Устройство для аккумуляции холода в грунте

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АККУМУЛЯЦИИ ХОЛОДА В ГРУНТЕ, включающее частично размещенный в грунте и заполненный теплоносителем, корпус, установленный в корпусе поршень, выполненный с обратным клапаном и соединенный посредством штока с приспособлением для его перемещения, и патрубок , размещенный за пределами корпуса и гидравлически сообщающий между собой подземную и надземную части корпуса , отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности его работы, корпус снабжен магнитным кольцевым упором, прикрепленным к его стенкам ниже поршня, поршень выполнен из магнитопроницаемого материала, приспособление для перемещения поршня выполнено в виде деформируемого змеевика, прикрепленного к днищу корпуса, а патрубок в зоне примыкания его к подземной части корпуса оснащен до (Л полнительным обратным клапаном.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ОЮ

РЕСПУБЛИН (1% (Н) (р E 02 0 3/115

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н lletoaCHOMY СВИДВТЕП СТВУ (21) 3"25230/29-33 (22) 19.04 ° 82 (46) 30.08.83, Бюл. и 32 (72 ) В. Н. Пчелин, В. П. Чернюк, В. Г. Батурчик и А. Д. Дзибук (71) Брестский инженерно-строительный институт (53) 624.139.62(088.8 ) (56) 1. Авторское свидетельство ССЯ.

t," 807705, кл. E 02 0 3/12, 1979. . 2, Авторское свидетельство СССР N 607881, кл. E 02 D 3/12, 1977 (прототип). (54 )(57) устРойство для Аккумуляции

ХОЛОДА В ГРУНТЕ, включающее частично размещенный в грунте и заполненный теплоносителем корпус, установленный в корпусе поршень, выполненный с обратным клапаном и соединенный посредством штока с приспособлением для его перемещения, и патрубок, размещенный за пределами корпуса и гидравлически сообщающий между собой подземную и надземную части корпуса, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности его работы, корпус снабжен магнитным кольцевым упором, прикрепленным к его стенкам ниже поршня, поршень выполнен из магнитопроницаемого материала, приспособление для перемещения поршня выполне" но в виде деформируемого змеевика, прикрепленного к днищу корпуса, а патрубок в зоне примыкания его к подземной части корпуса оснащен дополнительным обратным клапаном.

10384

Изобретение относится к строительству и касается аккумуляции холода в грунте, используемом в качестве оснований различных сооружений.

Известна устройство для аккумуляции холода в грунте, включающее частична эаглубленный в грунт корпус, полость которого посредством поперечной диафрагмы разделена на верхнюю и нижнюю секции, частично запал- 10 ненные теплоносителем, и размещенный эа пределами корпуса патрубок, сообщающий между собой секции корпуса.

Принудительная циркуляция обеспечивается путем подачи в одну из сек- 15 ций корпуса сжатого. газа, вытесняющего теплоноситель из одной секции корпуса в другую по патрубку (1) .

Наиболее близким к предлагаемому является устройс1-во для аккумуляции холода в грунте, включающее частично размещенный в грунте и заполненный теплоносителем корпус, размещенные в корпусе диафрагму, выполненную с обратным клапаном, поршень, выполненный также с обратным клапаном и соединенный посредством штока с двигателем, обеспечивающим перемещение поршня, и патрубком, установленным за пределами корпуса и гид- З0 равлически соабщающим между собой его надземные и подземные части.

Принудительная циркуляция теплоносителя обеспечивается в результате перемещения поршня, выталкивающего теплоноситель из однаи части карпу

35 са в другую по патрубку )2J .

Недостаток известных устройств заключается в том, что принудительная циркуляция теплоносителя абеспе40 чивается за счет энергии, подводимой извне механическим приводом беэ использования при этом внутренней

1 тепловой энергии ахлаждаемого грунтового массива, что обуславливает

45 повышенную энергоемкость, следовательно, низкую эффективность аккуму- . ляции,холода в грунте.

Цель изобретения - повышение эффективности работы устройства. указанная цель достигается тем, что в устройстве для аккумуляции холода в грунте, включающем частично размещенный в грунте и заполненный теплоносителем корпус, установленный в корпусе поршень, выполненный с обратным клапаном и соединенный посредством штока с приспособлением для его перемещения,и

17 2 патрубок, размещенный за пределами корпуса и гидравлически сообщающий между собой подземную и надземную части корпуса, корпус снабжен магнитным кольцевым упором, прикрепленным к его стенкам ниже поршня, поршень выполнен из магнитопроницаемого материала, приспособление для перемещения поршня выполнена в виде деформируемого змеевика, прикрепленного к днище корпуса, а патрубок в зоне примыкания его к подземной части корпуса оснащен дополнительным обратным клапаном.

