Главное отличие между градирнями открытого и закрытого типа — наличие прямого контакта охлаждаемой воды с атмосферным воздухом.

В открытых (испарительных) градирнях вода испаряется напрямую в атмосферу. Это экономичный способ сброса избыточного тепла для крупных производств.

В закрытых градирнях технологическая жидкость циркулирует внутри герметичного трубного контура (теплообменника). Изоляция защищает систему от загрязнений, коррозии и накипи.

Сферы применения

1. Градирни открытого типа

• Энергетика: охлаждение воды в оборотных циклах ТЭЦ, ГРЭС и АЭС для отвода тепла от конденсаторов турбин;
• Тяжёлая промышленность: охлаждение технологического оборудования и печей на металлургических, химических и нефтехимических заводах;
• Коммерческий холод: работа в паре с мощными холодильными машинами (чиллерами) для кондиционирования крупных ТЦ, гипермаркетов и логистических комплексов;
• Пищевое производство: снижение температуры оборотной воды для технологических линий и общезаводских холодильных установок.

2. Градирни закрытого типа

• Машиностроение и металлообработка: охлаждение индукционных печей, прессов, лазерных станков и термопластавтоматов (ТПА) — чистая вода предотвращает засорение тонких каналов дорогого оборудования;
• Химия и фармацевтика: безопасное охлаждение агрессивных сред, чистых растворов или продуктов в замкнутом контуре;
• Пищевая промышленность: охлаждение теплообменников пастеризаторов и рубашек бродильных аппаратов, где важна стерильность;
• Системы кондиционирования (HVAC): охлаждение конденсаторов чиллеров в бизнес-центрах для защиты внутренних теплообменников от уличной пыли и пуха;
• Энергетика: охлаждение компрессорных станций, дизель-генераторов и газовых турбин.

Преимущества и недостатки

1. Открытые градирни

Плюсы:

• Низкая стоимость (CAPEX): капитальные затраты на покупку и монтаж в 2–3 раза ниже, чем у закрытых аналогов;
• Максимальная эффективность: прямой контакт воды с воздухом обеспечивает глубокое охлаждение — температура на выходе может быть очень близка к температуре влажного термометра;
• Экономия площади: меньшие габариты и вес из-за отсутствия массивных встроенных теплообменников;
• Низкое энергопотребление насосов: требуется меньше мощности на прокачку, так как отсутствует гидравлическое сопротивление змеевиков.

Минусы:

• Постоянный расход воды: вода непрерывно теряется из-за испарения и капельного уноса — требуется непрерывная подпитка;
• Проблема жёсткости и накипи: из-за испарения чистой воды концентрация солей в остатке растёт — нужна постоянная продувка системы и автоматическая подача дорогих реагентов;
• Биообрастание и коррозия: постоянный контакт с кислородом, тепло и солнечный свет провоцируют размножение водорослей, бактерий (включая Legionella) и ускоряют коррозию;
• Быстрое загрязнение: вода работает как «пылесос», собирая из воздуха пыль, пух и грязь;
• Риск замерзания: в зимний период открытая вода в бассейне и на оросителе может превратиться в лёд и разрушить конструкцию.

2. Закрытые градирни

Плюсы:

• Идеальная чистота контура: жидкость циркулирует в герметичной системе, внутрь оборудования не попадают грязь, соли жёсткости и газы из воздуха;
• Существенная экономия воды: основной теплоноситель не испаряется — внешняя техническая вода, орошающая змеевик, расходуется в разы экономнее;
• Безопасная работа зимой: в качестве внутреннего теплоносителя можно использовать антифриз (раствор гликоля) — система гарантированно не замёрзнет при остановках;
• «Сухой режим» (фрикулинг): при низких температурах на улице (осенью и зимой) можно полностью отключить орошение — градирня работает как сухой охладитель (драйкулер), вообще не расходуя воду, за счёт обдува змеевика вентиляторами;
• Минимум обслуживания: внутренний технологический контур не требует чистки, дезинфекции и постоянного контроля качества воды.

Минусы:

• Высокая цена: оборудование стоит значительно дороже из-за сложного змеевикового теплообменника (обычно из нержавеющей стали или оцинкованных труб);
• Сниженный КПД охлаждения: наличие физического барьера (стенки трубки) ухудшает теплопередачу — охладить воду до тех же низких температур, что и в открытой градирне, сложнее;
• Большой вес и габариты: змеевики утяжеляют конструкцию, что требует прочного фундамента или усиления кровли здания;
• Повышенные затраты на насосы: чтобы продавить воду через длинные и узкие трубки змеевика, требуются более мощные насосы, потребляющие больше электроэнергии.

Технико-экономическое обоснование выбора типа теплообменного аппарата сводится к следующим критериям:

• Применение открытых градирен целесообразно при минимизации капитальных затрат, наличии неограниченного доступа к недорогим источникам подпиточной воды, а также при низкой чувствительности технологического оборудования к физико-химическому составу теплоносителя и процессам накипеобразования;
• Внедрение закрытых градирен обусловлено необходимостью защиты высокостоимостного оборудования, критичного к качеству охлаждающей среды; данный тип установок также рекомендован при эксплуатации в условиях круглогодичного воздействия отрицательных температур и при жёстких экологических или технологических ограничениях на водопотребление.