Градирни «Росинка» разработаны и изготавливаются НПФ ТЕХЭКОПРОМ на базе научных исследований НИИ ВОДГЕО примерно с 1992 г. Обладая высокими эксплуатационными качествами благодаря специфичности конструкции, градирни этого типа за сравнительно короткий срок стали находить все большее применение в системах оборотного водоснабжения различных холодильных установок с расходом воды 5-500 м3/ч и более. Специфичность конструкции заключается в схеме распределения воды.
Традиционная схема - это расположение системы водораспределения над оросителем, чем обусловливается подача воды соплами на него сверху. При этом время контакта воды с воздухом определяется скоростью движения пленок воды по элементам оросителя (0,1-0,3 м/с в зависимости от плотности орошения, профиля и состояния поверхностей), скоростью падения капель и брызг между элементами и высотой оросителя.
В градирнях «Росинка» водораспределитель расположен между ярусами (слоями) оросителя. При этом сопла направлены вверх. Такая схема распределения воды применима при конструкции оросителя в виде пространственной решетки, проницаемой для капель воды в любом направлении.
В градирнях «Росинка» применен капельно-пленочный ороситель из призм решетчатых ПР-50 - двухпоточный. Причем верхние 4–5 рядов призм верхнего яруса оросителя выполняют роль водоуловителя.
Контактной поверхностью тепломассообмена между водой и воздухом в оросителе ПР-50 служит поверхность пленок на перемычках призм и капель, образующихся в пространстве между ними. Для пластмассовых оросителей поверхность пленок относительно невелика - около 50 м2 в 1 м3 ПР-50. Однако в результате эффективного распределения воды в его объемной решетчатой структуре (в верхнем ярусе вода проходит двойной путь) коэффициент массопередачи βxν, в зависимости от модели градирен «Росинка» составляет 13 300 – 22 000 кг/(м3 • ч × кг/кг) в рабочем диапазоне гидравлических нагрузок qж=13,9 ÷ 19,2 м3/(м2 • ч) и скорости движения воздуха ω=2,2 ÷ 2,5 м/с. Такой высокий показатель массоотдачи (для малогабаритных градирен βxν обычно не превышает 15 000 кг/(м3 • ч × кг/кг) достигается благодаря увеличенному времени контакта воды с воздухом, многократному дроблению капель и турбулизации пленок и капель потоком воздуха, что интенсифицирует процессы испарения, т.е. охлаждения воды.
При обычных климатических условиях европейской части страны в летний период перепад температур воды Δt на градирнях «Росинка» равен 5,6-8,8 °С при температуре нагретой воды t1=32 °С и температуре воздуха по смоченному термометру τ=19 °С с глубиной охлаждения tτ=t2-τ=4 ÷ 7 °С (разность между температурой охлаждённой воды и температурой воздуха по смоченному термометру). Другие градирни в этих же условиях охлаждают воду при перепаде температур Δt=5 °С с глубиной охлаждения tτ=7 ÷ 8 °С.
Сопоставление охлаждающей способности градирен при одинаковых значениях температуры воды на входе в градирню t1, температуре воздуха по смоченному термометру τ и гидравлической нагрузке qж можно проводить по температурному коэффициенту эффективности охлаждения воды Kt, равному отношению действительного перепада температур воды к максимально возможному перепаду при теоретическом пределе охлаждения τ, т. е.
Являясь безразмерным относительным значением, коэффициент Kt в некоторой мере соответствует требованиям термического КПД градирни: для идеального процесса охлаждения (t2=τ) значение Kt=1, для реального (t2>τ) коэффициент Kt<1.
Для моделей градирен «Росинка» коэффициент Kt различен, из-за неодинаковой в них плотности орошения при номинальном расходе воды и составляет для t1=32 °С и τ= 19 °С от 0,43 до 0,67. Для градирен других конструкций при тех же условиях Kt≈0,38 ÷ 0,4.
Для малогабаритных градирен, размещаемых преимущественно в черте городской застройки, следует принимать нижний предел капельного уноса, регламентированного для вентиляторных градирен, т. е. 0,05% и менее.
