Система охолодження

Реферат: Випарна система охолодження, яка може бути використана для охолодження рідини та для охолодження повітря, подаваного до будинку. Повітря, що подається у баштовий охолодник першої випарної системи, яка також має гідравлічну помпу та теплообмінний елемент, охолоджується теплообмінним елементом другої випарної системи охолодження. В результаті, температура вхідного повітря первинного баштового охолодника за мокрим термометром буде знижуватися, підвищуючи охолоджувальну здатність первинного баштового охолодника. UA 102068 C2 (12) UA 102068 C2 UA 102068 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Область техніки Даний винахід стосується системи для охолодження рідини, зокрема, системи для охолодження подачі повітря до житлових будинків чи комерційних споруд з використанням такої охолодженої рідини. Відомий рівень техніки Звичайні холодильні установки широко використовуються для охолодження подачі повітря в будинки. У звичайному охолоджувачі компресорного типу, випарений холодоагент стискується у компресорі, що спричинює нагрівання холодоагенту. Гарячий газ надходить до холодильника, де холодоагент охолоджується та конденсується. Типово, холодильник охолоджується водою або повітрям. Багато таких холодильних систем використовують баштові охолодники для забезпечення подачі охолодженої води до холодильника для поглинання відібраного тепла. Рідкий холодоагент з холодильника проходить через розширювальний клапан до випарника. Коли рідина проходить через розширювальний клапан, тиск холодоагенту зменшується, спричинюючи випаровування рідини, що приводить до значного зниження температури. Холодний холодоагент у випарнику використовується для охолодження окремої системи циркуляції води (або будь-якої іншої придатної рідини). Вода, охолоджена охолоджувачем, потім подається помпою до теплообмінника, розміщеного у потоці подаваного на охолодження повітря. Повітря, що проходить через теплообмінник, охолоджується і потім подається до різних приміщень у будинку, які потребують охолодження. Нагріта вода з виходу теплообмінника надходить до охолоджувача для повторного охолодження. Звичайні холодильні установки можуть швидко охолоджувати внутрішні приміщення споруди, але вони споживають велику кількість електроенергії, особливо при високих значеннях температури навколишнього середовища та вологості. Інший тип звичайних широко застосовуваних холодильних систем використовує абсорбційну холодильну систему. Цей тип системи використовує джерело тепла для забезпечення енергії, необхідної для приведення в дію системи охолодження, замість залежності від електрики для роботи компресора, як у холодильних системах, описаних вище. Абсорбційні холодильні установки є популярними у випадках, коли електрика є ненадійною, дорогою або недосяжною, коли шум компресора створює проблеми, або де є легкодоступне надлишкове тепло. Широко використовувані системи газових абсорбційних холодильних установок здійснюють охолодження за рахунок випаровування рідкого аміаку у середовищі водню. Газоподібний аміак потім розчиняють у воді, а згодом виділяють з води за допомогою джерела тепла. При цьому відбувається відгонка розчиненого газоподібного аміаку, який потім конденсується у рідину. Рідкий аміак потім надходить до заповненого воднем випарника для повторення циклу. Використовуються також інші типи систем. Звичайні системи охолодження на основі холодоагенту, які часто називаються системами DX (безпосереднього охолодження), також використовуються для охолодження подачі повітря в будинки. DX-система працює ідентично охолоджувачу, за тим винятком, що випарник використовується безпосередньо для охолодження повітряного потоку (контур охолодженої води відсутній). Холодильник системи DX також типово охолоджується повітрям. Як і звичайні холодильні установки, DX системи можуть швидко охолоджувати внутрішні приміщення будови, але вони споживають велику кількість електроенергії, особливо при високих значеннях температури навколишнього середовища та вологості. У регіонах світу з придатними кліматичними умовами використовуються випарні охолоджувачі як альтернатива звичайним охолоджувачам або DX системам для охолодження повітря, що подається в житлові будинки та комерційні споруди. Використання випарних охолоджувачів є бажаним способом охолодження повітря через відносно низькі витрати на їх встановлення, відносно низькі витрати на їх технічне обслуговування, та їх відносно низькі експлуатаційнівитрати порівняно зі звичайними холодильними установками та DX системами. Оскільки випарні охолоджувачі використовують приховану теплоту випаровування для охолодження технологічної води, такі випарні системи мають певні експлуатаційні обмеження та недоліки. Зокрема, ефективність охолодження випарного охолоджувача залежить від температури навколишнього середовища за мокрим термометром і сильно знижується