Драйкулеры (Dry Cooler — сухой охладитель, или, как его ещё называют, сухая градирня) — это агрегаты, предназначенные для охлаждения теплоносителя за счёт окружающей среды. Они применяются в промышленности для охлаждения воды, которая в свою очередь охлаждает различное технологическое оборудование. Драйкулеры также нашли своё применение в системах вентиляции и кондиционирования — для сброса в окружающую среду тепла от чиллеров внутренней установки.
Конструкция и принцип работы драйкулера
Драйкулер состоит из трёх основных элементов — водо-воздушного теплообменника, вентилятора и корпуса, внутри которого этот теплообменник и вентилятор установлены. Корпус драйкулера часто бывает оснащён ножками для горизонтальной установки, или же охладитель устанавливается вертикально на кронштейнах без применения ножек.
В теплообменнике происходит охлаждение теплоносителя. Горячий поток поступает на вход драйкулера и проходит по змеевику, который обдувается наружным воздухом. Для улучшения теплообмена предусмотрен вентилятор, который делает этот обдув принудительным и более эффективным. Кроме того, на змеевик насажены рёбра, через которые отводится часть тепла теплоносителя. В среднем, за счёт применения рёбер, теплосъём возрастает на 30% и более. Охлаждённый теплоноситель выходит из драйкулера и направляется к чиллеру или иному оборудованию.
Отличия сухих градирен от мокрых градирен и выносных конденсаторов:
- В отличие от мокрых градирен, в сухих градирнях теплоноситель не распыляется в потоке воздуха с целью его охлаждения за счёт насыщенного влагой воздуха. Именно поэтому рассматриваемый вид градирен и называется «сухим».
- В отличие от выносного конденсатора, в котором выполняется охлаждение хладагента за счёт окружающей среды, в драйкулере не происходит изменения агрегатного состояния теплоносителя: до и после драйкулера он представляет собой жидкость.
Сфера применения сухих охладителей
Сухие градирни применяются в двух основных схемах систем холодоснабжения:
- в схемах с чиллером с водяным охлаждением конденсатора
- в системах холодоснабжения, работающих круглый год.
Схема с чиллером с водяным охлаждением конденсатора представляет собой трехконтурную систему и работает следующим образом. Во внутреннем контуре циркулирует чистая вода, которая передаёт тепло от фанкойлов к испарителю чиллера. Далее следует фреоновый контур, который расположен полностью внутри чиллера. В нём тепло от испарителя передаётся к конденсатору.
Конденсатор, как было сказано выше, водяного охлаждения. Следовательно, третий контур — контур отвода тепла от конденсатора в окружающую среду. Обычно это гликолевый контур, так как он контактирует с наружным воздухом, который может иметь отрицательную температуру, следовательно, теплоноситель должен быть незамерзаемым. В третьем контуре теплоноситель нагревается в конденсаторе и за счёт наружного воздуха охлаждается в драйкулере.
На ряде объектов (центры обработки данных, кинотеатры, промышленные здания и другие) требуется охлаждение не только в теплое, но и в холодное время года. Однако зимой наружная температура ниже внутренней, поэтому появляется возможность охлаждать воздух в помещении напрямую за счёт холода наружного воздуха. И здесь также на помощь приходят драйкулеры.
Система холодоснабжения в зимнем режиме работает следующим образом. Теплоноситель циркулирует напрямую между фанкойлами и драйкулерами. Охлаждённый за счёт наружного воздуха теплоноситель поступает к фанкойлам и охлаждает воздух в помещении.
Важно понимать, что первая (схема с чиллером с водяным охлаждением конденсатора) и вторая (система холодоснабжения, работающая круглый год) схемы никак не связаны между собой. То есть во втором случае речь не идёт о зимнем режиме первой схемы. Круглогодичная система холодоснабжения в описанном виде применима как для чиллеров с водяным, так и с воздушным охлаждением конденсатора.
Ещё один важный момент — в круглогодичной системе холодоснабжения через фанкойлы циркулирует антифриз, значит, они (и драйкулеры) должны быть рассчитаны исходя из его физических свойств (вязкость, плотность, теплоёмкость). Эти свойства, как правило, хуже, чем у воды, что находит своё отражение при подборе моделей фанкойлов и драйкулеров.
Преимущества и недостатки драйкулеров
К преимуществам драйкулеров относят простоту конструкции, низкую стоимость, простой и понятный механизм работы, небольшую массу агрегатов и гибкость при их установке — они могут быть установлены горизонтально или вертикально как на кровле здания, так и на земле. При размещении на кровле ввиду малой массы они не требуют устройства сложной разгрузочной рамы, которая необходима при установке чиллеров.
Драйкулеры применяются в закрытых контурах, в которых циркулирует один и тот же заранее подготовленный теплоноситель. Этот фактор говорит о надёжности систем с драйкулерами — теплоноситель не подвержен внешним загрязнениям, практически не требуется подпитка системы.
Недостаток у сухих охладителей, пожалуй, один — они не способны охладить теплоноситель до температуры, которая ниже температуры окружающей среды. Более того, разница температур между охлажденным теплоносителем и наружным воздухом обычно составляет 4-10°С, то есть реально температура теплоносителя всегда выше температуры наружного воздуха.
В некоторых пределах с этим недостатком можно бороться, например, установив распылители воды в зоне всасывания драйкулера. Наружный воздух, испарив воду, охладится на несколько градусов и позволит понизить температуру теплдоносителя на выходе. Такой приём позволит оптимизировать работу системы холодоснабжения в летнее время и повысить её холодильный коэффициент на
Юрий Хомутский, технический редактор журнала «Мир Климата»
