Погреб с аккумулятором холода



Погреб с аккумулятором холода
Погреб с аккумулятором холода
Погреб с аккумулятором холода

 


Владельцы патента RU 2494320:

Васильев Александр Анатольевич (RU)
Мамот Екатерина Георгиевна (RU)
Полищук Ольга Евгеньевна (RU)

Изобретение относится к средствам для хранения пищевых продуктов преимущественно в бытовых условиях. Погреб выполнен в виде подземного сооружения, имеющего камеру для размещения продуктов, и содержит емкость с жидкостью для аккумулирования холода, средство для охлаждения этой жидкости, имеющее заправленный теплоносителем герметичный корпус, содержащий последовательно соединенные части, являющиеся зоной испарения, транспортной зоной и зоной конденсации в виде заглушенной сверху вертикальной оребренной трубы, находящейся над поверхностью грунта. Пол камеры для размещения продуктов на части его площади имеет углубление, в котором размещена указанная емкость с жидкостью для аккумулирования холода. Эта емкость выполнена из эластичного материала с запасом по объему для расширения указанной жидкости при переходе ее из жидкой фазы в твердую и заключена в открытый сверху жесткий защитный кожух с возможностью прилегания к его внутренней поверхности. Часть корпуса средства для охлаждения жидкости для аккумулирования холода, являющаяся его транспортной зоной, выполнена в виде трубы, проходящей вертикально через камеру для размещения продуктов и находящийся над нею слой грунта до соединения с частью, являющейся зоной конденсации. Средство для охлаждения жидкости для аккумулирования холода дополнительно содержит установленный между зоной испарения и транспортной зоной коллектор, представляющий собой заглушенную с обоих концов трубу, изогнутую в виде разомкнутого кольца и имеющую соединение с транспортной зоной в своей средней части. Заглушенные концы указанной трубы находятся на одной и той же высоте с ее частью, соединенной с транспортной зоной, или ниже этой части с приданием коллектору наклона, составляющего несколько градусов. Зона испарения образована совокупностью нескольких вертикальных прямолинейных патрубков, которые имеют заглушенные нижние концы и присоединены к коллектору снизу своими верхними концами при равномерном распределении мест присоединения по длине коллектора. Коллектор и указанные патрубки имеют такие размеры и расположены таким образом, что охватывают указанный жесткий защитный кожух с заключенной в нем емкостью с жидкостью для аккумулирования холода по его периметру и высоте. Из указанных частей средства для охлаждения жидкости для аккумулирования холода, по меньшей мере, указанные коллектор и вертикальные патрубки выполнены из легкодеформируемого металла. Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции погреба, повышение эффективности аккумулирования холода, повышение надежности и ремонтопригодности погреба. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к средствам для охлаждения или замораживания, более конкретно - к указанным средствам с аккумулированием холода, предназначенным для хранения пищевых продуктов, а именно - к погребу для использования преимущественно в бытовых условиях.

Известно хранилище для продуктов по патенту СССР №1566178, опубл. 23.05.1990 [1], при эксплуатации которого имеет место аккумулирование холода. Оно содержит размещенную в грунте камеру, снабженную в нижней части средством для охлаждения. Последнее представляет собой концевые участки расположенных с небольшим наклоном к горизонту частей нескольких L-образных тепловых труб. Каждая их этих частей, расположенных с небольшим наклоном к горизонту, соединена изогнутой частью трубы с вертикальной частью. Труба заправлена хладагентом. Упомянутая часть, имеющая небольшой наклон к горизонту, является зоной испарения тепловой трубы. В этой части теплоноситель испаряется, отбирая тепло у прилегающего грунта. Изогнутая часть и нижний участок вертикальной части трубы являются транспортной зоной. По ней испарившийся теплоноситель поднимается к верхнему участку вертикальной части трубы, расположенному на воздухе выше поверхности грунта. Здесь пар, взаимодействуя со стенкой трубы, охлаждается и переходит в жидкую фазу. Последняя стекает по стенке транспортной зоны в зону испарения, и цикл повторяется. Согласно современной терминологии такая труба относится к гравитационным тепловым трубам, потому что обратное (из зоны конденсации в зону испарения) движение теплоносителя обеспечивается под действием гравитации (см., например: А. Абросимов, С. Залетаев. Охладители грунта. Конструкции и методы расчета. Изд. Palmarium Academic Publishing, 2012 [2]). Гравитационные тепловые трубы работают при условии, что окружающая температура в зоне испарения выше, чем в зоне конденсации. Это условие соблюдается в зимний период. В течение этого периода происходит охлаждение грунта и аккумулирование им холода. За счет этого холода обеспечивается пониженная температура в указанной камере в теплое время года.