при підвищенні температури або вологості навколишнього повітря, або обох цих параметрів. Це означає, що використання випарних охолоджувачів є обмеженим в дні з жаркими та вологими погодними умовами, і є непрактичним в регіонах з тривалими періодами жаркої та вологої погоди. Пристрої випарного охолодження є звичайно непридатними для охолодження рідини до температури, нижчої температури навколишнього повітря за мокрим термометром. Отже, у техніці існує потреба у випарних системах охолодження, які можуть використовуватися самі, або як допоміжний засіб зі звичайним охолоджувачем чи з DX 1 UA 102068 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 системою, які зменшують деякі обмеження існуючих випарних систем. Також було б бажаним, щоб нові випарні системи охолодження мали вищу охолоджувальну здатність, ніж існуючі випарні системи охолодження в умовах вологого середовища. Суть винаходу Даний винахід стосується системи для охолодження рідини, зокрема, системи для охолодження повітря, що подається в житловий будинок чи комерційні споруди з використанням такої охолодженої рідини. Даний винахід також стосується способу підвищення продуктивності охолодження баштового охолодника. Системи за даним винаходом можуть також використовуватися для охолодження речовин в промислових умовах. В одному аспекті даного винаходу, він передбачає систему для охолодження подачі первинного повітря, яка має: (a) першу випарну систему охолодження, що включає: (і) засоби циркуляції рідини у першій системі; (іі) первинний теплообмінний елемент та первинний баштовий охолодник, причому первинний баштовий охолодник має подачу повітря та є функціонально з'єднаним з первинним теплообмінним елементом; (b) засоби селективної примусової подачі первинного повітря у первинний теплообмінний елемент; (c) другу випарну систему охолодження, що включає: (і) засоби циркуляції рідини у другій системі; (іі) другий теплообмінний елемент та другий баштовий охолодник, причому другий баштовий охолодник має подачу повітря та є функціонально з'єднаним з другим теплообмінним елементом; і (d) засоби селективної примусової подачі повітря в первинний баштовий охолодник через другий теплообмінний елемент, так щоб повітря, подаване в первинний баштовий охолодник, мало нижчу температуру за мокрим термометром, ніж навколишнє повітря. В одному варіанті втілення, засоби селективної примусової подачі первинного повітря через первинний теплообмінний елемент включають повітровід та щонайменше один вентилятор. В одному варіанті втілення, такі засоби додатково включають обвідні жалюзі. В одному варіанті втілення, засоби циркуляції рідини у першій системі та засоби циркуляції рідини у другій системі включають щонайменше одну гідравлічну помпу. У варіанті втілення, теплообмінні елементи включають оребрені охолодні змійовики. В одному варіанті втілення, система далі включає додатковий теплообмінний елемент, розташований поряд з первинним теплообмінним елементом, причому додатковий теплообмінний елемент з'єднаний зі звичайним охолоджувачем. В іншому варіанті втілення, система далі включає додатковий теплообмінний елемент, розташований поряд з первинним теплообмінним елементом, причому додатковий теплообмінний елемент приєднаний до DX системи. В одному варіанті втілення система також має третю випарну систему охолодження, яка включає: (і) засоби циркуляції рідини у третій системі; (іі) третій теплообмінний елемент і третій баштовий охолодник, причому третій баштовий охолодник має подачу повітря та є функціонально з'єднаним з третім теплообмінним елементом; і (ііі) засоби селективної примусової подачі повітря до другого баштового охолодника через третій теплообмінний елемент, так щоб повітря, подаване до другого баштового охолодника, мало нижчу температуру за мокрим термометром, ніж навколишнє повітря. В одному варіанті втілення, система додатково включає засоби активації та дезактивації кожного баштового охолодника та кожних засобів циркуляції рідини. В іншому варіанті втілення, засоби активації та дезактивації є автоматизованими та реагують на зміни потреби в охолодженні, температури навколишнього повітря, або на зміни потреби в охолодженні та температури навколишнього повітря. В одному варіанті втілення, система охолодження подаваного первинного повітря додатково включає: (a) четверту випарну систему охолодження, яка включає: (і) засоби циркуляції рідини у четвертій системі; (іі) четвертий теплообмінний елемент та четвертий баштовий охолодник, причому четвертий баштовий охолодник має подачу повітря та є функціонально з'єднаним з четвертим теплообмінним елементом; і 2 UA 102068 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 (b) засоби селективної примусової подачі повітря в третій баштовий охолодник через четвертий теплообмінний елемент, так щоб повітря, подаване в третій баштовий охолодник, мало нижчу температуру за мокрим