Отсутствие охлаждающей башни для оптимальной производительности

Градирни — это важные устройства для отвода тепла, используемые в промышленных процессах, системах отопления, вентиляции и кондиционирования, а также в холодильных установках для отвода тепла из воды, обеспечивая эффективное охлаждение. Правильный размер гарантирует, что градирня сможет выдерживать тепловую нагрузку в конкретных условиях окружающей среды, что напрямую влияет на производительность чиллера и общую эффективность системы. Недостаточный размер может привести к неадекватному охлаждению, сбою системы и увеличению затрат на электроэнергию, а слишком большой размер может привести к ненужным капитальным затратам и снижению эксплуатационной эффективности. Целью данного руководства является предоставление практического метода определения размеров градирен с учетом таких факторов, как тепловая нагрузка, скорость потока и температура по влажному термометру.

Ключевые понятия при выборе размеров градирни

Прежде чем погрузиться в процесс определения размера, важно понять ключевые термины:

• Тепловая нагрузка (Q): Общее количество тепла, которое необходимо отвести, обычно измеряется в БТЕ/час или тоннах (1 тонна = 12 000 БТЕ/час для холодопроизводительности чиллера, но в градирнях часто используется «тонна башни» в 15 000 БТЕ/час для учета теплоты сжатия).
• Скорость потока (галлон в минуту): Объем воды, циркулирующей через градирню, измеряется в галлонах в минуту и ​​влияет на способность башни отводить тепло.
• Диапазон: Разница температур между горячей водой, поступающей в градирню (HWT), и холодной водой, выходящей из нее (CWT), обычно составляет от 8°F до 12°F в стандартных конструкциях.
• Подход: Разница между CWT и температурой по влажному термометру окружающей среды (WBT), показывающая, насколько близко башня может охладить воду до потенциала охлаждения воздуха. Меньший подход требует большей башни.
• Температура по влажному термометру (WBT): Показатель влажности и температуры, имеющий решающее значение для определения производительности градирни, поскольку он устанавливает нижний предел водяного охлаждения.

Стандартные расчетные условия часто включают HWT 95°F, CWT 85°F (диапазон 10°F) и WBT 78°F с приближением к 7°F, как указано в Шардон Лабс. Однако фактические условия могут отличаться и требуют корректировок.

Шаги по определению размера градирни

Чтобы эффективно определить размер градирни, выполните следующие подробные шаги, опираясь на несколько надежных источников, таких как Градирни Дельта а также Преимущество Инжиниринга.

1. Определить тепловую нагрузку (Q)

Тепловая нагрузка – это общий отвод тепла, необходимый системе, обычно от охладителя или промышленного процесса. Для холодильных машин:

• Получите коэффициент отвода тепла из спецификации чиллера, которая включает как холодовую нагрузку, так и тепло, добавляемое компрессором.

• Если такой возможности нет, оцените ее, используя холодопроизводительность чиллера в тоннах и его коэффициент полезного действия (COP). Формула:

  вопрос(БТЕ/час)знак равноХолодопроизводительность (тонны)×12,000×(1+КС1​)

  Например, для 100-тонного чиллера с КПД 3:

  вопросзнак равно100×12,000×(1+31​)знак равно1,200,000×34​знак равно1,600,000 БТЕ/час

  Альтернативно, общее эмпирическое правило заключается в том, что отвод тепла примерно в 1,25–1,3 раза превышает охлаждающую способность, как указано в Инженерный набор инструментов, где «тонна башни» определяется как 15 000 БТЕ/ч по сравнению с 12 000 БТЕ/ч для тонн чиллера.

  Итак, для 100-тонной холодопроизводительности отвод тепла ≈ 125 тонн × 12 000 = 1 500 000 БТЕ/час, или в башенных тоннах 1 500 000/15 000 ≈ 100 башенных тонн, но лучше использовать точный расчет.

2. Выберите расчетные температуры.

Выберите рабочие температуры на основе системных требований и стандартных практик:

• Температура горячей воды (HWT): Обычно от 95°F до 100°F для конденсаторов холодильных машин, в зависимости от применения. Более высокие температуры могут потребовать более крупных башен.
• Температура холодной воды (CWT): Часто устанавливается на уровне 85°F для стандартных конструкций, но может варьироваться. Разница (HWT – CWT) заключается в диапазоне, обычно от 8°F до 12°F.
• Температура по влажному термометру (WBT): Получите проектную WBT для места установки на основе метеорологических данных или стандартов, таких как ASHRAE. Например, стандартная температура WBT составляет 78°F, но она может варьироваться от 70°F до 85°F в зависимости от климата.

