Одно из обязательных условий безаварийной работы теплонапряженного технологического оборудования на промышленных предприятиях – постоянное охлаждение. Конструктивно функция охлаждения возложена на техническую систему, по которой циркулирует охлаждающий агент. Наиболее широкое применение в качестве такого агента получила вода.
Водяное охлаждение – процесс отвода излишков тепла от рабочих узлов, частей и отдельных деталей оборудования. По сравнению с другими способами в качестве основных достоинств выступают способность воды эффективно отводить большее количество тепла, меньшие массогабаритные характеристики систем и низкая шумность их элементов.
В то же время недостатком водяного охлаждения является обязательное наличие рядом с предприятием или цехом внешнего источника воды, например водохранилища или реки. Поэтому большинство промышленных предприятий располагается, как правило, непосредственно у водоемов, посредством которых замыкается циркуляционный цикл охлаждения. Такие системы принято называть промышленными системами водяного охлаждения открытого типа.
Принцип их работы заключается в следующем. Подающим водяным насосом через фильтрующие устройства и всасывающий трубопровод вода с температурой окружающей среды забирается из источника и под давлением по напорному трубопроводу нагнетается к технологическому оборудованию. После охлаждения оборудования отработанная (загрязненная) вода с более высокой температурой сливается обратно в водоем. Таким образом, непрерывная циркуляция воды в системе осуществляется через водный источник.
Очевидно, что с расширением и развитием промышленного производства антропогенное давление на источники воды постоянно возрастает. Прежде всего – за счет увеличения количества сбросов вредных веществ (металлической пыли, мелкой металлической стружки, окалины, оксидов различных металлов, масел и т. п.) и интенсивного теплового загрязнения водоемов.
Со второй половины XX в. к технологическому оборудованию и промышленным предприятиям стали предъявляться и экологические требования. В условиях ужесточения природоохранного законодательства развитие получили более экологически чистые системы водяного охлаждения закрытого типа, или автономные системы, с высокой степенью изоляции от окружающей природной среды.