термометром, ніж навколишнє повітря. В одному варіанті втілення, система включає додатковий теплообмінний елемент, розташований поряд з первинним теплообмінним елементом, причому додатковий теплообмінний елемент приєднаний до звичайного охолоджувача або до випарника DX системи. В іншому аспекті даного винаходу, винахід передбачає систему охолодження рідини, яка включає: (a) множину випарних систем охолодження, де кожна така система має: (і) засоби циркуляції рідини у системі; (іі) теплообмінний елемент та баштовий охолодник, причому баштовий охолодник має подачу повітря і є функціонально з'єднаним з теплообмінним елементом; (b) засоби примусової подачі рідини в один з теплообмінних елементів; де до усіх баштових охолодників, крім одного, подається повітря, яке нагнітається через теплообмінний елемент іншої системи, так щоб повітря, подаване в кожен такий баштовий охолодник, мало нижчу температуру за мокрим термометром, ніж навколишнє повітря. В іншому аспекті даного винаходу, винахід передбачає спосіб підвищення продуктивності охолодження баштового охолодника у першій випарній системі охолодження шляхом охолодження повітря, подаваного до баштового охолодника, теплообмінним елементом другої окремої випарної системи охолодження. Короткий опис креслень Винахід буде далі описаний за допомогою ілюстративного варіанта втілення з посиланням на супровідні спрощені схематичні креслення, виконані без дотримання масштабу. На кресленнях: Фігура 1 є схематичним зображенням одного варіанта втілення відомого рівня техніки. Фігура 2 є схематичним зображенням одного варіанта втілення даного винаходу, що показує використання у поєднанні зі звичайним охолоджувачем. Фігура 3 є схематичним зображенням одного варіанта втілення даного винаходу, що показує використання у поєднанні з DX системою. Фігура 4 є схематичним зображенням одного варіанта втілення даного винаходу, що показує використання баштового охолодника перехресно-течійної конструкції. Фігура 5 є схематичним зображенням одного варіанта втілення даного винаходу, що показує використання баштового охолодника протитечійної конструкції. Фігура 6 є схематичним зображенням одного варіанта втілення даного винаходу, який має множину випарних систем охолодження. Фігура 7 є схематичним зображенням одного варіанта втілення даного винаходу, що показує використання двох окремих систем. Детальний опис кращих варіантів втілення Даний винахід пропонує систему охолодження рідини, зокрема, систему для охолодження подачі повітря в житловий будинок чи комерційні споруди з використанням такої охолодженої рідини. В описі даного винаходу, усі терміни, не визначені тут, мають свої звичайні значення, відомі фахівцям. В тому ступені, в якому наступний опис стосується конкретного варіанта втілення або певної області застосування винаходу, він повинен вважатися лише ілюстративним та не обмежуючим винахід, що заявляється. Наведений далі опис має охоплювати усі альтернативи, модифікації та еквіваленти, що не виходять за межі суті та обсягу винаходу, визначених у прикладеній формулі винаходу. В даному патенті наступні терміни повинні мати такі значення: 1. "Звичайний охолоджувач" позначає будь-яку холодильну установку, звичайно використовувану у системах опалення, вентиляції та кондиціонування повітря (HVAC) з використанням стиснення пари холодоагенту (яка типово має компресор, холодильник та випарник) або із застосуванням абсорбційної холодильної системи. 2. "DX система" позначає систему кондиціонування повітря, типово використовувану в житлових будинках та комерційних спорудах меншого розміру, із застосуванням стиснення пари холодоагенту, яка типово має компресор, холодильник та випарник, що перебуває у прямому контакті з подаваним повітрям, яке потребує охолодження. 3. "Вежовий охолодник" позначає вежу або іншу конструкцію, що включає випарний охолоджувач, де випарний охолоджувач є охолоджувачем, який знижує температуру водяної пари за рахунок контакту води з ненасиченим повітрям, що спричинює випаровування. Випаровування відбирає енергію від водяної пари, знижуючи температуру води. Ця охолоджена 3 UA 102068 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 вода може бути використана безпосередньо (відкритий цикл) або пропущена через внутрішній теплообмінник для охолодження окремого потоку рідини (замкнений цикл). Термін баштовий охолодник в тому значенні, що використовується тут, має охоплювати баштові охолодники як перехресно-течійного, так і протитечійного типу. У перехресно-течійній конструкції, повітряний потік спрямований перпендикулярно до потоку води. На відміну від цього, у протитечійній конструкції, повітряний потік спрямований в прямо протилежному напрямку до потоку води. Термін баштовий охолодник в тому значенні, що використовується тут, також охоплює баштові охолодники, у яких повітряний потік створюється природною тягою та механічною тягою, включаючи, без обмеження, штучну тягу, примусову тягу та природну тягу, підсилену вентилятором. 