Срок службы драйкулера зависит от выбора применяемых при его изготовлении материалов, соответствующих требуемым условиям эксплуатации. В частности, теплообменник «жидкость-воздух» должен быть изготовлен в соответствии с действующими технологическими нормативами и промышленными спецификациями, в частности: 97/23/EC PED (Pressure Equipment Directive).
Трубки
С точки зрения производительности и экономичности, наиболее подходящим материалом для трубок теплообменников является медь. Качество меди, используемой для изготовления трубок, является одним из наиболее важных свойств, определяющих срок службы сухой градирни. В случаях, когда используется некачественный материал, могут возникнуть проблемы, в частности, в точках перегиба и в паяных соединениях. По этой причине используемые медные трубы должны быть изготовлены в соответствии с международными стандартами. Поскольку провести измерение механических параметров труб по всему изделию невозможно, информацию о толщине стенки трубки и ее отклонениях следует получить у производителя на стадии выбора драйкулера. Конструкция теплообменника представляет собой медные трубки с алюминиевыми ребрами. С внутренней стороны трубки имеют механическую нарезку. Эффективность трубок с внутренней нарезкой в среднем на 30% выше, чем у трубок, имеющих гладкую внутреннюю поверхность.
Оребрение
Материал ребер (ламелей), обычно используемый в сухих градирнях, - алюминий. Для долговечности теплообменника в большинстве случаев предпочтение отдается алюминию с гидрофобным (эпоксидным) покрытием. Эпоксидное покрытие значительно увеличивает стойкость ребра к абразивному и коррозионному воздействию окружающей среды. Применение ребер с эпоксидным покрытием является необходимостью, особенно на объектах у морского побережья или в промышленных зонах. В очень агрессивных средах, где эпоксидное покрытие может оказаться недостаточным, рекомендуется применение комбинации эпоксидного и полиуретанового покрытия. Кроме этого, возможности производства THERMOKEY позволяют изготовить теплообменники из различных материалов, как то: медно-медные, полностью алюминиевые микроканальные, теплообменники с трубой и ламелями из нержавеющей стали и т.п.
Профили оребрения
Профиль пластин оребрения, которые в конструкции драйкулера определяют диаметр трубок и расстояния между ними, влияет на производительность и сопротивление как на стороне жидкости, так и на стороне воздуха. Геометрия ребер разрабатывается производителем оборудования, для того, чтобы обеспечить наибольшую эффективность, а именно: максимальную холодопроизводительность при минимальных потерях давления. Можно сказать, что конструкция теплообменника с малыми расстояниями между трубами дает более выгодное соотношение производительности и цены, однако в этом случае будут соответственно увеличиваться гидравлические сопротивления. В практических условиях следует иметь в виду, что сухие градирни, имеющие одинаковую поверхность теплопередачи, но разную геометрию, при одинаковых условиях будут обеспечивать разную холодопроизводительность и иметь разное гидравлическое сопротивление.
Рама и обшивка
Сухие градирни должны иметь самонесущую конструкцию и позволять размещать их на твердом основании, где они будут устанавливаться без использования дополнительных поддерживающих конструкций. Материал рамы и обшивки сухих градирен выбирается в зависимости от параметров окружающей среды. В большинстве случаев в качестве материала рамы и корпуса используется оцинкованная сталь, с порошковым лакокрасочным покрытием. В случаях, когда требуются более коррозионностойкие материалы, корпус драйкулера может быть изготовлен из нержавеющей стали. Отсеки вентиляторов должны быть отделены друг от друга перегородками, чтобы предотвратить обратное вращение не работающих вентиляторов. Также в верхней части агрегатов должны быть крышки с дефлекторами в местах установки вентиляторов.
Вентиляторы и уровень шума
При работе сухих градирен особенно в системах охлаждения, расположенных вблизи жилых районов, важным критерием при выборе оборудования становится низкий уровень шума. Уровень шума, который возникает в основном из-за привода и конструкции лопастей вентилятора, определяется путем оценки шумовых характеристик, представленных производителем и проверки их соответствия разрешенным значениям непосредственно на объекте. При необходимости уровень шума можно уменьшить, уменьшив частоту вращения вентилятора. Однако, в этом случае, для обеспечения необходимой холодопроизводительности, площадь теплопередающей поверхности теплообменника должна быть увеличена.