На чертеже изображено ус1райство, продольный разрез.

Устройство для аккумуляции холода в грунте содержит частично размещенный в. грунте трубчатый корпус 1, заполненный теплоносителем

2, например водным раствором хлористого кальция, и размещенный в корпусе 1 поршень 3, соединенный посредством штока 4 с приводом. Разделенные поршнем 3 верхняя и нижняя части корпуса 1 соединены патрубком 5, оборудованным трехходовым краном 6. Привод выполнен в виде дефармируемого змеевика 7, заполненного легкокипящей жидкостью, например фреоном, и смонтирован в нижней части корпуса 1, Возможно также изготовление привода в виде заполненной легкокипящей жидкостью камеры с переменным объемом с гофрированными стенками (не показано).

Корпус,1 ниже поршня 3 имеет кольцевой упор 8 из магнитного материала, а поршень 3 изготовлен из магнитапроницаемого материала,Патрубок и поршень 3 снабжены обратными клапанами 9 и 10 соответственно.В верхней части корпуса 1 установлена заливная горловина 11 с крышкой 12.

Для уменьшения теплообмена в летний период года поршень 3 устанавливается в крайнем верхнем положении (на уровне дневной поверхности ) и может быть выполнен с прослойкой из теплоизоляционного материала (не показано), . Устройство работает следующим образом.

Под действием тепла, поступающего из охлаждаемого грунтавога массива, легкокипящая жидкость в змеевике

7 испаряется, что обусловливает увеличение давления, стремящегося "вследствие разницы деформаций по стенкам большого и малого радиусов растянуть

10384

3 змеевик 7 (увеличить шаг его закручивания ). Повышение давления легкокипящей жидкости (ее нагрев) происходит до тех пор, пока возникающие при этом растягивающие усилия, передаваемые от змеевика 7 поршню 3 через шток 4, не превысят силы притяжения магнит-. ного кольцевого упора 8 и поршня 3 из магнитопроницаемого материала, после чего поршень 3 открывается от 10 упора 8, перемещаясь вверх.Перемещение поршня 3 вверх приводит к вытеснению охлажденного теплоносителя 2 из надпоршневой части корпуса 1 через патрубок 5, трехходовой кран 6 15 и обратный клапан 9 в подпоршневую часть корпуса 1, что, в свою очередь, обеспечивает охлаждение окружающего грунтового массива и змеевика 7. При охлаждении змеевик 7 сжи- 20 мается (укорачивается ) в результате уменьшения давления легкокипящей жидкости, перемещая поршень 3 вниз до сцепления с кольцевым упором 8, что определяет вытеснение нагретого теп- 25 поносителя 2 из подпоршневой части корпуса l ерез обратный клапан 10 в надпоршневую. После этого начинается новый цикл работы устройства. Площадь контакта кольцевого упора

8 и поршня 3 подбирается таким образом, чтобы при расчетной температуре охлаждения грунта силы их притяжения превышали силы растяжения змеевика 7, при этом вся систе35 ма будет находиться в равновесном состоянии. Для повышения эффективности работы устройства время охлаждения .теплоносителя 2 в надпоршневой части корпуса 1 до температуры наружного воздуха должно быть

17 4 меньше или равно времени нагрева змеевика 7 до расчетной температуры. В летнее время, при температуре наружного воздуха выше расчетной температуры охлаждения грунта, очередная порция теплоносителя, поступающего в подгоршневую часть корпуса 1, не обеспечивает охлаждение змеевика 7, и поршень 3 остается в верхнем положении, исключая конвективный теплообмен и препятствуя теплопередаче между разделенными поршнем 3 верхней и нижней частями корпуса 1.При повторном-наступлении холодного периода года (температура наружного воздуха ниже температуры расчетной) для запуска устройства необходимо осуществить подачу охлажденного теплоносителя 2 в подпоршневую часть корпуса 1 через патрубок 5, обратный клапан 9, трехходовой кран 6 при вертикальном положении последнего (не показано) и снятой крышке 12 путем слива теплоносителя 2 из надпоршневой части корпуса 1 и заливки в патрубок 5.

По сравнению с известными предлагаемое устройство позволяет использовать дпя принудительной циркуляции хпадоносителя тепловую энергию охлаждаемого грунтового массива, что повышает эффективность аккумуляции холода в грунте и надежность работы устройства (отпадает необходимость в наличии механического привода, требующего подвода внешней энергии ) .Отсутствие сложного механического привода обуславливает значительное упрощение конструкции устройства.

1038417

Составитель Г. Гаврищук

Редактор Л.филь Техред М,Тепер Корректор А ференц

Заказ 6158/29 Тираж 673 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная., 4