4. "Рідина" позначає воду, але також включає усі інші водні розчини або гази, звичайно використовувані у випарних системах охолодження. Терміни "рідина" та "вода" використовуються в описі даної заявки взаємозамінно. 5. "Температура за мокрим термометром" позначає температуру, виміряну термометром, кулька якого покрита марлевим чохлом, постійно зволожуваним дистильованою та очищеною водою, який є вільно доступним для повітря та захищеним від випромінювання. При відносній вологості менше 100%, вода випаровується з кульки, внаслідок чого кулька охолоджується до температури, нижчої температури навколишнього середовища. Для визначення відносної вологості, температуру навколишнього середовища вимірюють за допомогою звичайного термометра, відомого як термометр із сухою кулькою. При будь-якій даній температурі навколишнього середовища, менша відносна вологість приводить до більшої різниці між температурами кульки сухого термометра та кульки вологого термометра; кулька вологого термометра є холоднішою. Точну відносну вологість визначають по психрометричній діаграмі з використанням виміряних температур за сухим термометром та за вологим термометром. Температура за мокрим термометром залежить від температури кульки сухого термометра та відносної вологості. Зниження температури за сухим термометром (при постійній питомій вологості) супроводжується також зниженням температури за мокрим термометром, але не на таку ж саме величину. Даний винахід стосується системи охолодження рідини, зокрема, випарної системи охолодження для охолодження повітря, подаваного в житловий будинок чи комерційні споруди з використанням такої охолодженої рідини. Фігура 1 зображує випарну систему охолодження за відомим рівнем техніки. Система складається зі звичайного охолоджувача (30), приєднаного до баштового охолодника (20). Призначенням баштового охолодника (20), приєднаного до охолоджувача (30), є забезпечення джерела охолодженої води для звичайного охолоджувача (30) для допомоги в охолодженні використовуваного в ньому газоподібного холодоагенту, та для поглинання відібраного тепла, утворюваного при стисненні газоподібного холодоагенту, використовуваного в охолоджувачі. Охолоджувач (30) подає охолоджену рідину до приєднаного теплообмінного елемента (28). Другий теплообмінний елемент (32) утворює частину випарної системи охолодження (23) та є приєднаним до баштового охолодника (22). Теплообмінні елементи (28, 32) розташовані у потоці подаваного первинного повітря (А). Вентилятор (24) забезпечує подачу первинного повітря. Коли умови у будинку та навколишнє середовище є такими, що подаване повітря не потребує охолодження, баштові охолодники (20, 22) та звичайний охолоджувач (30) не працюють. Якщо виникає потреба в охолодженні, баштовий охолодник (22) у випарній системі (23) активується і охолоджена рідина циркулює у випарній системі охолодження (23) між теплообмінним елементом (32) та баштовим охолодником (22). Повітряний потік (А) проходить через теплообмінний елемент (32) та охолоджується. Якщо баштовий охолодник (22) та асоційований теплообмінний елемент (32) не можуть достатньо охолодити повітря, то активуються звичайний охолоджувач (30) та перший баштовий охолодник (20) і охолоджена рідина також циркулюєчерез асоційований теплообмінний елемент (28). Коли потреба в охолодженні зменшується, звичайний охолоджувач (30) може бути дезактивований. В ті дні, коли температура за мокрим термометром перевищує бажаний рівень, ефективність другого баштового охолодника (22) може погіршитися настільки, що буде працювати самий лише звичайний охолоджувач для охолодження подаваного первинного повітря. В альтернативному варіанті втілення відомого рівня техніки, баштовий охолодник (20), приєднаний до охолоджувача (30), може мати обхідні засоби звичайного охолоджувача (30), що подає охолоджену воду безпосередньо в теплообмінний елемент (28) доти, поки потреба в охолодженні не перевищить продуктивність випарної охолоджувальної системи, внаслідок чого активується звичайний охолоджувач (30) та відводить потік води з першого баштового охолодника на допомогу звичайному охолоджувачу (30). Можна зрозуміти, що ці випарні системи охолодження відомого рівня техніки обмежені продуктивністю баштових охолодників 4 UA 102068 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 (20 та 22) з подачі холодної води до теплообмінного елемента. В певні дні, особливо при високій вологості навколишнього повітря, температура за мокрим термометром підвищується, значно знижуючи здатність автономного баштового охолодника забезпечити подачу досить холодної води для достатнього охолодження подаваного повітря. В таких умовах, звичайний охолоджувач повинен інтенсивно експлуатуватися, що є дорогим через споживання великої кількості енергії. Система за даним