Также важным аспектом, который следует учитывать при выборе драйкулера, является необходимость обеспечить величину холодопроизводительности, требуемую в условиях высокой температуры окружающей среды. В периоды низкой температуры наружного воздуха в системах, управляемых по температуре охлаждающей воды на выходе из градирни, работа вентиляторов на низкой частоте или их отключение обеспечит подачу в систему воздуха с достаточным расходом.
Вентилятор сухой градирни вместе с электроприводом представляет собой единое целое и имеет несколько преимуществ: компактный дизайн, превосходный аэродинамический и электрический КПД, технологичность замены. Наиболее практичным способом регулирования потока воздуха является использование двухскоростных вентиляторов. Благодаря этим вентиляторам, которые могут работать с низкой частотой вращения, например, на ¾ от максимальной рабочей частоты вращения, можно сэкономить значительное количество энергии в периоды, когда температура наружного воздуха падает ниже расчетных значений. Для снижения потребления энергии могут быть установлены вентиляторы с электронно-коммутируемыми (EC) двигателями. Сухие градирни имеют максимальную надежность благодаря конструкции с несколькими вентиляторам, которые могут компенсировать потерю производительности в случае отказа одного из них.
Системы управления драйкулерами
Сухие градирни могут поставляться с различными конфигурациями электрических панелей и регуляторов частоты вращения вентиляторов, позволяющих, в зависимости от условий работы, регулировать холодопроизводительность теплообменника с целью экономии потребляемой энергии. Для различных алгоритмов регулирования работы оборудования производители предлагают широкий спектр систем регулирования, инверторов, контроллеров отсечки фазы, контроллеров трансформаторов и т.п. С помощью блоков управления, используемых как в случае применения односкоростных, так и двухскоростных вентиляторов, расход воздуха можно регулировать в соответствии с изменениями тепловой нагрузки на систему. В тех случаях, если не требуется точного контроля частоты вращения вентилятора, реализуются системы управления, в которых вентиляторы включаются и выключаются последовательно.
Последовательность работы вентиляторов может быть определена пользователями, также доступны алгоритмы, позволяющие обеспечивать периоды равномерной наработки вентиляторов. Поскольку блоки ступенчатого управления работают по принципу включения или выключения вентиляторов, они имеют меньшую стоимость, чем системы управления, контролирующие переменное вращение вентиляторов. По этой причине этот метод широко используется в установках с большим количеством вентиляторов, и не требующих точного управления расходом воздуха.
Применение антифризов
Применение драйкулеров для естественного охлаждения в регионах с отрицательными температурами в течение зимних месяцев, требует принятия необходимых мер против замораживания воды внутри теплообменника сухой градирни. В противном случае повреждения трубок из-за замерзания охлаждающей жидкости будут почти непоправимыми, даже в тех случаях, когда возможен их ремонт, поскольку дополнительные расходы будут сопровождаться падением производительности драйкулера.
Одной из мер против риска замерзания является продувка полостей внутри драйкулера в холодных погодных условиях, когда система не используется. Однако, полностью удалить воду из внутренних полостей драйкулера невозможно из-за его конструктивных особенностей. Поэтому, при отрицательных температурах наружного воздуха обычно применяют антифриз (этиленгликоль или пропиленгликоль), который необходимо добавлять в охлаждающую воду в количестве, достаточном для предотвращения ее замерзания. Эта мера также необходима, чтобы избежать замерзания, которое может произойти из-за незапланированных отключений электроэнергии.
В системах, работающих при температуре наружного воздуха ниже нуля, для предотвращения замерзания необходимо использовать водно-гликолевую смесь. Например, смесь, содержащая 20% этиленгликоля по объему, и смесь, содержащая 30% этиленгликоля по объему, обеспечивает защиту до –8°C и до -16°C, соответственно. Оптимальной концентрацией антифриза в водном растворе считается 34% (DIN EN 1048:1998-11 Heat exchangers - Air cooled liquid coolers «dry coolers»), однако, при этом следует иметь в виду, что температура замерзания начинает повышаться, когда концентрация гликоля в растворе превышает 60%.