Однако удельная теплоемкость грунта невысока, что обусловливает недостаточное повышение эффективности хранилища в теплый период года данного типа по сравнению с простым находящимся ниже поверхности грунта погребом. Кроме того, описанное в патенте [1] выполнение тепловых труб в зоне конденсации предусматривает лишь увеличение их диаметра без дополнительных мер для увеличения теплоотдачи.

По названным причинам с данным хранилищем вполне может конкурировать традиционный погреб-ледник (см., например: А.М. Горбов. Устройство погребов и лабазов. Москва, Изд. "ACT", 2007 [3]). Такой погреб представляет собой подземное сооружение, содержащее камеру, снабженную для входа и выхода из нее вертикальным или наклонным тамбуром и лестницей. Указанная камера на части площади пола имеет углубление, предназначенное для заполнения льдом в зимний период. Благодаря тому, что камера погреба находится под землей, в ней в теплый период года сохраняется температура ниже температуры воздуха над поверхностью грунта, а в холодный период - выше. При этом наличие льда в указанном углублении позволяет дополнительно снизить температуру в помещении погреба в летний период, поскольку запасенный лед в данном случае выполняет функцию аккумулятора холода. В теплое время года нагрев льда до температуры таяния, его расплавление, а также происходящее после этого испарение воды производят существенно больший отбор теплоты у окружающей среды, чем нагревание охлажденного зимой грунта в хранилище по патенту [1]. При этом имеется возможность хранить продукты, требующие особых условий, осуществляя размещая размещение, называемое в быту хранением на льду. Однако эксплуатация погреба [3], как указано выше, связана с необходимостью запасать лед в зимний период и загружать его в упомянутое углубление. Кроме того, необходимо удалять воду, образовавшуюся при таянии льда, или обеспечивать ее отток, если это позволяет рельеф местности. Все это усложняет пользование погребом и делает его трудоемким.

Известный погреб-ледник по патенту РФ на полезную модель №101479, опубл. 20.01.2011 [4], обладает по сравнению с погребом [3] преимуществом, заключающимся в том, что его конструкция предусматривает возможность транспортировки и установки готового к эксплуатации хранилища без монтажа корпуса. Однако он сохраняет недостатки погреба [3], связанные с необходимостью заготовки льда и загрузки его в предназначенный для этого отсек погреба. Этот отсек расположен между одной из внутренних вертикальных стен погреба и его наружной стенкой. Вертикальная ориентация охлаждаемой льдом стены погреба не позволяет осуществлять хранение продуктов, размещая их на льду.

Известно также хранилище для продуктов по патенту РФ на изобретение №2023384, опубл. 30.11.1994 [5]. Оно представляет собой подземное сооружение, имеющее камеру для размещения продуктов, окруженную по периметру расположенными в грунте герметичными заполненными жидкостью для аккумулирования холода емкостями с погруженными в них частями корпуса вертикальных тепловых труб, являющимися зонами испарения. Эта часть корпуса каждой тепловой трубы соединена через часть, являющуюся транспортной зоной, с частью, являющейся зоной конденсации. Последняя находится полностью над поверхностью грунта и снабжена оребрением. Элементы данного хранилища, названные в [5] тепловыми трубами, как следует из описания их работы, тоже являются гравитационными тепловыми трубами, подробно исследованными в монографии [2]. Аналогичное [5] выполнение хранилища описано в патенте РФ на изобретение №2023383, опубл. 30.11.1994 [6]. По сравнению с патентом [5], трубы по патенту [6] имеют более сложную форму, и емкости с жидкостью для аккумулирования холода, в которых находятся части корпуса труб, являющиеся зонами испарения, установлены внутри камеры для размещения продуктов, причем не только по ее периметру камеры, но также в ее верхней и нижней частях. В конце зимы внутренне пространство камеры отделяют от упомянутых емкостей съемной теплоизоляцией. В хранилищах по патентам [5] и [6] обеспечивается более эффективное, чем в хранилище по патенту [1], аккумулирование холода, так как оно осуществляется не грунтом, а замораживаемой жидкостью (пресной или подсоленной водой), имеющей высокую удельную теплоемкость. При этом зоны конденсации тепловых труб имеют радиаторы в виде упомянутого оребрения, способствующие увеличению теплоотдачи. По сравнению же с традиционным погребом-ледником и погребом по патенту [4] хранилища по патентам [5] и [6] более удобны в обслуживании, не требуя заготовки льда и загрузки его в предназначенную для этого часть хранилища.

