Термосифон

Изобретение относится к строительству промышленных и гражданских объектов в криолитозоне с целью обеспечения их надежности. Термосифон включает конденсатор, испаритель и транзитный участок между ними в виде круглой с обеих сторон заглушенной трубы, вертикально установленной и погруженной на глубину испарителя в грунт, из полости трубы откачан воздух, взамен полость заправлена аммиаком, часть полости заполнена жидким аммиаком, остальной объем - насыщенным паром аммиака. Диаметр трубы составляет 33,7×3,5 мм, в испарителе по оси симметрии трубы коаксиально установлена внутренняя труба диаметром 20×2 мм из материала с низким коэффициентом теплопроводности. Степень заполнения термосифона аммиаком составляет 0,45-0,85 (отношение объема жидкости к общему внутреннему объему трубы). Внизу внутренняя труба на длине 600 мм перфорирована шестью отверстиями диаметром 10 мм, длина термосифона 10-16 м, уровень аммиака в испарителе выше торца внутренней трубы не менее 0,1 м, конденсатор с площадью теплообменной поверхности оребрения 2,44 м2, длина оребренной трубы 1,18 м, диаметр оребрения 67 мм. Технический результат состоит в повышении надежности работы термосифона заполненного аммиаком, обеспечении более низких температур охлаждаемого грунта и интенсивности теплообмена при простоте конструктивного исполнения. 1 ил., 1 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится к строительству промышленных и гражданских объектов в криолитозоне с целью обеспечения их надежности. Наиболее применяемым и эффективным методом инженерной защиты несущей способности фундаментов зданий и сооружений в криолитозоне является технология и технические средства активной термостабилизации грунтов с использованием криогенного ресурса и термосифонов. Одним из способов сохранения расчетной отрицательной температуры мерзлых оснований под сооружениями является использование искусственного замораживания талых или охлаждения мерзлых грунтов оснований с применением парожидкостных охлаждающих устройств - двухфазных термосифонов. В этих целях применяют термосифоны (термостабилизаторы) различных конструкций с использованием технологии испарительного термосифона. Наиболее простой по конструкции однотрубный термостабилизатор грунта - заглушенная с двух сторон труба, установленная вертикально и частично погруженная в грунт. Из полости трубы откачан воздух, часть трубы заправлена легкокипящей жидкостью (аммиак, углекислый газ, фреон) до определенной степени заполнения.

Известны технические решения [1] закрытых конвективных термосифонов с использованием жидкого теплоносителя. пригодные для практического использования - одноканальный с изоляционной рубашкой предотвращающей нагрев в верхних слоях грунтов теплоносителя в термосифоне, что способствует ускоренному замораживанию нижних слоев грунта (рис. 2.5а). Предполагалось также, что изоляционная рубашка обеспечит растяжение конвективных контуров (рис. 2.5, а) в отличие от обычной трубы (рис. 2.1, б). Специальные исследования особенностей теплообмена в одноканальных жидкостных термосифонах не подтвердили этих предположений. В результате конвективные термосифоны в качестве термостабилизаторов грунтов оказались малоэффективны с точки зрения интенсивности протекающих в них теплообменных процессов и распределения температурного поля по длине испарителя, что отражается на экономической эффективности, ее снижении.

Известно устройство для замораживания грунта, характеризующееся тем, что оно имеет замораживающую колонку, при этом замораживающая колонка представляет собой две коаксиально расположенные трубы, выполненные из металла [2]. При работе такого устройства в силу высокой теплопроводности материала, например сплава в виде стали, внутренней (питательной) трубы происходит интенсивный теплообмен между жидким хладоносителем, опускающимся по внутренней трубе и подымающимся по кольцевому каналу, образованному внутренней трубой и наружной (замораживающей). Это снижает эффективность работы устройства за счет низкой производительности единицы жидкого хладоносителя по выносу им тепла из грунта.

Известно устройство, в котором внутренняя труба замораживающей колонки выполнена из пластмассы, а хладоносителем является воздух [3]. В устройстве многократно уменьшается теплообмен через стенку внутренней трубы, что повышает производительность замораживающей колонки. Однако одновременно с этим вдоль замораживающей колонки увеличивается неравномерность охлаждения грунта, которая по длине колонки достигает недопустимого значения. Сущность технического решения заключается прежде всего в том, что ранее указанный технический результат достигается за счет наличия у устройства внутренней трубы замораживающей колонки со стенкой с ограниченной величиной коэффициента теплопередачи. Справочные значения соотношений теплопроводности λ материалов стальной и пластмассовой стенки внутренней трубы и коэффициента теплопередачи Кст стенки из таких материалов при толщине стенки 0,01 метра и без учета ее кривизны в поперечном сечении составляют 200-800. Таким образом, существенно увеличить эффективность замораживающей колонки за счет изменения теплотехнических параметров только ее внутренней трубы в конвективном термосифоне не представляется возможным.

