Способ аккумуляции холода в грунте

 

Использование: для создания монолитных мерзлых оснований в фундаментах инженерных сооружений, образования противофильтрационных ледопородных завес в плотинах из насыпных грунтов, создания плавучих ледяных платформ на шельфе северных морей и для других целей. Способ включает последовательное активное и пассивное замораживание грунта. В грунте размещают двухтрубные коаксиальные колонки. Соединяют замораживающие и питающие трубы колонок соответственно с коллектором и распределителем. Подключают для вынужденной циркуляции хладагента коллектор к калориферу с вентилятором и насос, нагнетающий хладагент из калорифера в распределитель, заполняют всю жидкостную замораживающую систему хладагентом. После интенсивного аккумулирования необходимого холода извлекают из двухтрубных коаксиальных колонок питающие трубы, наращивают замораживающие трубы трубами того же диаметра для естественной циркуляции хладагента, заполняют однотрубные колонки хладагентом и плотно закрывают их крышками.

Изобретение относится к строительству в Северных районах и предназначено для создания монолитных мерзлых оснований в фундаментах инженерных сооружений, образования противофильтрационных ледопородных завес в плотинах из насыпных грунтов, создания плавучих ледяных платформ на шельфе северных морей и для других целей.

Известен способ замораживания грунтов, включающий заглубление в нем колонок, питающая трубка каждой из которых соединена с распределителем, а замораживающая с коллектором, подсоединение к подводящему трубопроводу, оснащенному наружной теплоизоляцией, и соединение распределителя с источником сжиженного газа [1] Известен способ аккумулирования холода в грунте, включающий частичное заглубление в грунт вертикальных труб, заполнение их двухфазным теплоносителем, подключение к верхним торцам вертикальных труб компрессора [2] Наиболее близким к предлагаемому является способ аккумулирования холода в грунте, включающий размещение в грунте двухтрубных колонок, соединение замораживающих и питающих труб которых соответственно с коллектором и распределителем, подключение коллектора к компрессору и холодильной установке (охлаждающему устройству), затем заполнение всей системы хладагентом [3] Недостаток этого способа в том, что используется только активное замораживание грунта с применением холодильных установок, которое эффективно только в первые сезоны замораживания. В последующие сезоны эффективность работы жидкостной замораживающей системы резко снижается, так как восстановление температуры грунта после коротких летних периодов занимает незначительное время, что ведет к простоям дорогостоящего оборудования.

Предлагаемый способ включает последовательное активное и пассивное замораживание грунта и состоит из следующих операций. При активном замораживании: размещение в грунте двухтрубных коаксиальных колонок; соединение замораживающих и питающих труб соответственно с коллектором и распределителем; подключение для вынужденной циркуляции хладагента коллектора к калориферу (радиатору) с вентилятором и насоса нагнетающего хладагент из калорифера в распределитель; заполнение всей жидкостной замораживающей системы хладагентом, например керосином. При пассивном замораживании: извлечение из двухтрубных коаксиальных колонок питающих труб; наращивание замораживающих труб трубами того же диаметра для естественной циркуляции хладагента; заполнение однотрубных колонок хладагентом и плотное закрытие их крышками.

Процесс аккумулирования холода в грунте происходит следующим образом.

С появлением отрицательных температур воздуха начинается циркуляции хладагента по жидкостной замораживающей системе насосом и включается вентилятор, в результате чего начинается аккумулирование холода в грунте. При наступлении весны выключаются насос и вентилятор и прекращается аккумулирование холода в грунте. В летний период происходит повышение температуры замороженного грунта, однако к началу следующей зимы его температура будет ниже начальной (естественной) температуры, поскольку в Северных районах длительность летнего периода значительно меньше зимнего.

После интенсивной аккумуляции холода за 1-2 сезона работы жидкостной замораживающей системы внутренние трубы в колонках вынимаются и к заглубленным внешним трубам присоединяются сверху трубы того же диаметра с плотно закрывающими крышками, через которые доливается хладагент. Демонтируются коллектор, калорифер с вентилятором и распределитель с насосом.

Переделанные таким образом составные трубы аккумулируют холод в грунте в холодные периоды года по принципу естественной конвекции, восполняя в грунте утерянный холод летом.

Использование описываемого способа аккумуляции холода в грунте позволяет значительно снизить металлоемкость и трудовые затраты, увеличить энергосбережение и одновременно упростить производство работ.

Формула изобретения

СПОСОБ АККУМУЛЯЦИИ ХОЛОДА В ГРУНТЕ, включающий активное и пассивное замораживание грунта путем циркуляции хладагента в заглубленных в грунт колонках с осуществлением при активном замораживании принудительной циркуляции в двухтрубных колонках, замораживающие и питающие трубы которых предварительно соединяют соответственно с коллектором и распределителем, а коллектор подключают к насосу и охлаждающему устройству, отличающийся тем, что пассивное замораживание осуществляют путем естественной циркуляции хладагента в однотрубных колонках, которые преобразуют из двухтрубных колонок посредством извлечения из них питающих труб и наращивания замораживающих труб трубами того же диаметра, после чего однотрубные колонки заполняют хладагентом и плотно закрывают крышками, при этом в качестве охлаждающего устройства при активном замораживании используют калорифер с вентилятором.