Однако эти хранилища, требующие большого количества емкостей с жидкостью для аккумулирования холода и средств для ее охлаждения - тепловых труб, сложны и применимы скорее для хранения продуктов в промышленных масштабах, чем в бытовых условиях. Над поверхностью грунта должно быть достаточно свободного места для размещения частокола из зон конденсации тепловых труб (в особенности это касается хранилища по патенту [6]). Имея указанную преимущественную область применения, хранилища по патентам [5] и [6] обеспечивают излишне низкую и равномерно распределенную по объему камеры температуру по сравнению с той, которая достаточна для бытовых целей. Указанные емкости с водой, в которых образуется лед, аккумулирующий холод, изолированы от пространства камеры ее стенами либо теплоизоляцией, что затрудняет применение размещения некоторых продуктов, называемого хранением на льду. При этом зона испарения каждой тепловой трубы, находящаяся внутри емкости и окруженная водой, изолирована последней от окружающего грунта (а в хранилище по патенту [6] вообще изолирована от грунта, так как вместе с упомянутой емкостью находится внутри камеры). Вода же в жидком состоянии имеет значительно более низкую удельную теплопроводность, и слой ее между зоной испарения и стенкой емкости, за которой находится грунт, являющийся источником тепла, представляет собой дополнительное тепловое сопротивление (а в хранилище по патенту [6] фактически используется только тепло внутреннего пространства камеры). Это обстоятельство влияет в сторону снижения эффективности действия трубы, которая тем выше, чем больше разница окружающих температур в зонах испарения и конденсации. Герметичность каждой из емкостей с жидкостью для аккумулирования холода должна быть обеспечена в условиях, когда через ее горловину проходят тепловые трубы, и во всем диапазоне рабочих температур, изменение которых вызывает изменение объема среды, заполняющей емкости. Это приводит к тому, что при выходе из строя трубы либо емкости замена любой из них требует одновременного извлечения на поверхность их обеих (а при нахождении в одной и той же емкости зон испарения сразу нескольких тепловых труб, как это показано на иллюстрациях к патентам [5], [6] - извлечения емкости вместе с несколькими такими трубами), причем извлечение емкостей, находящихся под толщей грунта, требует предварительного удаления последнего. Сами емкости имеют непростую конструкцию, в частности их стенки они снабжены мембранами для компенсации изменения объема жидкости при ее замерзании.

К погребу по предлагаемому изобретению наиболее близко известное хранилище по патенту [5].

Предлагаемое изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в упрощении конструкции погреба за счет использования единственной емкости с жидкостью для аккумулирования холода и единственного средства для ее охлаждения, а также в повышении эффективности аккумулирования холода. В предлагаемом погребе при охлаждении жидкости, аккумулирующей холод, отбор тепла происходит не "изнутри" - по поверхности зоны испарения относительно тонкой тепловой трубы, проходящей вдоль оси емкости с такой жидкостью, а "снаружи" - по многократно большей боковой поверхности этой емкости. Кроме того, обеспечиваются более высокая надежность и лучшая ремонтопригодность сооружения, которым является погреб, благодаря выполнению зоны испарения из гибких элементов и размещению их вне емкости с жидкостью для аккумулирования холода, а также благодаря использованию простейшей конструкции этой емкости. Ниже при раскрытии сущности изобретения и рассмотрении его конкретного выполнения могут быть названы и другие виды достигаемого технического результата.

Предлагаемый погреб, как и наиболее близкое к нему известное хранилище по патенту [4], выполнен в виде подземного сооружения, имеющего камеру для размещения продуктов, и содержит емкость с жидкостью для аккумулирования холода, а также средство для охлаждения этой жидкости. Последнее имеет заправленный теплоносителем герметичный корпус, содержащий последовательно соединенные части, являющиеся зоной испарения, транспортной зоной и зоной конденсации в виде заглушенной сверху вертикальной оребренной трубы, находящейся над поверхностью грунта.

