Градирни являются основным оборудованием водооборотного цикла. Охлаждение производится оборотной водой теплообменных устройств. Нагретую воду охлаждают в градирнях путем смешения с потоком воздуха и снова направляют на использование в качестве охлаждающего агента. Охлаждение осуществляется в результате теплообмена. Движущая сила, необходимая для преодоления силы трения потоков, которая мешает течению воздуха, обеспечивается нагнетательными или вытяжными вентиляторами. Общую движущую силу можно выразить суммой отдельных движущих сил в потоках воздуха и воды. Работа при воздушном перемешивании жидкой фазы производится за счет энергии сжатого воздуха и может быть рассчитана, как работа изотермического сжатия по приведенным в работе уравнениям. Известны градирни различных типов. Вентиляторные градирни являются наиболее совершенным типом охладителей воды, поскольку обеспечивают практически устойчивое охлаждение воды путем изменения частоты вращения вентиляторов или их периодического отключения, в них допускается более высокие тепловые нагрузки и глубокое охлаждение воды, то есть большее приближение температуры охлажденной воды к теоретическому пределу охлаждения за счет повышенного относительного расхода воздуха, проходящему через градирню. Приведены основные характеристики градирен по площади орошения, гидравлической нагрузке и др. Представлена схема вентиляторной градирни, перечислены ее главные достоинства, такие как охлаждающая способность, интенсификация переноса массы (воды) в другую (воздуха), то есть типичный процесс сопряженного тепломассопереноса. Рассмотрены основные элементы градирни. Ороситель, как главный элемент градирни необходим для увеличения поверхности контакта между водой и воздухом, ускорения процесса охлаждения. Показаны пути увеличения эффективности их эксплуатации. Водоуловители максимально снижают капельный унос – до 100 %. Водораспределительные системы должны равномерно распределять охлаждаемую воду по площади поверхности оросителя. Представлены расхода энергии, поступающей через форсунки. Освещена роль входных окон, как элементов градирни, основные направления по дальнейшему повышению эффективности работы современных градирен.

1. Ежов В.С., Захаров А.Е. Инновационный вариант повышения эффективности вентиляторных градирен // Будущее науки-2020. 2020. С. 215-219.

2. Лаптев А.Г., Лаптева Е.А. Математические модели и расчет коэффициентов тепло-и массоотдачи в насадках вентиляторных градирен // Инженерно-физический журнал. 2017. Т. 90. №. 3. С. 678-684.

3. Николаева О.С. Теплотехнические расчеты вентиляторных градирен // Известия Всероссийского научно-исследовательского института гидротехники им. БЕ Веденеева. 2017. Т. 283. С. 82-87.

4. Недоспасов Д.С. Вентиляторные градирни, принцип работы и эксплуатация // Стратегии и тренды развития науки в современных условиях. 2019. №. 1. С. 46-48.

5. Сосновский С.К., Кравченко В.П. Коэффициент эффективности работы вентиляторных и башенных градирен // Теплоэнергетика. 2014. №. 9. С. 20-20.

6. Крюков О.В., Серебряков А.В. Инвариантное управление электроприводом вентиляторных градирен // Тенденции развития науки и образования. 2015. С. 101-102.

7. Губарев В.Я., Арзамасцев А.Г., Морева Ю.О. Исследование процессов теплообмена в канале оросителя вентиляторной градирни // Труды седьмой российской национальной конференции по теплообмену. 2018. С. 145-146.

8. He W. et al. Optimal thermal management of server cooling system based cooling tower under different ambient temperatures // Applied Thermal Engineering. 2022. V. 207. P. 118176.

9. Morrison F. Saving water with cooling towers // ASHRAE Journal. 2015. V. 57. №. 8. P. 20.

10. Pandelidis D. et al. Comparative analysis between traditional and M-Cycle based cooling tower // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2020. V. 159. P. 120124.

11. Fan X., Lu X., Nie H., Zhu H. et al. An experimental study of a novel dew point evaporative cooling tower based on M-cycle // Applied Thermal Engineering. 2021. V. 190. P. 116839. doi: 10.1016/j.applthermaleng.2021.116839

12. Rubio-Castro E. et al. Synthesis of cooling water systems with multiple cooling towers // Applied Thermal Engineering. 2013. V. 50. №. 1. P. 957-974.

13. Guerras L.S., Martín M. On the water footprint in power production: Sustainable design of wet cooling towers // Applied Energy. 2020. V. 263. P. 114620.

14. Shublaq M., Sleiti A. K. Experimental analysis of water evaporation losses in cooling towers using filters // Applied Thermal Engineering. 2020. V. 175. P. 115418.

15. Ghoddousi S., Anderson A., Rezaie B. Advancing water conseration in cooling towers through energy-water nexus // Eur. J. Sustain. Dev. Res. 2021.

16. Van Limpt B., Van Der Wal A. Water and chemical savings in cooling towers by using membrane capacitive deionization // Desalination. 2014. V. 342. P. 148-155.

17. Pandelidis D. Numerical study and performance evaluation of the Maisotsenko cycle cooling tower // Energy Conversion and Management. 2020. V. 210. P. 112735.

18. Fan X. et al. An experimental study of a novel dew point evaporative cooling tower based on M-cycle // Applied Thermal Engineering. 2021. V. 190. P. 116839.

19. Duniam S. et al. Comparison of direct and indirect natural draft dry cooling tower cooling of the sCO2 Brayton cycle for concentrated solar power plants // Applied Thermal Engineering. 2018. V. 130. P. 1070-1080.

20. Ayoub A., Gjorgiev B., Sansavini G. Cooling towers performance in a changing climate: Techno-economic modeling and design optimization // Energy. 2018. V. 160. P. 1133-1143.