Історія градирні

Градирні виникли в 19 столітті завдяки розробці конденсаторів для використання з паровим двигуном. Конденсатори використовують відносно прохолодну воду різними способами для конденсації пари, що виходить із циліндрів або турбін. Це зменшує протитиск, що, у свою чергу, зменшує споживання пари, а отже, і палива, водночас збільшуючи потужність і рециркулюючи котлову воду. Однак конденсатори вимагають достатньої кількості охолоджуючої води, без якої вони непрактичні. Хоча використання води не є проблемою для морських двигунів, воно є значним обмеженням для багатьох наземних систем.

На рубежі 20-го століття кілька методів випаровування рециркуляції охолоджувальної води використовувалися в районах, де відсутнє налагоджене водопостачання, а також у містах, де міські водопроводи можуть бути недостатніми; надійний у разі потреби; або іншим чином достатньо для задоволення потреб в охолодженні. На територіях із доступною землею системи мали форму ставків-охолоджувачів; в районах з обмеженою землею, наприклад у містах, вони мали форму градирень.

Ці ранні вежі розташовувалися або на дахах будівель, або як окремо стоячі конструкції, які подавалися повітрям за допомогою вентиляторів або покладалися на природний потік повітря. В американському підручнику з інженерії 1911 року описано одну конструкцію як"кругла або прямокутна оболонка з легкої плити — по суті, труба димоходу, значно вкорочена по вертикалі (20-40 футів у висоту) і дуже розширена з боків. Зверху знаходиться набір розподільних жолобів, куди повинна перекачуватися вода з конденсатора; з них воно просочується вниз"килимки"виготовлені з дерев’яних планок або плетених дротяних екранів, які заповнюють простір усередині вежі."

Гіперболоїдна градирня була запатентована голландськими інженерами Фредеріком ван Ітерсоном і Герардом Куйперсом у 1918 році. Перші гіперболоїдні градирні були побудовані в 1918 році поблизу Херлена. Перші у Сполученому Королівстві були побудовані в 1924 році на електростанції Lister Drive у Ліверпулі, Англія, для охолодження води, яка використовується на вугільній електростанції.

Відповідно до звіту Інституту газових технологій (GTI), непрямий цикл охолодження точки роси через випаровування Майсоценка (M-цикл) є теоретично обґрунтованим методом зниження температури рідини до температури точки роси, нижчої за її температуру за вологим термометром. М-цикл використовує психрометричну енергію (або потенційну енергію), отриману від прихованого тепла води, що випаровується в повітря. Хоча його нинішнім проявом є M-цикл HMX для кондиціонування повітря, завдяки інженерному дизайну цей цикл можна застосувати як пристрій для рекуперації тепла та вологи для пристроїв згоряння, градирень, конденсаторів та інших процесів, що включають потоки вологих газів.

За оцінками, споживання охолоджувальної води внутрішніми переробними та електростанціями зменшить доступність електроенергії для більшості теплових електростанцій до 2040–2069 років.

У 2021 році дослідники представили метод повторного вловлювання пари. Пара заряджається за допомогою іонного променя, а потім захоплюється дротяною сіткою протилежного заряду. Чистота води перевищувала стандарти питної якості EPA.