Для достижения названного технического результата в погребе по предлагаемому изобретению, в отличие от указанного наиболее близкого к нему известного хранилища, пол камеры для размещения продуктов на части его площади имеет углубление, в котором размещена указанная емкость с жидкостью для аккумулирования холода. Эта емкость выполнена из эластичного материала с запасом по объему для расширения указанной жидкости при переходе ее из жидкой фазы в твердую и заключена в открытый сверху жесткий защитный кожух с возможностью прилегания к его внутренней поверхности. Часть корпуса средства для охлаждения жидкости для аккумулирования холода, являющаяся его транспортной зоной, выполнена в виде трубы, проходящей вертикально через камеру для размещения продуктов и находящийся над нею слой грунта до соединения с частью, являющейся зоной конденсации. Кроме того, средство для охлаждения жидкости для аккумулирования холода дополнительно содержит установленный между зоной испарения и транспортной зоной коллектор, представляющий собой заглушенную с обоих концов трубу, изогнутую в виде разомкнутого кольца и имеющую соединение с транспортной зоной в своей средней части. Заглушенные концы указанной трубы находятся на одной и той же высоте с ее частью, соединенной с транспортной зоной, или ниже этой части с приданием коллектору наклона, составляющего несколько градусов. Зона испарения образована совокупностью нескольких вертикальных прямолинейных патрубков, которые имеют заглушенные нижние концы и присоединены к коллектору снизу своими верхними концами при равномерном распределении мест присоединения по длине коллектора. Коллектор и указанные патрубки имеют такие размеры и расположены таким образом, что охватывают указанный жесткий защитный кожух с заключенной в нем емкостью с жидкостью для аккумулирования холода по его периметру и высоте. При этом из названных частей средства для охлаждения жидкости для аккумулирования холода, по меньшей мере, указанные коллектор и вертикальные патрубки выполнены из легкодеформируемого металла.

Средство для охлаждения жидкости для аккумулирования холода, входящее в состав предлагаемого хранилища, как видно из его описания, является комбинацией гравитационной тепловой трубы и паро-жидкостных термосифонов, выполненных в виде упомянутых вертикальных патрубков, играющих роль зоны испарения, в которой происходит отбор тепла из окружающей среды. Коллектор служит для распределения стекающего из транспортной зоны конденсата между патрубками - парожидкостными термосифонами, сбора испаряющегося теплоносителя и доставки его к транспортной зоне, по которой пар теплоносителя поступает в зону конденсации.

Описанные выполнение и размещение коллектора и вертикальных патрубков с охватом ими жесткого защитного кожуха с заключенной в нем емкостью с жидкостью для аккумулирования холода снаружи обеспечивают эффективное охлаждение этой жидкости. При этом патрубки, образующие зону испарения, частью своей поверхности обращены в сторону указанной емкости и контактируют с жестким защитным кожухом, а остальной частью своей поверхности контактируют непосредственно с грунтом, являющимся источником тепла. Благодаря этому обеспечивается наибольший перепад температур между зоной испарения и зоной конденсации и повышается эффективность теплопереноса.

Заполнение указанной емкости жидкостью для аккумулирования холода может быть осуществлено после завершения строительства погреба. Замена этой жидкости или ее удаление и последующее удаление самой емкости для ее замены могут быть осуществлены без проведения каких-либо земляных работ непосредственно через камеру для размещения продуктов и вход в нее. Жидкость может быть легко откачана или закачана в емкость, а емкость без жидкости представляет собой просто мешок, который может быть легко вынут или, наоборот, помещен в защитный кожух, находящийся в предназначенном для него углублении камеры для размещения продуктов. В процессе эксплуатации погреба емкость, находящаяся в защитном кожухе, доступна сверху, и на нее непосредственно или на устанавливаемый над нею решетчатый настил могут быть помещены продукты, предназначенные для хранения на льду. Использование охладителя с единственной выходящей на поверхность вертикальной трубой, являющейся транспортной зоной и зоной конденсации, свидетельствует о простоте конструкции погреба. Указанная единственная находящаяся над поверхностью грунта часть вертикальной трубы лишь незначительно ограничивает возможность использования территории над погребом по сравнению с минимумом такого ограничения, обусловленным обычно предусматриваемыми в конструкции погреба трубами приточной и вытяжной вентиляции, тоже выходящими на поверхность. Ко всем частям средства для охлаждения жидкости для аккумулирования холода, за исключением небольшого участка транспортной зоны, проходящего через слой грунта над камерой для размещения продуктов, имеется свободный доступ. Поэтому, с учетом выполнения наиболее сложной и ответственной его части - коллектора с вертикальными патрубками, являющимися парожидкостными термосифонами, из легкодеформируемого металла, облегчены ремонт и замена всего указанного средства.

Перечисленные факторы подтверждают достижение названного выше технического результата.