винаходом (10) є здатною забезпечувати стабільну подачу холодної води в теплообмінний елемент, навіть у вологі дні. Таким чином, звичайний охолоджувач є менш потрібним і можливе зменшення витрат електроенергії на охолодження подаваного повітря. Як показано на Фігурі 2, даний винахід (10) може бути використаний у поєднанні зі звичайним охолоджувачем (30). Як показано на Фігурі З, даний винахід (10) може також використовуватися у поєднанні з DX системою (31). Однак, слід розуміти, що він може бути використаний сам, без звичайного охолоджувача або DX системи, якщо це дозволяють умови навколишнього середовища в місці розташування певного будинку. Як видно на Фігурі 2, винахід має першу випарну систему охолодження (50). Перша випарна система охолодження (50) має засоби циркуляції рідини (56), що можуть включати будь-яку придатну помпу, яка може бути вибрана фахівцем в даній області техніки, включаючи, без обмеження, відцентрові помпи. Перша випарна система охолодження (50) має первинний теплообмінний елемент (58), розташований у потоці подачі первинного повітря (А). Первинний теплообмінний елемент (58) та усі теплообмінні елементи, описані тут, можуть включати будьякий придатний теплообмінник, що має конструкцію з оребреними змійовиками і може бути виготовлений з будь-яких придатних матеріалів, включаючи мідь та алюміній. Подача первинного повітря може складатися виключно із зовнішнього повітря, виключно з повітря рециркуляції, або з суміші обох. Засоби примусової подачі повітряного потоку (А) в первинний теплообмінний елемент (58) є комбінацією вентилятора (24) та повітроводу (25) і можуть також необов'язково включати обвідні жалюзі (26). Вентилятор (24) може мати модульовану швидкість для задоволення змінної потреби в охолодженні. При використанні обвідних жалюзі (26) вони можуть відкриватися та закриватися для відведення повітряного потоку (А) в первинний теплообмінний елемент (58). Перша випарна система охолодження (50) має первинний баштовий охолодник (54), приєднаний до теплообмінного елемента (58). До первинного баштового охолодника подається повітря (В). Первинний баштовий охолодник (54) охолоджує циркулюючу рідину, яка надходить до первинного теплообмінного елемента (58). Первинний баштовий охолодник, та усі баштові охолодники, згадувані тут, можуть бути будь-якими придатними баштовими охолодниками, звичайно використовуваними в цій галузі промисловості. Система (10) використовує циркуляцію повітря у первинному баштовому охолоднику (54) у комбінації з випарним процесом попереднього охолодження. Система (10), таким чином, включає другу випарну систему охолодження (60), яка, подібно до першої випарної системи (50), має засоби циркуляції рідини (64), другий баштовий охолодник (62) та другий теплообмінний елемент (66). Апарат має засоби селективної примусової подачі повітря (В) через другий теплообмінний елемент (66) другої випарної системи охолодження (60). Такі засоби можуть бути комбінацією повітроводу (не показаний), вентилятора (63) та обвідних жалюзі (52). Друга замкнена система циркуляції рідини призначена для охолодження повітря, подаваного в первинний баштовий охолодник (В). Коли обвідні жалюзі (52) відкриті, повітряний потік (В) йде в обхід другого теплообмінного елемента (66). Коли обвідні жалюзі (52) закриті, повітряний потік (В) проходить через другий теплообмінний елемент (66). Зрозуміло, що коли обвідні жалюзі (52) закриті, і коли другий баштовий охолодник (62) активований, другий теплообмінний елемент (66) буде здійснювати попереднє охолодження повітря (В), подаваного в первинний баштовий охолодник (54). В результаті, температура за мокрим термометром первинного баштового охолодника буде знижуватися, підвищуючи продуктивність охолоджувальної системи первинного баштового охолодника. Фігура 4 зображує перехресно-течійний баштовий охолодник (80), який використовується в апараті за винаходом. Перехресно-течійна конструкція є такою, у якій повітряний потік (AF) спрямований перпендикулярно до потоку води (WF). Повітряний потік (AF) надходить через одну чи більше вертикальну бічну поверхню баштового охолодника (80), зустрічаючись там з матеріалом насадки (82). Вода стікає (перпендикулярно до повітря) через матеріал насадки (82) під дією сили тяжіння. Повітря проходить через матеріал насадки (82) і, таким чином, повз потік води (WF), до відкритої збірної ділянки. У перехресно-течійній вежі використовується розподільний басейн або басейн з гарячою водою (84), який складається з глибокого піддону з отворами або патрубками (не показані) у дні. Сила тяжіння рівномірно розподіляє воду через патрубки по матеріалу насадки (82). 