В процессе эксплуатации «Росинок» значение капельного уноса не превышает 0,002% расхода воды. Капельки воды эффективно задерживаются при многократном контакте с перемычками решеток ПР-50 на выходе воздушного потока из градирни. Однако для балансовых расчетов безвозвратные потери воды за счет капельного уноса для градирен «Росинка» принимаются 0,01% с запасом на утечку воды через сальники насосов и арматуры.
Существенные проблемы при эксплуатации градирен вызывает отложение на оросителях солей карбоната кальция в виде накипи в комплексе с продуктами биологического происхождения, коррозии и пыли. Загрязнение оросителя, как правило, снижает охлаждающую способность градирни из-за увеличения аэродинамического сопротивления проходу воздуха и уменьшения его расхода. Часто по этой причине градирни выходят из строя. Солевым отложениям и загрязнению наиболее подвержены оросители из листов с малыми (до 10-16 мм) каналами для прохождения воды и воздуха.
В градирнях «Росинка» размеры ячеек призм ПР-50 составляют примерно 20 × 30 мм. Загрязняться они могут лишь в особо неблагоприятных случаях - при высокой карбонатной жесткости воды, не прошедшей стабилизационную обработку, и наличии в воде механических примесей с концентрацией более 120 мг/л. В таких случаях оросители ПР-50 легко, в течение 3–4 ч, демонтируются через открытый верх градирни, прочищаются и устанавливаются на место.
Из книги Пономаренко В. С., Арефьев Ю. И., Градирни промышленных и энергетических предприятий: Справочное пособие/ Под общей редакцией В. С. Пономаренко. – М.:Энергоатомиздат: 1988, стр. 244-246.
G | Т1 = 40 °C | ||
τ = 18 °C | τ = 20 °C | τ = 22 °C | |
5 м³/час | ∆Т=11,1°C | ∆Т=10,4°C | ∆Т=9,7°C |
Город | Tmax | φm | τ |
Москва | 23,5 | 60 | 18,2 |
Санкт-Петербург | 22,1 | 60 | 16,9 |
Новосибирск | 25,4 | 54 | 18,9 |
Екатеринбург | 23,3 | 55 | 17,3 |
Нижний Новгород | 23,5 | 56 | 17,6 |
Казань | 25,1 | 56 | 19,0 |
Челябинск | 24,1 | 54 | 17,8 |
Омск | 25,0 | 53 | 18,4 |
Самара | 25,9 | 49 | 18,5 |
Ростов-на-Дону | 29,1 | 46 | 20,6 |
Уфа | 25,5 | 55 | 19,2 |
Красноярск | 25,8 | 55 | 19,4 |
Пермь | 23,8 | 56 | 17,9 |
Воронеж | 25,9 | 53 | 19,2 |
Волгоград | 29,7 | 39 | 19,7 |
Город | Tmax | φm | τ |
Краснодар | 29,8 | 48 | 21,5 |
Саратов | 27,5 | 46 | 19,3 |
Тюмень | 24,2 | 56 | 18,2 |
Ижевск | 24,7 | 54 | 18,5 |