В предпочтительном частном случае выполнения предлагаемого погреба камера для размещения продуктов снабжена приточной и вытяжной вентиляцией. Кроме того, она может быть тепло- и гидроизолирована. В том числе, она может иметь гидроизоляцию по границе контакта жесткого защитного кожуха с полом этой камеры в верхней части указанного углубления, в котором размещена емкость с жидкостью для аккумулирования холода, заключенная в указанный кожух.

Погреб может быть также снабжен решетчатым настилом, выполненным съемным с возможностью установки над емкостью с жидкостью для аккумулирования холода. Данный настил может быть использован для размещения на нем продуктов, требующих особых условий хранения и поэтому располагаемых в максимальной близости к источнику холода. Настил может быть снят, и в этом случае продукты могут быть размешены непосредственно на поверхности емкости с жидкостью для аккумулирования холода, т.е. фактически на льду.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, на которых показаны:

- на фиг.1 - общий вид погреба,

- на фиг.2 - вид сверху емкости с жидкостью для аккумулирования холода, заключенной в защитный кожух и охватываемой вместе с ним изогнутым коллектором с вертикальными патрубками,

- на фиг.3 - коллектор с вертикальными патрубками в укрупненном масштабе.

Предлагаемый погреб представляет собой (фиг.1) подземное сооружение, содержащее гидро- и теплоизолированную камеру 1 для размещения продуктов, имеющую контактирующие с грунтом 2 стены 3, пол и потолочное перекрытие с люком 4. Доступ к люку 4 в показанном на фиг.1 частном случае выполнения погреба осуществляется через наклонный тамбур 5 с дверью 6 и лестницей 7, которая продолжается до пола камеры 1. Вместо наклонного тамбура с дверью может быть использована вертикальная шахта, имеющая вместо двери 6 горизонтальный люк на уровне поверхности грунта или пола того помещения, в подполье которого может быть размещен погреб. Камера 1 снабжена приточной и вытяжной вентиляцией, обеспечиваемой, соответственно трубами 8 и 9, первая из которых немного не доходит до уровня пола камеры 1, а вторая опущена несколько ниже потолка.

Камера 1 на части площади пола (на фиг.1 - справа) имеет углубление, в котором установлен открытый сверху жесткий защитный кожух 10 с размещенной в нем емкостью 11 с жидкостью для аккумулирования холода. Жесткий защитный кожух 10 может быть выполнен из металла или прочной пластмассы. Емкость 11 может быть изготовлена из эластичного материала, например, из резины или пластика, позволяющего этой емкости при заполнении ее жидкостью для аккумулирования холода (обычной пресной водой или раствором соли, например поваренной, в воде) принимать форму, соответствующую форме защитного кожуха 10, плотно прилегая к его внутренней поверхности. При замерзании жидкости в емкости 11 эта емкость предохраняется от разрыва стенками жесткого защитного кожуха 10. Жесткий защитный кожух одновременно играет роль гидроизоляции, препятствующей проникновению влаги из грунта внутрь камеры 1. При сооружении хранилища может быть выполнена также гидроизоляция по границе 18 контакта жесткого защитного кожуха 10 с полом камеры для хранения продуктов в верхней части углубления, в котором размещена емкость с жидкостью для аккумулирования холода, заключенная в указанный кожух. Емкость 11 имеет горловину с герметично закрывающейся крышкой 12 (см. также фиг.2, на которой показан в укрупненном масштабе разрез секущей плоскостью А-А, показанной на фиг.1; позицией 19 на фиг.2 показаны складки "мешка" из эластичного материала, используемого в иллюстрируемом этой фигурой случае в качестве емкости 11 для аккумулирующей холод жидкости). Над емкостью 11 может быть установлен съемный решетчатый настил 13.