5 UA 102068 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Фігура 5 зображує протитечійну охолоджувальну вежу (90), що використовується в даному винаході. У протитечійній конструкції повітряний потік (AF) має напрямок, по суті протилежний напрямку потоку води (WF). Повітряний потік спочатку надходить до відкритої ділянки під матеріалом насадки (92), а потім піднімається вертикально угору. Вода розбризкується через сопла під тиском (94) та стікає донизу через насадку (92) в напрямку, протилежному повітряному потоку (AF). Хоча це не показано на Фігурах 4 або 5, зрозуміло, що, якщо перехресно-течійний або протитечійний тип баштового охолодника, або будь-який інший тип баштового охолодника, використовуваний у практиці даного винаходу, має більш ніж один повітрозбірник, то теплообмінний елемент, використовуваний для попереднього охолодження повітря, що подається до такого баштового охолодника, і впускний канал будуть мати конфігурацію, потрібну для попереднього охолодження подаваного повітря для усіх таких повітрозбірників. Як у перехресно-течійній, так і в протитечійній охолоджувальній вежах взаємодія повітряного та водяного потоків дозволяє забезпечити часткове урівноваження та випаровування води, і подаване повітря, вже насичене водяною парою (DA), випускається з баштового охолодника. Далі, у кожному типі охолоджувальної вежі використовується збірник або басейн холодної води (86), призначений для утримання охолодженої води після її взаємодії з повітряним потоком. Як перехресно-течійна, так і протитечійна конструкції можуть бути використані в охолоджувальних вежах з природною тягою та механічною тягою, і з гібридною тягою. У баштових охолодниках з відкритим контуром вода відстійника використовується безпосередньо. Баштовий охолодник із замкненим контуром працює ідентично вежам з відкритим контуром, за винятком того, що усередині баштового охолодника розміщений додатковий теплообмінник. У вежі із замкненим контуром випарна охолоджена рідина стікає через теплообмінник та охолоджує потік другої рідини. Фахівцю в даній області техніки зрозуміло, що відповідно до стандартної практики, випарні системи охолодження будуть з'єднані з джерелом води для поповнення об'єму води, що втрачається при випаровуванні у баштовому охолоднику. Фахівцю в даній області техніки також зрозуміло, що у випарних системах охолодження будуть використовуватися певні форми системи водопідготовки та системи фільтрації для підтримання якості води та мінімізації забруднення або корозії компонентів системи. Далі буде описана робота одного варіанта втілення системи охолодження (10) з посиланням на Фігуру 2. Якщо охолодження подаваного первинного повітря (А) не потрібне, обвідні жалюзі (26) відкриваються і баштові охолодники (54, 62) є неактивними. При виникненні потреби в охолодженні активуються первинний баштовий охолодник (54), гідравлічна помпа (56) та вентилятор (63). Обвідні жалюзі (52), що спрямовують подаване повітря до первинного баштового охолодника (В), є відкритими. Обвідні жалюзі (26) закриті для відведення первинного повітряного потоку (А) до первинного теплообмінного елемента (58). Якщо первинний баштовий охолодник (54) є нездатним задовольнити потребу в охолодженні, то обвідні жалюзі (52) закриваються і вторинний баштовий охолодник (62) та гідравлічна помпа (64) активуються. Це приводить до охолодження подаваного повітря в первинному баштовому охолоднику (В), що знижує температуру за мокрим термометром первинного баштового охолодника, тим самим підвищуючи продуктивність охолоджувальної системи первинної охолоджувальної вежі (54). Якщо первинний та вторинний баштові охолодники разом не можуть задовольнити потребу в охолодженні, то може бути активований звичайний охолоджувач (30) і відповідні обвідні жалюзі (29) закриваються, тим самим спрямовуючи подачу первинного повітряного потоку (А) до теплообмінного елемента (28). Перша (50) та друга (60) випарні системи охолодження можуть контролюватися автоматизованими засобами активації та дезактивації, що реагують на потребу в охолодженні та продуктивність системи і на температуру навколишнього середовища. Загалом, може бути використана будь-яка придатна електронна сенсорна система зі зворотним зв'язком, яка може бути вибрана фахівцем в даній області техніки. Такі засоби активації та дезактивації можуть контролюватися центральним комп'ютерним процесором, здатним приймати та обробляти сигнали датчиків, що стосуються продуктивності системи, потреби в охолодженні та умов навколишнього середовища. Як показано на Фігурі 6, третя випарна система охолодження (70), що має третій баштовий охолодник (72) та третю гідравлічну помпу (74) і третій теплообмінний елемент (76), також може бути додана в аналогічний спосіб до апарата (10) для охолодження повітря, подаваного (С) в другий баштовий охолодник (62). Крім того, зрозуміло, що четверта і, можливо, п'ята випарна системи охолодження можуть також бути додані, причому кожна така додаткова система призначена для охолодження повітря, що подається у баштовий охолодник попередньої випарної системи охолодження. Зрозуміло, що при використанні множини