Применение и принцип работы испарительных конденсаторов в системах вентиляции и кондиционирования зданий

Испарительные конденсаторы представляют собой специальные устройства, предназначенные для эффективного и быстрого охлаждения разнообразных жидкостей, при этом отсутствует необходимость вводить в их состав какие-либо химические примеси. Применение и принцип работы испарительных конденсаторов достаточно хорошо изучены, и в настоящее время такие конденсаторы составляют достойную конкуренцию другим методам, к примеру, охлаждению сухим методом, с использованием оребренных труб или вентиляторов. К числу основных преимуществ подобной технологии относится низкая температура в охлажденной жидкости, позволяющая обойтись без установки дублирующих систем для кондиционирования.

Основные типы испарительных конденсаторов

Выносная вентиляция
Выносная вентиляция
  1. Конденсатор прямого испарительного охлаждения – температура воздуха понижается за счет удельной теплоты испарения, когда жидкое состояние воды изменяется на газообразное, а для испарения воды используется тепло окружающего воздуха.
  2. Конденсатор непрямого охлаждения – здесь используются различного типа теплообменники, а прямой контакт охлажденного воздуха с кондиционируемой средой полностью отсутствует.
  3. Двухстадийное охлаждение, являющееся наиболее комфортным для человека, поскольку не приводит к существенному увеличению влажности воздуха. На первой стадии воздух охлаждается посредством теплообменника, после чего проходит через специальную, пропитанную водой прокладку, в результате чего достигается дополнительное охлаждение и увлажнение до 50-70%, т. е. наиболее комфортного значения для человека.

Применять принцип работы испарительного конденсатора позволяют особого типа охладители, изготовленные по принципу градирен, наиболее популярными, экономичными и эффективными из которых являются градирни закрытого типа. Непосредственно вентиляционная секция и резервуар для воды в них изготавливаются из стальных, высокопрочных панелей, которые оцинкованы горячим методом. В большинстве случаев, имеются и болтовые крепления, расположенные в местах соединения панелей, с последующей герметизацией – такой подход к изготовлению позволяет добиться наивысшей прочности, обеспечить полную водонепроницаемость, и увеличить срок эксплуатации.

Испарительные конденсаторы
Испарительные конденсаторы

Вентиляционная секция оснащена рядом патрубков (сливной и переливной), смотровым люком, который служит для визуального контроля за уровнем воды, а также патрубком, предназначенным для постоянной подпитки, который имеет поплавковый клапан. Стоит упомянуть наличие одного или нескольких (в зависимости от размера градирни) центробежных вентиляторов двухстороннего всасывания, рабочего колеса с минимальным уровнем шума, а также особых подшипников, являющихся самосмазывающимися и самоцентрирующимися, что в разы упрощает процесс технического обслуживания всей установки.

Испарительный конденсатор – экономия воды и электричества

Для снижения расхода воды часто устанавливается специальный каплеуловитель, позволяющий уменьшить неизбежные потери воды, наблюдаемые при ее активном испарении. Поскольку градирня проектируется таким образом, чтобы вода имела бы максимально возможный контакт с окружающей атмосферой, что в достаточной мере усиливает охлаждающий эффект, каплеуловитель способен уменьшить потери воды «на унос» до 0,1% от общего ее объема в резервуаре. Кроме того, все чаще можно встретить охладители, где установлены форсунки, распыляющие воду на пучок труб, что позволяет быстро охладить пар или газ, находящийся в них. Стоит отметить и систему рециркуляции воды.

На раме охладителя устанавливается электрический двигатель трехфазный, сертифицированный по классу защиты IP55, поэтому он легко переносит высокую влажность окружающего воздуха и попадание брызг или капель воды непосредственно на корпус.

Двигатель имеет ременной привод, который позволяет использовать его на мощности, которая превышает мощность самого двигателя, как минимум, на 60% — такой солидный запас прочности позволяет обходиться без замены ремней в течение всего срока эксплуатации установки. И без того экономичный двигатель дополняется осевыми вентиляторами (в зависимости от модели конденсатора их количество может составлять от 1-го до 6-ти) с отличной балансировкой и идеальной аэродинамической формой, что также способствует повышению энергоэффективности.