Подход (CWT – WBT) имеет решающее значение; меньший подход (например, 5°F) означает, что градирня должна охлаждать воду ближе к WBT, что требует установки большего размера. Типичные подходы варьируются от 5°F до 10°F, как отмечено в ООО Градирня.

3. Рассчитайте требуемый расход (галлон в минуту)

Используя тепловую нагрузку и диапазон, рассчитайте требуемый расход воды по формуле:

Переставьте, чтобы найти GPM:

Например, при Q = 1 500 000 БТЕ/ч и диапазоне = 10°F:

В качестве альтернативы используйте эмпирические значения: для диапазона 10°F примерно 3 галлона в минуту на тонну охладителя, согласно Преимущество Инжиниринга, что соответствует нашим расчетам, приведенным выше для чиллера на 100 тонн (300 галлонов в минуту для 100 тонн или 3 галлона в минуту на тонну).

Для разных диапазонов отрегулируйте соответствующим образом. Для диапазона 8°F GPM будет выше, как показано в таблице ниже:

Эта таблица иллюстрирует, как скорость потока увеличивается с меньшим диапазоном, что требует потенциально более крупных башен.

4. Выберите градирню.

Зная GPM, HWT, CWT и WBT, используйте инструменты выбора производителя или таблицы производительности, чтобы выбрать модель. Например, Градирни Дельта предлагает программу-калькулятор, которая вводит эти параметры, чтобы рекомендовать модель. Убедитесь, что выбранная башня может достичь желаемой CWT при проектной WBT, принимая во внимание:

• Номинальная емкость: Градирни рассчитаны на стандартные условия (например, 95°F HWT, 85°F CWT, 78°F WBT). Если условия отличаются, используйте поправочные коэффициенты, предоставленные производителями.
• Подход и эффективность: Меньший подход (например, 5°F против 10°F) требует башни большего размера, что влияет на стоимость и размер.

5. Учитывайте дополнительные факторы

Несколько факторов могут повлиять на производительность и размер градирни:

• Высота: На больших высотах плотность воздуха снижается, что потенциально снижает эффективность охлаждения. Производители могут указать коэффициенты снижения номинальных характеристик.
• Влажность и вариации WBT: Экстремальная влажность может повлиять на скорость испарения. Убедитесь, что проектная WBT учитывает пиковые условия.
• Качество воды: Плохое качество воды может привести к образованию накипи или загрязнению, что снижает эффективность. Подумайте о системах очистки воды или выберите башню большего размера.
• Ограничения по пространству и установке: Убедитесь, что выбранная башня соответствует имеющемуся пространству и отвечает требованиям по конструкции и уровню шума.
• Энергоэффективность: Башни большего размера с более низкими подходами могут экономить энергию в долгосрочной перспективе, компенсируя первоначальные затраты.

6. Уточните у производителя.

Учитывая сложность, всегда уточняйте выбор у производителя градирни или у квалифицированного инженера, особенно для критически важных систем. Они могут предоставить подробные кривые производительности и обеспечить соответствие местным нормам и стандартам.

Дополнительная информация и советы по обслуживанию

От Шардон ЛабсТемпература по влажному термометру имеет решающее значение, поскольку она определяет предел охлаждения. Например, при температуре WBT 78°F достижение CWT 85°F (приблизительно 7°F) является стандартным, но более высокие значения WBT могут потребовать установки более крупных башен или дополнительных ступеней охлаждения.

От Инженерный набор инструментов, различие между тоннами чиллера (12 000 БТЕ/ч) и тоннами градирни (15 000 БТЕ/ч) важно, поскольку градирни должны обрабатывать дополнительное тепло от работы компрессора, обычно в 1,25–1,3 раза превышающее производительность чиллера.

При решении задач, связанных с хладагентами, всегда консультируйтесь со специалистами, поскольку для работы с хладагентами требуется специальное оборудование и правила регулируются с целью предотвращения вреда для окружающей среды, хотя это больше относится к техническому обслуживанию чиллера, а не к определению размеров градирни.

Заключение

В этом подробном руководстве описан процесс определения оптимальной производительности градирни с упором на расчет мощности на основе тепловой нагрузки и факторов окружающей среды. Определив тепловую нагрузку, выбрав соответствующие расчетные температуры, рассчитав расход и используя инструменты производителя для выбора, вы можете гарантировать, что градирня будет соответствовать потребностям вашего чиллера. Учитывайте дополнительные факторы, такие как высота над уровнем моря и качество воды, и всегда уточняйте у экспертов наличие критически важных систем. Этот подход, оптимизированный для «размера градирни» и «производительности охладителя», призван стать подробным ресурсом для инженеров и руководителей предприятий.