таких ступінчастих 6 UA 102068 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 випарних систем охолодження, вони можуть бути активовані почергово, відповідно до збільшення потреби в охолодженні. Як показано на Фігурі 7, більш ніж одна система може бути використана для охолодження повітря, так щоб більш ніж один теплообмінний елемент був з'єднаний з випарними системами охолодження, розміщеними у потоці первинного повітря. Як показано на Фігурі 7, передбачений перший теплообмінний елемент (58), розміщений у повітряному потоці А. Перший теплообмінний елемент (58) є частиною першої випарної системи охолодження (50), яка також має перший баштовий охолодник (54) та першу гідравлічну помпу (56). Перший баштовий охолодник має подачу повітря (В), яке охолоджується другою випарною системою охолодження (60). Друга випарна система охолодження (60) має другий баштовий охолодник (62), другу гідравлічну помпу (64) та другий теплообмінний елемент (66). Передбачений третій теплообмінний елемент (102), розміщений у повітряному потоці (А). Третій теплообмінний елемент (102) є частиною третьої випарної системи охолодження (100), яка має третій баштовий охолодник (104) та третю гідравлічну помпу (106). Повітря, що подається до третього баштового охолодника (Е), охолоджується четвертою випарною системою охолодження (200), яка має четвертий теплообмінний елемент (202), четверту гідравлічну помпу (204) та четвертий баштовий охолодник (206). Як було описано вище, системи можуть бути використані селективно та послідовно для задоволення змінних потреб в охолодженні та в залежності від різних умов навколишнього середовища. При збільшенні числа теплообмінних елементів, встановлюваних на шляху потоку повітря (А), може виникнути необхідність використання вентилятора більшого розміру, або використання більшої кількості вентиляторів для фізичного нагнітання повітря через теплообмінні елементи. Системи за даним винаходом можуть також використовуватися у варіанті втілення, в якому, замість розміщення у вхідному потоці подаваного повітря, теплообмінний елемент розташований усередині будинку. У таких системах, теплообмінний елемент може належати до будь-якого придатного типу, що може бути використаний фахівцем в даній області техніки для охолодження, включаючи, без обмеження, радіатор, охолодну плиту, охолодну підвісну панель або охолодний промінь. Ці типи теплообмінників охолоджують внутрішні приміщення будинку за допомогою комбінації кондуктивного, конвективного та променевого охолодження. Вони можуть бути пасивними за характером, без використання будь-якого типу вентилятора або тягодуттьової системи, або активними, які включають вентилятори або тягодуттьові системи для активного втягування та переміщення повітря по поверхні теплообмінного елемента. Система може бути з'єднана з одним таким теплообмінним елементом, або з множиною елементів, розташованих в різних місцях усередині будинку. Хоча описані вище варіанти втілення стосуються охолодження повітря, зрозуміло, що теплообмінні елементи системи (10) можуть бути використані для охолодження будь-якої придатної речовини, що потребує охолодження, шляхом введення речовини у фізичний контакт з теплообмінними елементами. Таким чином, даний винахід може в рівному ступені знайти застосування у промислових процесах, що потребують охолодження певної технологічної речовини. Як зрозуміло кваліфікованим фахівцям, різні модифікації, адаптації та варіанти наведеного вище конкретного опису можуть бути виконані без виходу за межі обсягу винаходу, що заявляється. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Система охолодження подаваного первинного повітря, яка включає: (a) першу випарну систему охолодження, що включає: (і) засоби циркуляції рідини у першій системі; (іі) первинний теплообмінний елемент та первинний баштовий охолодник, де первинний баштовий охолодник має подачу первинного повітря та є функціонально з'єднаним з первинним теплообмінним елементом; (b) засоби селективної примусової подачі первинного повітря через первинний теплообмінний елемент; (c) другу випарну систему охолодження, що включає: (і) засоби циркуляції рідини у другій системі; (іі) другий теплообмінний елемент та другий баштовий охолодник, де другий баштовий охолодник має другу подачу повітря та є функціонально з'єднаним з другим теплообмінним елементом; і 7 UA 102068 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 (d) засоби селективної примусової первинної подачі повітря в первинний баштовий охолодник через другий теплообмінний елемент, так щоб первинне повітря, подаване в первинний баштовий охолодник, мало нижчу температуру за мокрим термометром, ніж навколишнє повітря. 2. Система за п. 1, у якій засоби селективної примусової подачі первинного повітря через первинний теплообмінний елемент включають повітровід та щонайменше один вентилятор. 