Наиболее близким к описываемому изобретению является термосифон [4], работающий в испарительном пленочном режиме с геометрическими размерами диаметром - 60 мм и длиной 5 м, предназначенный для термостабилизации грунтов в криолитозоне с целью обеспечения устойчивости строящихся объектов. Надежность работы таких термостабилизаторов зависит от ряда факторов и обстоятельств. Интенсивность притока тепла к испарителю в грунте может обеспечивать только испарение с поверхности жидкого хладагента, то есть с поверхности пленки стекающего конденсата. При этом могут иметь место ситуации: срыв пленки конденсата на поверхности испарителя, зависание каймы пленки в термосифоне, сопровождающееся замедлением ее движения или вовсе остановкой на промежуточном участке испарителя, покрытие пленкой части поверхности испарителя. Последнее обусловлено смачиваемостью стенки испарителя хладагентом либо отклонением от оси трубы термосифона. При отклонении оси трубы от вертикали стекающая под воздействием гравитационного поля пленка конденсата стремится сосредоточиться в «тальвеге» поверхности, жидкость стекает в нижнюю часть испарителя сосредоточенным потоком. Местный срыв пленки будет происходить в зоне стыков труб, вмятин, заусенцев и прочих неоднородностей на внутренней поверхности трубы. Пленка не будет достигать нижней части термосифона и при недостаточном количестве (дефиците) хладагента. Наблюдается неравномерное распределение температуры по длине испарителя в результате ее повышения с увеличением глубины погружения испарителя в грунт.

Перечисленные недостатки пленочных испарительных термосифонов существенно снижают их тепловую эффективность, как следствие, в целом снизятся технико-экономические показатели в процессе эксплуатации при наличии вышеуказанных факторов.

Изобретение направлено на повышение экономичности и надежности работы термосифона (термостабилизатора грунта), заполненного аммиаком, обеспечение более низких температур охлаждаемого грунта и интенсивности теплообмена при простоте конструктивного исполнения.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в термосифоне, включающем конденсатор, испаритель и транзитный участок между ними в виде круглой с обеих сторон заглушенной трубы, вертикально установленной и погруженной на глубину длины испарителя в грунт, из полости трубы откачан воздух, взамен полость заправлена аммиаком, часть полости заполнена жидким аммиаком, остальной объем - насыщенным паром аммиака, испаритель выполнен в виде коаксиально смонтированных труб, наружная труба диаметром 33,7×3,5 мм стальная, в испарителе по центру коаксиально установлена труба диаметром 20×2 мм из материала с низким коэффициентом теплопроводности (полиэтилена), степень заполнения термосифона аммиаком составляет 0,45-0,85 (отношение объема жидкости к общему внутреннему объему трубы), внизу внутренняя труба на длине 600 мм перфорирована шестью отверстиями диаметром 10 мм, длина термосифона 10-16 м, уровень аммиака в испарителе выше торца внутренней трубы не менее 0,1 м, конденсатор с площадью теплообменной поверхности оребрения 2,44 м2, длина оребренной трубы 1,18 м, диаметр оребрения 67 мм.

На чертеже представлен общий вид термосифона (термостабилизатора грунта). Термосифон длиной 10-16 м в виде стальной трубы 1 марки 09Г2С диаметром 33,7×3,5 мм содержит испаритель 2, конденсатор 3 и транзитный участок между ними 4. Конденсатор - верхняя часть трубы с алюминиевым оребрением 5 диаметром 67 мм, длино1 1,18 м и общей площадью поверхности теплообмена 2,44 м2. Внутри испарителя коаксиально установлена труба 6 из материала с низким коэффициентом теплопроводности, диаметром 20×2 мм (полиэтиленовая). Внизу труба перфорирована шестью отверстиями 7 диаметром 10 мм с межцентровыми расстояниями по прямой линии и оси симметрии трубы 100 мм и на расстоянии последнего отверстия от нижнего края трубы 10 мм. Внутренняя полость термосифона взамен откачанного воздуха заполнена жидким 8 и газообразным 9 аммиаком. Термосифон погружен в грунт 10 на глубину, равную длине испарителя.

Заявленный термосифон с внутренним устройством типа трубы перфорированной в нижней ее части для интенсификации процесса теплообмена и снижения температуры на теплообменной поверхности испарителя работает следующим образом.