Погреб содержит также средство для охлаждения жидкости для аккумулирования холода (далее - охладитель). Охладителю на фиг.1 соответствуют позиции 14, 15, 16, 17, а на фиг.2 - позиции 14, 15, 16. Охладитель имеет заправленный теплоносителем герметичный корпус, содержащий заглушенную сверху вертикальную трубу, образующую зону 17 конденсации, имеющую оребрение, и транспортную зону 16. С последней соединен коллектор 14, к которому присоединены вертикальные патрубки 15. Часть упомянутой вертикальной трубы в транспортной зоне 16 проходит через слой грунта, находящийся над камерой 1 для размещения продуктов, а также через эту камеру. Коллектор 14 выполнен из трубы с заглушенными концами, изогнутой в виде разомкнутого кольца (см. фиг.2). Коллектор 14 установлен под камерой 1 для размещения продуктов горизонтально или с наклоном в несколько градусов (на фиг.1 показан этот частный случай) и соединен в середине указанной изогнутой в виде разомкнутого кольца трубы с нижним концом части 16 упомянутой вертикальной трубы, являющейся транспортной зоной (см. фиг.2). Патрубки 15 имеют заглушенные нижние концы, присоединены к коллектору снизу своими верхними концами и равномерно распределены по длине указанной изогнутой в виде разомкнутого кольца трубы, являющейся коллектором 14 (на фиг.2 присоединенным к коллектору 14 патрубкам соответствуют пунктирные окружности 15). Изогнутая в виде разомкнутого кольца труба коллектора 14 и патрубки 15 имеют такие размеры и расположены, как видно из фиг.1 и фиг.2, таким образом, что охватывают жесткий защитный кожух 10 с заключенной в нем емкостью 11 с жидкостью для аккумулирования холода по его периметру и высоте. При этом, по меньшей мере, коллектор 14 и патрубки 15, а в предпочтительном частном случае - также вертикальная труба, образующая транспортную зону 16 и зону 17 конденсации, выполнены из легкодеформируемого металла, например, алюминиевого сплава АД-00. В последнем случае, т.е. когда из легкодеформируемого металла выполнена также упомянутая вертикальная труба, для сохранения ее прямой формы и вертикального положения выступающая над поверхностью грунта часть может быть прикреплена к поддерживающему элементу, например, жесткому стержню. Выполнение коллектора 14 и патрубков 15 или всего охладителя из легкодеформируемого металла позволяет транспортировать их в компактно сложенном виде и придавать требуемую форму в процессе строительства погреба, а также при их замене и ремонте погреба.

Корпус охладителя, имеющий названные выше части, герметичен и в рабочем состоянии заправлен (частично заполнен) теплоносителем (элементы, необходимые для заправки, на чертежах не показаны). В качестве теплоносителя возможно использование одного из фреонов. Заправка теплоносителем может осуществляться как на предприятии-изготовителе охладителя, так и непосредственно при строительстве погреба.

Как уже говорилось выше при раскрытии сущности изобретения, упомянутые патрубки играют роль парожидкостных термосифонов. Заправка охладителя теплоносителем осуществляется с таким расчетом, чтобы оказались полностью заполненными все патрубки, кроме двух, наиболее удаленных от места соединения коллектора 14 с частью 16 вертикальной трубы, являющейся транспортной зоной. На фиг.1 таким патрубком является крайний левый из патрубков 15, а на фиг.2 таким патрубкам соответствуют пунктирные изображения окружностей, ближайших к месту разрыва кольца коллектора 14. Эти два патрубка заполнены теплоносителем 20 частично, как показано на фиг.3 для самого левого патрубка 15, а остальные патрубки заполнены теплоносителем 20 полностью, как на фиг.3 показано для правого и среднего патрубков 15. При этом как при горизонтальном расположении кольца коллектора 14, так при расположении его с небольшим наклоном обеспечивается непрерывное протекание сконденсированного теплоносителя вдоль коллектора 14 без заполнения его просвета, т.е. с сохранением части просвета свободной для движения парообразной фазы, и возврат жидкого теплоносителя ко всем патрубкам 15 в процессе описанной ниже циркуляции теплоносителя в корпусе охладителя с переходом из жидкой фазы в парообразную и обратно.

Теплоноситель в парожидкостном термосифоне находится в состоянии насыщения. В процессе работы охладителя в составе конструкции предлагаемого погреба в холодное время года, когда температура воздуха в зоне 17 конденсации ниже температуры грунта в зоне размещения патрубков 15, пары теплоносителя конденсируются на внутренней стенке корпуса в зоне 17 конденсации, что сопровождается понижением давления внутри вертикальной трубы (позиции 17, 16, фиг.1) и отеканием жидкого конденсата вниз по ее стенке (позиция 21 на фиг.3). Далее конденсат (позиции 22 на фиг.3) перемещается по коллектору 14 к местам соединения с ним патрубков 15 и возвращается в них. Образовавшийся в результате конденсации паров теплоносителя перепад давления вызывает кипение теплоносителя в патрубках 15. Пузырьки 23 пара всплывают вверх и попадают в просвет коллектора 14, как показано на фиг.3 изогнутыми стрелками. Далее, двигаясь вдоль коллектора по верхней части его просвета, пар перемещается в транспортную зону 16 и поднимается по ней вверх, как показано прямыми стрелками на фиг.3, в зону 17 конденсации. Здесь он передает стенке трубы и ее оребрению теплоту парообразования. Патрубки 15, в которых возникают пузырьки пара теплоносителя, играют, таким образом, роль зоны испарения. Благодаря тому, что вся поверхность зоны испарения омывается жидким теплоносителем и используется для его кипения, передача теплоты от стенки испарителя к теплоносителю происходит с повышенной интенсивностью.