Барнаул | 26,3 | 54 | 19,7 |
Иркутск | 24,7 | 58 | 18,9 |
Ульяновск | 25,7 | 49 | 18,3 |
Хабаровск | 26,2 | 64 | 21,2 |
Ярославль | 23,2 | 58 | 17,7 |
Владивосток | 23,7 | 80 | 21,2 |
Севастополь | 27,2 | 64 | 22,1 |
Минск | 23,0 | 58 | 17,5 |
Алматы | 29,7 | 38 | 19,6 |
Астана | 27,0 | 40 | 17,7 |
G | Т1 = 40 °C | ||
τ = 18 °C | τ = 20 °C | τ = 22 °C | |
10 м³/час | ∆Т = 13,1 °C | ∆Т = 12,3 °C | ∆Т = 11,4 °C |
20 м³/час | ∆Т = 9,0 °C | ∆Т = 8,5 °C | ∆Т = 7,9 °C |
Город | Tmax | φm | τ |
Москва | 23,5 | 60 | 18,2 |
Санкт-Петербург | 22,1 | 60 | 16,9 |
Новосибирск | 25,4 | 54 | 18,9 |
Екатеринбург | 23,3 | 55 | 17,3 |
Нижний Новгород | 23,5 | 56 | 17,6 |
Казань | 25,1 | 56 | 19,0 |
Челябинск | 24,1 | 54 | 17,8 |
Омск | 25,0 | 53 | 18,4 |
Самара | 25,9 | 49 | 18,5 |
Ростов-на-Дону | 29,1 | 46 | 20,6 |
Уфа | 25,5 | 55 | 19,2 |
Красноярск | 25,8 | 55 | 19,4 |
Пермь | 23,8 | 56 | 17,9 |
Воронеж | 25,9 | 53 | 19,2 |
Волгоград | 29,7 | 39 | 19,7 |
Город | Tmax | φm | τ |
Краснодар | 29,8 | 48 | 21,5 |
Саратов | 27,5 | 46 | 19,3 |
Тюмень | 24,2 | 56 | 18,2 |
Ижевск | 24,7 | 54 | 18,5 |
Барнаул | 26,3 | 54 | 19,7 |
Иркутск | 24,7 | 58 | 18,9 |
Ульяновск | 25,7 | 49 | 18,3 |
Хабаровск | 26,2 | 64 | 21,2 |
Ярославль | 23,2 | 58 | 17,7 |
Владивосток | 23,7 | 80 | 21,2 |
Севастополь | 27,2 | 64 | 22,1 |
Минск | 23,0 | 58 | 17,5 |
Алматы | 29,7 | 38 | 19,6 |
Астана | 27,0 | 40 | 17,7 |
G | Т1 = 40 °C | ||
τ = 18 °C | τ = 20 °C | τ = 22 °C | |
30 м³/час | ∆Т=12,9°C | ∆Т=12,1°C | ∆Т=11,2°C |
40 м³/час | ∆Т=11,4°C | ∆Т=10,7°C | ∆Т=9,9°C |
Город | Tmax | φm | τ |
Москва | 23,5 | 60 | 18,2 |
Санкт-Петербург | 22,1 | 60 | 16,9 |
Новосибирск | 25,4 | 54 | 18,9 |
Екатеринбург | 23,3 | 55 | 17,3 |
Нижний Новгород | 23,5 | 56 | 17,6 |
Казань | 25,1 | 56 | 19,0 |
Челябинск | 24,1 | 54 | 17,8 |
Омск | 25,0 | 53 | 18,4 |
Самара | 25,9 | 49 | 18,5 |
Ростов-на-Дону | 29,1 | 46 | 20,6 |
Уфа | 25,5 | 55 | 19,2 |
Красноярск | 25,8 | 55 | 19,4 |
Пермь | 23,8 | 56 | 17,9 |
Воронеж | 25,9 | 53 | 19,2 |
Волгоград | 29,7 | 39 | 19,7 |
Город | Tmax | φm | τ |
Краснодар | 29,8 | 48 | 21,5 |
Саратов | 27,5 | 46 | 19,3 |
Тюмень | 24,2 | 56 | 18,2 |
Ижевск | 24,7 | 54 | 18,5 |
Барнаул | 26,3 | 54 | 19,7 |
Иркутск | 24,7 | 58 | 18,9 |
Ульяновск | 25,7 | 49 | 18,3 |
Хабаровск | 26,2 | 64 | 21,2 |
Ярославль | 23,2 | 58 | 17,7 |
