Уявіть собі величезну машину, яка може охолодити цілий торговий центр або фабрику навіть у спеку сорокаградусну. Саме такі можливості має чилер із градирнею – система, що працює за принципом природного охолодження води через випаровування. Назва “чилер” походить від англійського “to chill”, що означає “охолоджувати”. Слово “градирня” має німецькі корені – “gradieren” спочатку означало концентрування солі випаровуванням води.

Чилер – це холодильна машина промислового масштабу, яка охолоджує воду для систем кондиціонування. А градирня виглядає як велика башта з вентиляторами зверху або збоку. Разом вони створюють замкнутий цикл охолодження, який може працювати цілодобово.

Як чилер використовує градирню для охолодження?

Як чилер використовує градирню у своїй роботі? Процес нагадує звичайний холодильник, тільки набагато більший і складніший. Чилер охолоджує воду всередині будівлі, а гарячу воду відправляє до градирні для скидання тепла.

У чилері є два контури води. Перший контур – це вода, яка циркулює по будівлі через кондиціонери та фанкойли. Другий контур – конденсаторна вода, яка переносить тепло від чилера до градирні. Ось як це працює:

Холодна вода з чилера (зазвичай 6-8°C) подається до кондиціонерів. Там вона забирає тепло з приміщень і повертається до чилера вже теплою (12-14°C). Чилер знову охолоджує цю воду, але тепло, яке він забрав, треба кудись дівати. Саме тут з’являється градирня.

Гаряча вода з конденсатора чилера (близько 32-35°C) надходить до градирні. Там вона стікає тонкими струмками по спеціальних пластикових або дерев’яних пластинах. Знизу або збоку потужні вентилятори нагнітають повітря, яке продуває воду.

До теми також корисно почитати: З чого зроблена градирня

Основні принципи роботи: що потрібно знати?

Основні принципи роботи системи базуються на фізичних законах випаровування та теплообміну. Коли повітря проходить через краплі води у градирні, частина води випаровується. А від випаровування вода охолоджується – це той самий ефект, що відчуваєте, коли вітер дме на мокру шкіру.

Магія відбувається через приховану теплоту пароутворення. На випаровування одного грама води потрібно 540 калорій тепла. Це означає, що навіть невелика кількість випареної води забирає багато тепла з тієї води, що залишилася.

У градирні одночасно відбуваються два процеси охолодження:

Випарне охолодження – найефективніший спосіб. Приблизно 80% тепла відводиться саме через випаровування води. Решта 20% – через прямий теплообмін між водою та повітрям.

Контактне охолодження працює, коли тепла вода безпосередньо стикається з прохолодним повітрям. Цей процес менш ефективний, але також важливий.

Охолоджена вода (зазвичай 27-29°C) збирається у піддоні градирні та повертається до конденсатора чилера. Цикл повторюється безперервно. Різниця температур між гарячою водою, що надходить, та охолодженою, що повертається, становить 4-6°C.

Ефективність цього процесу залежить від вологості повітря. У сухому повітрі вода випаровується швидше, тому градирня працює краще. У дощову погоду, коли вологість висока, ефективність падає.

Чому чилер із градирнею є ефективним рішенням?

А знаете чому чилер із градирнею настільки популярний у великих будівлях? Все справа у фізиці та економіці разом узятих. Природа сама підказала людям найкращий спосіб охолодження – через випаровування води.

Енергетична ефективність

Перша причина – неймовірна економія електроенергії. Коли чилер скидає тепло через градирню, він витрачає в 3-4 рази менше електрики, ніж повітряні системи. Чому так відбувається?

Повітрянi чилери змушені “боротися” з високою температурою навколишнього повітря. У спеку вони працюють на межі можливостей. А градирня використовує випаровування – найпотужніший природний спосіб охолодження. Навіть при +35°C зовні вода у градирні охолоджується до +27°C.

Коефіцієнт енергетичної ефективності (COP) таких систем досягає 5-6 одиниць. Це означає: на кожен кіловат витраченої електроенергії система видає 5-6 кіловат холоду. Повітрянi системи рідко “видають” більше 3 одиниць.

Стабільність роботи

Друга перевага – постійна продуктивність незалежно від погоди. Влітку, коли повітряні кондиціонери “задихаються” від спеки, градирня працює стабільно. Вона не боїться високих температур повітря.

Навіть при +40°C зовні система продовжує охолоджувати воду ефективно. А ось повітряний чилер при такій температурі може зовсім відмовити або споживати удвічі більше електроенергії.

Які переваги має система чилера з градирнею?

Давайте розберемо конкретні плюси цієї системи чилера з градирнею, які роблять її вибором номер один для великих об’єктів.

Економічні переваги

Економія на електроенергії – головний козир. За рік різниця у витратах може сягати 40-60% порівняно з повітряним охолодженням. Для торгового центру це сотні тисяч гривень річної економії.

Менші витрати на обслуговування. Градирня – проста конструкція без складних елементів. Основне обслуговування – очищення та заміна води. А от повітряні системи потребують частого ремонту конденсаторів.

Довший термін служби. Чилер працює у м’якших умовах, тому служить 15-20 років замість 10-12 у повітряних систем.

Технічні переваги

Висока продуктивність при компактних розмірах. Одна градирня може обслуговувати декілька чилерів. Це дає змогу створювати потужні системи охолодження на обмеженій площі.

Можливість роботи при низьких температурах. Взимку градирню можна відключити, а чилер перевести на повітряне охолодження. Така гнучкість дає додаткову економію.

Тиха робота. Градирня розташована на відстані від будівлі або на даху, тому шум від вентиляторів не заважає людям. Повітряні чилери часто розміщують поруч з офісами, що створює дискомфорт.

Екологічні переваги

Менше споживання електроенергії означає менші викиди CO2. Система використовує природний процес випаровування, а не хімічні реакції.

Вода у градирні циркулює у замкнутому циклі. Втрати води через випаровування становлять лише 1-3% від загального обсягу. Решта води використовується багаторазово.

Отже, поєднання чилера з градирнею дає максимальну ефективність охолодження при мінімальних витратах та екологічному впливі. Саме тому ця технологія домінує у великих торгових центрах, готелях, лікарнях та промислових підприємствах по всьому світу.