Як працюють градирні

Градирня — це своєрідне обладнання, яке використовує контакт між водою та повітрям для розсіювання відпрацьованого тепла, що утворюється в промисловості або в холодильній установці та кондиціонуванні повітря шляхом випаровування.

Основний принцип такий: сухе (з низькою ентальпією) повітря надходить у градирню з повітрозабірника після накачування вентилятором; насичена пара та високотемпературні молекули води під високим тиском надходять до повітря низького тиску, а волога та гаряча (висока ентальпія) вода розбризкується у башту із системи розподілу води. При контакті крапель води з повітрям, з одного боку, внаслідок прямого теплообміну між повітрям і водою, з іншого боку, внаслідок різниці тиску між поверхнею водяної пари і повітря, відбувається випаровування під дією тиску, а тепло у воді забирається шляхом теплопередачі випаровування, таким чином досягаючи мети охолодження.

Робочий процес градирні: візьмемо як приклад робочий процес круглої протитечії градирні: гаряча вода подається з основного приміщення через трубу, горизонтальну горловину, вигнуту горловину та центральну горловину під певним тиском, щоб натиснути на циркулює вода в систему водорозподілу градирні, і вода рівномірно розподіляється по наповнювачу через маленькі отвори на водорозподільній трубі. Сухе повітря з низькою температурою за вологим термометром надходить у башту з нижньої повітрозабірної сітки під дією вентилятора. Коли гаряча вода протікає через поверхню наповнювача, вона утворює водяну плівку і обмінюється теплом з повітрям. Гаряче повітря з високою вологістю та високою температурою за вологим термометром витягується зверху. Повітря, що надходить у башту, є сухим повітрям з низькою температурою за вологим термометром. Очевидно, існує різниця концентрацій і різниця кінетичного тиску між молекулами води і повітря. Коли вентилятор працює, під дією статичного тиску в башті молекули води продовжують випаровуватися в повітря і перетворюються на молекули водяної пари. Середня кінетична енергія молекул води, що залишилися, зменшиться, тим самим знизивши температуру циркулюючої води. З наведеного вище аналізу можна побачити, що випарне охолодження не має нічого спільного з температурою повітря (як правило, температурою сухого термометра), яка є нижчою або вищою за температуру води. Поки молекули води можуть продовжувати випаровуватися в повітря, температура води буде знижуватися. Однак випаровування води в повітря не триватиме нескінченно. Коли повітря, що контактує з водою, не насичене, молекули води продовжують випаровуватися в повітря, але коли повітря на поверхні контакту з водяною парою досягає насичення, молекули води не можуть випаровуватися, а перебувають у стані динамічної рівноваги. Кількість молекул води, що випаровується, дорівнює кількості молекул води, які повертаються з повітря у воду, а температура води залишається незмінною. З цього ми бачимо, що чим сухіше повітря, яке контактує з водою, тим легше відбувається випаровування і тим легше знижується температура води.