Владивосток | 23,7 | 80 | 21,2 |
Севастополь | 27,2 | 64 | 22,1 |
Минск | 23,0 | 58 | 17,5 |
Алматы | 29,7 | 38 | 19,6 |
Астана | 27,0 | 40 | 17,7 |
G | Т1 = 40 °C | ||
τ = 18 °C | τ = 20 °C | τ = 22 °C | |
50 м³/час | ∆Т=11,1°C | ∆Т=10,4°C | ∆Т=9,7°C |
60 м³/час | ∆Т=10,1°C | ∆Т=9,5°C | ∆Т=8,8°C |
Город | Tmax | φm | τ |
Москва | 23,5 | 60 | 18,2 |
Санкт-Петербург | 22,1 | 60 | 16,9 |
Новосибирск | 25,4 | 54 | 18,9 |
Екатеринбург | 23,3 | 55 | 17,3 |
Нижний Новгород | 23,5 | 56 | 17,6 |
Казань | 25,1 | 56 | 19,0 |
Челябинск | 24,1 | 54 | 17,8 |
Омск | 25,0 | 53 | 18,4 |
Самара | 25,9 | 49 | 18,5 |
Ростов-на-Дону | 29,1 | 46 | 20,6 |
Уфа | 25,5 | 55 | 19,2 |
Красноярск | 25,8 | 55 | 19,4 |
Пермь | 23,8 | 56 | 17,9 |
Воронеж | 25,9 | 53 | 19,2 |
Волгоград | 29,7 | 39 | 19,7 |
Город | Tmax | φm | τ |
Краснодар | 29,8 | 48 | 21,5 |
Саратов | 27,5 | 46 | 19,3 |
Тюмень | 24,2 | 56 | 18,2 |
Ижевск | 24,7 | 54 | 18,5 |
Барнаул | 26,3 | 54 | 19,7 |
Иркутск | 24,7 | 58 | 18,9 |
Ульяновск | 25,7 | 49 | 18,3 |
Хабаровск | 26,2 | 64 | 21,2 |
Ярославль | 23,2 | 58 | 17,7 |
Владивосток | 23,7 | 80 | 21,2 |
Севастополь | 27,2 | 64 | 22,1 |
Минск | 23,0 | 58 | 17,5 |
Алматы | 29,7 | 38 | 19,6 |
Астана | 27,0 | 40 | 17,7 |
G | Т1 = 40 °C | ||
τ = 18 °C | τ = 20 °C | τ = 22 °C | |
80 м³/час | ∆Т=11,0°C | ∆Т=10,3°C | ∆Т=9,5°C |
100 м³/час | ∆Т=9,7°C | ∆Т=9,1°C | ∆Т=8,4°C |
Город | Tmax | φm | τ |
Москва | 23,5 | 60 | 18,2 |
Санкт-Петербург | 22,1 | 60 | 16,9 |
Новосибирск | 25,4 | 54 | 18,9 |
Екатеринбург | 23,3 | 55 | 17,3 |
Нижний Новгород | 23,5 | 56 | 17,6 |
Казань | 25,1 | 56 | 19,0 |
Челябинск | 24,1 | 54 | 17,8 |
Омск | 25,0 | 53 | 18,4 |
Самара | 25,9 | 49 | 18,5 |
Ростов-на-Дону | 29,1 | 46 | 20,6 |
Уфа | 25,5 | 55 | 19,2 |
Красноярск | 25,8 | 55 | 19,4 |
Пермь | 23,8 | 56 | 17,9 |
Воронеж | 25,9 | 53 | 19,2 |
Волгоград | 29,7 | 39 | 19,7 |
Город | Tmax | φm | τ |
Краснодар | 29,8 | 48 | 21,5 |
Саратов | 27,5 | 46 | 19,3 |
Тюмень | 24,2 | 56 | 18,2 |
Ижевск | 24,7 | 54 | 18,5 |
Барнаул | 26,3 | 54 | 19,7 |
Иркутск | 24,7 | 58 | 18,9 |
Ульяновск | 25,7 | 49 | 18,3 |
Хабаровск | 26,2 | 64 | 21,2 |
Ярославль | 23,2 | 58 | 17,7 |
Владивосток | 23,7 | 80 | 21,2 |
Севастополь | 27,2 | 64 | 22,1 |
Минск | 23,0 | 58 | 17,5 |
Алматы | 29,7 | 38 | 19,6 |
Астана | 27,0 | 40 | 17,7 |