Открытая башня охлаждения — это теплоотводящее устройство, использующее прямой контакт воды с воздухом для теплообмена, широко применяемое в промышленном охлаждении циркуляционной воды и системах центрального кондиционирования. Её основной принцип заключается в следующем: горячая циркуляционная вода равномерно распыляется по поверхности насадки через систему распределения воды, образуя водяную плёнку или капли, которые контактируют противоточно или перекрестно с сухим холодным воздухом, подаваемым вентилятором. Тепло из воды удаляется за счёт испарительного охлаждения (скрый теплообмен, примерно 80–90%) и конвективного охлаждения (явный теплообмен, около 10–20%). Охлаждённая вода попадает в нижний сборный бассейн, а затем насосом возвращается в систему для повторного использования. Теоретически предельное охлаждение зависит от температуры точки росы окружающей среды.
По направлению движения воздушного потока и потока воды открытые охлаждающие башни делятся на два основных типа: в противоточных башнях воздух движется сверху вниз, а вода распыляется снизу вверх, создавая встречное течение, что обеспечивает высокую эффективность теплообмена, малый занимаемый объем и хорошую морозостойкость; в поперечных башнях воздух проходит горизонтально через наполнитель, а вода падает вертикально, создавая перекрестное течение, что обеспечивает равномерное распределение воды, низкое сопротивление ветру, малое энергопотребление вентиляторов, низкий уровень шума при работе и удобство обслуживания.
Основные компоненты открытой градирни включают насадку, систему распределения воды, вентиляционное оборудование (осевые или центробежные вентиляторы), сборник воды и сборный бассейн. Ее основные преимущества заключаются в простой конструкции, низких первоначальных инвестициях (примерно 40%~60% от закрытой градирни), высокой эффективности теплообмена, удобстве обслуживания и ремонта, а также подходе для сценариев с большой холодопроизводительностью. Недостатки включают: прямой контакт циркуляционной воды с воздухом, что делает воду подверженной загрязнению пылью и микроорганизмами, требуя регулярной обработки воды; значительные потери воды из-за испарения, разбрызгивания и сброса (примерно 2%~5% от объема циркуляционной воды); относительно высокий уровень шума при работе; значительное влияние температуры и влажности окружающей среды на эффективность охлаждения.
Открытые охлаждающие башни широко применяются в таких областях, как электроэнергетика, отопление, вентиляция и кондиционирование, нефтехимия, машиностроение, центры обработки данных, пищевая и напитковая промышленность. Соответствующие национальные стандарты включают GB/T 7190.1-2018 «Открытые охлаждающие башни малого и среднего размера» и GB/T 7190.2-2018 «Открытые охлаждающие башни крупного размера». В условиях, где требования к качеству воды невысоки, а важны экономичность и большая теплоотдача, открытые охлаждающие башни остаются наиболее широко используемым типом охлаждающего оборудования.