Градирня закрытого типа – особенности системы для максимальной эффективности

Для того чтобы применение принципа работы испарительного конденсатора было максимально эффективным, в градирне обязательно формируется однородный воздушный поток, проходящий через теплообменник. Для этого используются мощные вытяжные вентиляторы, высокая скорость работы которых полностью предотвращает рециркуляцию увлажненного воздуха – он мгновенно выбрасывается наружу, что существенно повышает эффективность работы охладителя. Поскольку выбрасываемый поток воздуха отличается достаточно высокой температурой, вероятность обледенения лопастей вентиляторов полностью исключается.

Промышленный конденсатор испарительного типа
Промышленный конденсатор испарительного типа

Добиться компактности устройства позволяет особая его конструкция, когда весь внутренний объем заполнен «пучком» труб, а свободного места вокруг этих труб практически нет. Это позволяет не только минимизировать занимаемую агрегатом площадь, но и в несколько раз снизить цену охладителя. Кроме того, такая конструктивная особенность позволяет избежать падения давления жидкости в трубах, а их круглое сечение также «работает» на повышение эффективности охлаждения. При использовании подобных установок в условиях холодного климата испарители часто оснащаются оребренными трубами, что позволяет отключать рециркуляционные насосы, что не только приводит к существенному снижению затрат электроэнергии, но и полностью исключает обмораживание.

Качественная антикоррозийная защита и малый уровень шума испарительных конденсаторов

Все стандартные виды градирен изготавливаются только из качественной, часто легированной, оцинкованной стали, при этом цинкование происходит горячим способом, и такое покрытие является двусторонним. Но в ряде случаев, когда использовать градирню предполагается в сложных климатических условиях, либо при повышенном содержании в воздухе агрессивных частиц (кислоты или щелочи), имеет смысл заранее позаботиться о нанесении слоя дополнительного защитного состава (как правило, DECSAPROT). В том случае, когда «позволяет» бюджет, можно предпочесть градирню, изготовленную из нержавеющей стали, поскольку такие конструкции имеют дополнительное защитное покрытие, для которого используется горячим образом полимеризированный эпоксидно-полиамидный лак, делающий агрегат практически вечным.

Схема вентиляции в здании
Схема вентиляции в здании

Испарительные конденсаторы даже в стандартном исполнении отличаются малым уровнем шумности при работе, что гарантируется установкой центробежных (или осевых), малоскоростных вентиляторов. При необходимости уменьшения «шумности» можно воспользоваться следующими вариантами:

  • предпочесть охладитель в исполнении VS – с электродвигателем, имеющим две рабочих скорости;
  • для достижения же минимального значения шумности при работе целесообразной является установка специальных пластинчатых шумопоглатителей, размещаемых в отверстиях, предназначенных для забора/выпуска воздуха;
  • можно приобрести вариант с осевыми вентиляторами, изготовленными по малошумной технологии.

Испарительный конденсатор – простота технического обслуживания и транспортировки

Вся система испарительного конденсатора продумана настолько тщательно, что его обслуживание максимально упрощено. Все узлы и блоки управления отличаются повышенной надежностью, и практически не требуют какого-либо вмешательства человека на протяжении всего срока эксплуатации, чему в немалой степени способствует их заведомо увеличенный ресурс. Периодической замене подлежат лишь резиновые форсунки, предназначенные для распределения воды – их замена не потребует даже использования инструмента.

Важным моментом, который учитывается при производстве градирен – это ее размер. Благодаря тому, что он не превышает значений в 2,5 и 3 метра, транспортировку можно осуществлять автомобильным транспортом, при этом не потребуется оформлять какие-либо разрешения или использовать специальную технику. Это не только в достаточной мере ускоряет доставку агрегата на место установки, но и существенно снижает стоимость такого «мероприятия».