Более подробно физические процессы, происходящие при работе охладителя данного типа, описаны в монографии [2] (раздел 1.5), где рассмотрен похожий охладитель, имеющий прямой коллектор, соединенный с трубой транспортной зоны одним из своих концов.

В предлагаемом изобретении охладитель используется в иных условиях, находясь во взаимодействии с жидкостью для аккумулирования холода, заполняющей предназначенную для нее емкость, при описанном выше их специфическом взаимном расположении и влияет на достижение названных выше видов технического результата только совместно с признаками, характеризующими наличие такой емкости, ее выполнение и упомянутое взаимное расположение.

В результате переноса тепла из зоны испарения в зону конденсации происходит охлаждение и замораживание жидкости в емкости 11. Охлажденная и замороженная жидкость в этой емкости становится аккумулятором холода, обеспечивающим в теплое время года дополнительное снижение температуры в камере 1, увеличивая разницу между нею и температурой воздуха над поверхностью грунта по сравнению с той разницей, которая имела бы место в силу естественных причин в погребе без применения охладителя. Охлаждающее действие жидкости, аккумулирующей холод, проявляется вследствие расходования тепла на плавление находящейся в твердой фазе жидкости (льда) и дальнейший подъем температуры растаявшего льда. Грунт, контактирующий с зоной испарения охладителя, тоже охлаждается в холодный период года и играет роль дополнительного аккумулятора холода. Открытая сверху поверхность емкости 11 позволяет размещать требующие особых условий хранения продукты как непосредственно на этой поверхности (на льду), таки на съемном решетчатом настиле 13.

В теплое время года, когда температура воздуха над поверхностью грунта становится выше окружающей температуры в зоне испарения, циркуляция теплоносителя прекращается.

Эластичная емкость 11 легко может быть заменена в случае необходимости без каких-либо земляных работ непосредственно через люк 4. Аналогично может быть осуществлена замена наиболее ответственной - испарительной части 15 охладителя и коллектора 14 благодаря их гибкости. Для этого достаточно отсоединить коллектор 14 от вертикальной трубы в транспортной зоне 16, а после замены - произвести герметичное соединение с этой трубой и осуществить операции по заправке теплоносителем.

Предлагаемый погреб с аккумулированием холода может найти применение для хранения пищевых продуктов, преимущественно в бытовых условиях.

Источники информации

1. Патент СССР на изобретение №1566178, опубл. 23.05.1990.

2. А. Абросимов, С. Залетаев. Охладители грунта. Конструкции и методы расчета. Изд. Palmarium Academic Publishing, 2012.

3. А.М. Горбов. Устройство погребов и лабазов. Москва, Изд. "ACT". 2007.

4. Патент РФ на полезную модель №101479, опубл. 20.01.2011.

5. Патент РФ на изобретение №2023384, опубл. 30.11.1994.

6. Патент РФ на изобретение №2023383, опубл. 30.11.1994.

