градирні, - зниження енерговитрат, масогабаритних параметрів, зменшення винесень циркулюючої води із системи.This is also the essential difference of the proposed cooling tower. The positive effect achieved when using the proposed cooling tower is a reduction in energy consumption, weight and size parameters, and a reduction in the removal of circulating water from the system.

Джерела інформації: 1. Ас. Мо 542083 МПК Б28С1/04 Вентиляторная градирня // Дорошенко АВ. и др. // СССР/ - Опубл. 1977.Sources of information: 1. Ass. Mo. 542083 IPK B28S1/04 Fan cooling tower // Doroshenko AV. etc. // USSR/ - Publ. 1977.

Бюл.Ме1. 2. Дорошенко А.В., Лавренченко Г.К., Комбинированнье мокро-сухие охладители для отвода теплоть компримирования в воздухоразделительньїх установках // Технические газь. - 2001г. - Ме3. - С. 10-18. (прототип)Bul. Me1. 2. A.V. Doroshenko, G.K. Lavrenchenko, Combined wet-dry coolers for the removal of compression heat in air separation plants // Technical gas. - 2001 - Me3. - P. 10-18. (prototype)

ДО ко ше НЕ и НЕ шеUntil now, NO and NO

Енн ннAnne nn

Зо, сени синю няняZo, see you, nanny

ОКО ОО, п анOKO OO, p an

ОБ ККAbout CC

НИ М Інни жі п чи ЧНУ 11 й ин а НН щі х в: ИННИ M Inny zhi p or ChNU 11 y ina NN shchi x in: YN

ШЕ С че ПАК ян їі ОАЕ Мак имя ЕВSHE S che PAK yan yii UAE Mak imya EV

Не нн нн Пуск Я 5 ше ннNo nn nn Start I 5 seh nn

Ше кн яWhat do I do?

Фіг 1Fig 1

Claims

A double-circuit fan film cooling tower, consisting of a system of upward supply of external air to it using a discharge fan, a system of downward supply of cooled water to it from the reservoir through spray nozzles using a discharge pump, two cooling circuits of the product line, one of which is the lower one, with a counter by the movement of cooling air and water, the second - the upper one, which is cooled by an upward air flow with removed moisture, which differs in that the product line is placed in the upper air-cooled circuit, while the lower cooling circuit is a set of nozzles with regular roughness, on the surface of which a film is formed of water that cools the air entering the upper circuit.