3. Система за п. 2, яка додатково включає щонайменше одні обвідні жалюзі. 4. Система за п. 1, у якій засоби селективної примусової первинної подачі повітря в первинний баштовий охолодник через другий теплообмінний елемент включають повітровід та щонайменше один вентилятор. 5. Система за п. 1, у якій засоби циркуляції рідини в першій системі та засоби циркуляції рідини у другій системі включають щонайменше одну гідравлічну помпу. 6. Система за п. 1, у якій теплообмінні елементи включають оребрені охолодні змійовики. 7. Система за п. 1, яка включає додатковий теплообмінний елемент, розташований поряд з первинним теплообмінним елементом, причому додатковий теплообмінний елемент з'єднаний зі звичайним охолоджувачем. 8. Система за п. 1, яка включає додатковий теплообмінний елемент, розташований поряд з первинним теплообмінним елементом, причому додатковий теплообмінний елемент включає випарник системи DX (безпосереднього охолодження). 9. Система за п. 1, яка додатково включає: (a) третю випарну систему охолодження, що включає: (і) засоби циркуляції рідини у третій системі; (іі) третій теплообмінний елемент та третій баштовий охолодник, причому третій баштовий охолодник має третю подачу повітря та є функціонально з'єднаним з третім теплообмінним елементом; і (b) засоби селективної примусової подачі повітря в другий баштовий охолодник через третій теплообмінний елемент, так щоб друга подача повітря, яка подається в другий баштовий охолодник, мала нижчу температуру за мокрим термометром, ніж навколишнє повітря. 10. Система за п. 1, яка додатково включає засоби активації та дезактивації кожного баштового охолодника та кожних засобів циркуляції рідини. 11. Система за п. 10, у якій засоби активації та дезактивації є автоматизованими та реагують на: (a) зміни у потребі в охолодженні; (b) температуру навколишнього повітря; або (c) зміни у потребі в охолодженні та температуру навколишнього повітря. 12. Система за п. 1, яка додатково включає: (a) третю випарну систему охолодження, що включає: (і) засоби циркуляції рідини у третій системі; (іі) третій теплообмінний елемент та третій баштовий охолодник, де третій баштовий охолодник має третю подачу повітря та є функціонально з'єднаним з третім теплообмінним елементом; (b) засоби селективної примусової подачі первинного повітря через третій теплообмінний елемент; (c) четверту випарну систему охолодження, що включає: (і) засоби циркуляції рідини у четвертій системі; (іі) четвертий теплообмінний елемент та четвертий баштовий охолодник, де четвертий баштовий охолодник має четверту подачу повітря та є функціонально з'єднаним з четвертим теплообмінним елементом; і (d) засоби селективної примусової третьої подачі повітря в третій баштовий охолодник через четвертий теплообмінний елемент, так щоб третя подача повітря, яка подається в третій баштовий охолодник, мала нижчу температуру за мокрим термометром, ніж навколишнє повітря. 13. Система за п. 12, яка включає додатковий теплообмінний елемент, розташований поряд з первинним теплообмінним елементом, причому додатковий теплообмінний елемент є з'єднаним зі звичайним охолоджувачем. 14. Система за п. 12, яка включає додатковий теплообмінний елемент, розташований поряд з первинним теплообмінним елементом, причому додатковий теплообмінний елемент включає випарник системи DX. 15. Система охолодження рідини, що включає: (a) множину випарних систем охолодження, причому кожна така система включає: (і) засоби циркуляції рідини у системі; 8 UA 102068 C2 5 10 15 (іі) теплообмінний елемент та баштовий охолодник, де баштовий охолодник має подачу повітря та є функціонально з'єднаним з теплообмінним елементом; (b) засоби примусової подачі рідини в один з теплообмінних елементів; у якій до усіх баштових охолодників, крім одного, подається повітря, яке нагнітається через теплообмінний елемент іншої системи, так щоб повітря, подаване до кожного такого баштового охолодника, мало нижчу температуру за мокрим термометром, ніж навколишнє повітря. 16. Спосіб підвищення продуктивності охолодження первинного баштового охолодника у першій випарній системі охолодження шляхом охолодження первинного повітря, подаваного до первинного баштового охолодника, теплообмінним елементом другої окремої випарної системи охолодження, що включає другий баштовий охолодник. 17. Спосіб за п. 16, що включає охолодження другої подачі повітря до другого баштового охолодника теплообмінним елементом третьої окремої випарної системи охолодження, що включає третій баштовий охолодник. 18. Спосіб за п. 17, що включає охолодження третьої подачі повітря до третього баштового охолодника теплообмінним елементом четвертої окремої випарної системи охолодження, що включає четвертий баштовий охолодник. 9 UA 102068 C2 10 UA 102068 C2 11 UA 102068 C2 12 UA 102068 C2 13 UA 102068 C2 14 UA 102068 C2 Комп’ютерна верстка С. Чулій Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 15