1. Погреб, выполненный в виде подземного сооружения, имеющего камеру для размещения продуктов, и содержащий емкость с жидкостью для аккумулирования холода, а также средство для охлаждения этой жидкости, имеющее заправленный теплоносителем герметичный корпус, содержащий последовательно соединенные части, являющиеся зоной испарения, транспортной зоной и зоной конденсации в виде заглушенной сверху вертикальной оребренной трубы, находящейся над поверхностью грунта, отличающийся тем, что пол камеры для размещения продуктов на части его площади имеет углубление, в котором размещена указанная емкость с жидкостью для аккумулирования холода, эта емкость выполнена из эластичного материала с запасом по объему для расширения указанной жидкости при переходе ее из жидкой фазы в твердую и заключена в открытый сверху жесткий защитный кожух с возможностью прилегания к его внутренней поверхности, часть корпуса средства для охлаждения жидкости для аккумулирования холода, являющаяся его транспортной зоной, выполнена в виде трубы, проходящей вертикально через камеру для размещения продуктов и находящийся над ней слой грунта до соединения с частью, являющейся зоной конденсации, кроме того, средство для охлаждения жидкости для аккумулирования холода дополнительно содержит установленный между зоной испарения и транспортной зоной коллектор, представляющий собой заглушенную с обоих концов трубу, изогнутую в виде разомкнутого кольца и имеющую соединение с транспортной зоной в своей средней части, заглушенные концы указанной трубы находятся на одной и той же высоте с ее частью, соединенной с транспортной зоной, или ниже этой части с приданием коллектору наклона, составляющего несколько градусов, а зона испарения образована совокупностью нескольких вертикальных прямолинейных патрубков, которые имеют заглушенные нижние концы и присоединены к коллектору снизу своими верхними концами при равномерном распределении мест присоединения по длине коллектора, коллектор и указанные патрубки имеют такие размеры и расположены таким образом, что охватывают указанный жесткий защитный кожух с заключенной в нем емкостью с жидкостью для аккумулирования холода по его периметру и высоте, при этом из названных частей средства для охлаждения жидкости для аккумулирования холода, по меньшей мере, указанные коллектор и вертикальные патрубки выполнены из легкодеформируемого металла.

2. Погреб по п.1, отличающийся тем, что камера для размещения продуктов снабжена приточной и вытяжной вентиляцией.

3. Погреб по п.1, отличающийся тем, что он снабжен решетчатым настилом, выполненным съемным с возможностью размещения над емкостью с жидкостью для аккумулирования холода.

4. Погреб по п.3, отличающийся тем, что камера для размещения продуктов снабжена приточной и вытяжной вентиляцией.

5. Погреб по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что камера для размещения продуктов тепло- и гидроизолирована, в том числе имеет гидроизоляцию по границе контакта жесткого защитного кожуха с полом этой камеры в верхней части указанного углубления, в котором размещена емкость с жидкостью для аккумулирования холода, заключенная в указанный кожух.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к приемной емкости для кубиков льда, которая в то же время содержит накопительную емкость для питьевой воды/напитка с целью ее охлаждения при помощи латентного теплообменника «лед».

Изобретение относится к холодильному устройству для непрерывного охлаждения жидкостей, которое состоит из линии подвода жидкости, которая подключена к системе снабжения жидкостью, накопительной емкости для льда, измельчительного устройства, блока смешивания и дозирования, а также точки отбора.

Изобретение относится к области теплообменных устройств, предназначенных для охлаждения воздуха на основе поглощения теплоты окружающей среды при таянии льда, и может быть использовано в качестве охлаждающего устройства систем кондиционирования и вентиляции воздуха.

Изобретение относится к области теплообменных устройств, предназначенных для получения низкопотенциальных жидкостных теплоносителей, в частности для утилизации холода нетрадиционных источников в виде тающего льда или снега, и может быть использовано в системах хладоснабжения помещений.

Изобретение относится к системам воздушного охлаждения помещений в теплое время года, получающих охлажденный воздух от возобновляемого источника холода в виде льда, запасенного за счет холода в холодное время года, и предназначено для поддержания требуемого температурного режима и микроклимата в помещениях промышленных, общественных, жилых и других зданий.

Изобретение относится к хранению сельскохозяйственной продукции, в частности к хранилищам замороженных пищевых продуктов с применением аккумулированного естественного холода.
Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для предохранения животных и растительных продуктов от порчи методом охлаждения. .

Изобретение относится к строительству подземных хранилищ в скальных грунтах. .

Изобретение относится к подземному строительству, преимущественно к строительству станций метрополитена глубокого заложения. .

Изобретение относится к подземному строительству, преимущественно к строительству станций метрополитена глубокого заложения. .

Изобретение относится к метростроению и касается способа возведения станции метрополитена глубокого заложения. .

Изобретение относится к горному делу, а именно к обеспечению устойчивости горных выработок в условиях больших глубин. .
Изобретение относится к горному делу, а именно к способам разгрузки горного массива от напряжений вблизи параллельно пpоводимых выработок. .

Изобретение относится к горному делу, в частности к способам охраны пластовых и полевых подготовительных выработок, и может быть использовано при обеспечении устойчивости выраб.оток, проходимых и поддерживаемых в сложных горно-геологических условиях (большая глубина и слабые вмещающие породы).

Изобретение относится к горной промышленности . .

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при реконструкции метрополитенов. .

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении заглубленных инженерных сооружений и многоуровневых подземных конструкций зданий в условиях стесненности городской застройки и слабых водонасыщенных грунтов, методом опускного колодца.
Наверх