Hidrológiai Közlöny 1962 (42. évfolyam)
6. szám - Bakay Árpád: Korszerű hűtővíz megtakarítási lehetőségek
Hidrológiai Közlöny 1962. .5. sz. 490 Korszerű hűtővíz megtakarítási lehetőségek BAKAY ÁRPÁD' Bevezetés A .világszerte növekedő vízszerzési nehézségek leküzdésének egyik jelentős lehetősége az, ha megszűnik a hűtővíz-szolgáltatás olyan iparágak, ill. technológiai folyamatok részére, amelyeknél ez nem feltétlenül szükséges. Az egyik legnagyobb hűtővízfogyasztó iparág az energiaipar. A kondenzációs hőerőművek rendkívül tekintélyes vízfogyasztók, még abban az esetben is, ha a kondenzátorokat nem friss-, hanem hűtőtornyokon át keringetett vízzel hűtik. 200—300 MW nagyságrendű hőerőmű esetén, még az elpárologtató hűtőtorony pótvízszükséglete is 300—400 m 3/ó. A hőerőművek mellett még számos iparág, például az ásványolaj-feldolgozás, kohászat stb. igényel nagymennyiségű hűtővizet. Ezeknek az iparágaknak a jellemzője, hogy a hűtővizet általában felületen keresztül történő hőelvonásra használják. Ezek a hűtővizfelhasználók a hűtővizet tulajdonképpen csak mint hőtranszportáló közeget használják. A hűtővíz ui. a különböző technológiai berendezésekben felszabaduló hőmennyiséget elvonja, ós azt valamely más helyen (pl. egy elpárologtatós hűtőtoronyban vagy valamely természetes vízfolyás felületén) párolgással és konvekcióval a légkörnek leadja. Ennek a folyamatnak beható vizsgálata vezet a következő meggondolásra: ha megakadályozzuk, hogy a hűtővíz hőtartalmától elpárologtatás útján' szabaduljon meg, akkor tekintélyes vízmennyiség takarítható meg. Zártrendszerű hűtések Ez a felismerés adja meg az erőművekben alkalmazott Heller-rendszerű légkondenzációs berendezés jelentőségét. Az erőművi gyakorlatban bevált légkondenzációs berendezés esetén alkalmazott hűtőelemek nemcsak az erőművi hűtésekre, hanem egyéb iparágakban felmerülő hűtővíz-visszahűtési problémák megoldására is kiválóan alakalmasak. Ezt a hűtési elvet az 1. ábra szemlélteti. Az ábrán az 1 jelű hűtő végzi a technológiai folyamat 140 C° hőmérsékleten érkező közegnek 60 C°-ra történő lehűtését. A konvencionális megoldások szerint ezen hűtő részére kb. 20 C° hőmérsékletű hűtővizet szolgáltatnak, amely kb. 30 C°-ra melegedve hagyja el a hűtőt. A zárt rendszerű hűtés esetén ez a hűtő egy léghűtővel (2) áll kapcsolatban, amelyiken keresztül az atmoszférikus levegő (3) áramlik. A hűtővíz hőfokát, pl. 55 C° hideg és 65 C° meleg hőmérsékleten tartjuk. A 65 C°-os hűtővíz a léghűtőben a maximum 30 C° hőfokú levegő segítségével 55 0°-a lehűthető. Tehát a technológiai folyamatból eltávolítandó hőmennyiséget az atmoszférikus levegő vonja el. A hűtővíz szerepe ebben a folyamatban mindössze a hőszállítás a technológiai folyamat helyétől a léghűtőig. Tekintettel, hogy az egész hűtési folyamat során a víz sehol sem érinty * Hőenergiagazdasági és Tervező Vállalat, Budapest. W C° , | Termék f \ S0 C° 1. ábra. Zárt rendszerű hűtés elve 1. vízhűtő, 2. léghűtő, 3. áramló atmoszférikus levegő Puc. 1. npuHifun 3üKpbimoao oxAawcdeHun 1. BOAHHoe ox/ia>KfleHne, 2. B03ayuiH0e ox/iawAeHne, 3. TeMeHwe aTMoc((>epHoro B03Ayxa Abb. 1. Prinzip der geschlossenen Kühlsysteme 1. Wasserkühler, 2. Luftkühler, 3. strömende atmospharische Luft kezik a levegővel, nincs párolgási veszteség és így az egyszerű vízfeltöltésen kívül újabb vízmennyiségre sincs szükség. Ennek a megoldásnak néhány előnye a következő : Minthogy az ilymódon működő hűtő csak egyszeri víztöltést igényel, a berendezés feltöltése jóminőségű lágyított vízzel történhet. Ennek folytán a magasabb vízhőmérséklet ellenére sem képződik vízkőlerakódás. Ez rendkívül előnyös a technológiai berendezés szempontjából, mert azoknak időszakos tisztítása jelentős termeléskiesést és költségeket okoz. További előnye, hogy az ilyen hűtő bárhol elhelyezhető, mert vízelőforduláshoz vagy vízbefogadóhoz nincsen kötve. Az ismertetett hűtési eljárás részletei bizonyos mértékig már régóta ismeretesek. így működik például a legtöbb vízhűtéses gépkocsi motorja. Mégis az ipari alkalmazása mindezideig késett. Ennek oka elsősorban az, hogy nem állt rendelkezésre megfelelő hőátadási tényezőjű és olcsó léghűtő felület. A fentieknek megfelelő hűtőelem-típust dolgozott ki Dr. Forgó László. Az általa kifejlesztett, léghűtő az ún. apróbordás elv felhasználásával készült. Ennek az elméletnek lényege, hogy a hűtőcsövek bordáinak felületét apró másodlagos bordák kiképzésével úgy alakítja át, hogy a borda mellett áramló levegő nem képes a borda mentén hőátadást gátló vastagabb határréteget alkotni. A borda felületein kiképzett másodlagos „apróbordák" megszakítják a képződő levegő határréteget és ily módon a hőátadási tényező rendkívül kedvezővé válik, aminek következtében nem szükséges a levegőnek nagy veszteségekkel járó turbulens áramoltatása. Ennek a léghűtő-típusnak ventilációs munkaszükséglete annyira alacsony,