С наступлением холодов в криолитозоне и при снижении температуры воздуха ниже 0°С в термосифоне наблюдается протекание процессов испарения и конденсации аммиака соответственно в испарителе 2 и конденсаторе 3, который охлаждается атмосферным воздухом. Образующийся в конденсаторе жидкий аммиак стекает пленкой по стенкам трубы транзитного участка 4 и испарителя, где смешивается с основной массой жидкого аммиака 8. Степень заполнения термосифона жидким аммиаком составляет 0,45-0,85 (отношение объема жидкости к общему внутреннему объему трубы). В пространстве испарителя, заполненного газообразным аммиаком 9, происходит испарение жидкого аммиака с поверхности пленки в результате его нагрева теплом грунта 10. Холодные слои жидкого аммиака по внутренней полиэтиленовой трубе 6, коаксиально установленной по оси симметрии трубы 1, опускаются и через отверстия 7 попадают в межкольцевое пространство. Под воздействием передающегося тепла от грунта к теплообменной поверхности испарителя жидкий аммиак нагревается и испаряется. Образующаяся парожидкостная смесь движется вверх под воздействием разностей температуры аммиака по высоте испарителя и плотностей аммиака во внутренней трубе и межкольцевом пространстве. Над уровнем аммиака 8 происходит сепарация парожидкостной смеси с выделением пара аммиака и его последующим движением вместе с испарившимся аммиаком с поверхности пленки по транзитному участку в конденсатор 3, который охлаждается окружающим холодным воздухом, проходящим между кольцевыми алюминиевыми ребрами 5.

Пример

В условиях полигона проведены испытания на стенде трех термосифонов с одинаковыми геометрическими размерами: длина термосифонов составляла 12 м, длина внутренней трубы - 9 м, степень заполнения термосифона жидким аммиаком - 0,8, скорость охлаждающего конденсатор воздуха - 5 м/с. При этом внутренние устройства были разные - с внутренними трубами из различных материалов - стали, полиэтилена - и без внутренней трубы. Результаты испытаний термосифонов приведены в таблице.

Результаты испытаний показали два эффекта - наиболее низкие температуры на внешней поверхности испарителя при работе термосифона с внутренней полиэтиленовой трубой по сравнению с работой термосифонов с металлической трубой или без нее и наличие изотермического участка в интервале 4-10 м от низа внешней трубы испарителя.

Выполнение испарителя термосифона в виде коаксиально смонтированных труб определенных диаметров, а внутренней трубы из материала с низким коэффициентом теплопроводности (полиэтилена), с соблюдением соотношения площадей теплообменных поверхностей конденсатора и испарителя при определенной степени заполнения аммиаком термосифона предопределяет геометрию контуров циркуляции хладагента в испарителе и, как следствие, эффект значительного снижения и изотермического распределения температуры по внешней поверхности испарителя на отдельном его участке длиной примерно 6 м. Снижение температуры для отдельных режимов работы термосифонов с внутренней полиэтиленовой трубой происходит на 10°С и более. Степень заполнения в совокупности с наличием внутренних устройств (трубы) по результатам исследований оказывает существенное влияние на интенсивность и глубину протекающих процессов замораживания грунтов.

Предшествующий уровень техники (прототип в том числе) не обеспечивает термосифонному устройству функционирование способом данного изобретения и с оператором преимуществ к тому, которое предоставляет данное изобретение. В изобретении сочетаются преимущества конвективных термосифонов с контурами циркуляции в жидкой фазе и испарительных термосифонов, обладающих высокой интенсивностью теплообменных процессов в парожидкостных средах на стадиях испарения и конденсации хладагента.

Источники информации

1. Макаров В.И. Термосифоны в северном строительстве. Новосибирск: Наука, 1985, с. 28, рис. 2.5а.

2. Хакимов Х.Р. Замораживание грунтов в строительных целях. - М.: Госстройиздат. - 1962. - С. 122-127.

3. Придорогин В.М. Исследования противофильтрационных элементов земляных плотин мерзлого типа. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Л., 1974.

4. Макаров В.И. Термосифоны в северном строительстве. Новосибирск: Наука, 1985, с. 35, 36, рис. 2.7 д, е.

Термосифон, включающий конденсатор, испаритель и транзитный участок между ними в виде круглой с обеих сторон заглушенной трубы, вертикально установленной и погруженной на глубину испарителя в грунт, из полости трубы откачан воздух, взамен полость заправлена аммиаком, часть полости заполнена жидким аммиаком, остальной объем - насыщенным паром аммиака, отличающийся тем, что диаметр трубы составляет 33,7×3,5 мм, в испарителе по оси симметрии трубы коаксиально установлена внутренняя труба диаметром 20×2 мм из материала с низким коэффициентом теплопроводности, степень заполнения термосифона аммиаком составляет 0,45-0,85 (отношение объема жидкости к общему внутреннему объему трубы), внизу внутренняя труба на длине 600 мм перфорирована шестью отверстиями диаметром 10 мм, длина термосифона 10-16 м, уровень аммиака в испарителе выше торца внутренней трубы не менее 0,1 м, конденсатор с площадью теплообменной поверхности оребрения 2,44 м2, длина оребренной трубы 1,18 м, диаметр оребрения 67 мм.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области строительства в районах со сложными инженерно-геокриологическими условиями и может быть использовано для термостабилизации многолетнемерзлых и замораживания слабых пластичномерзлых грунтов.

Изобретение относится к области строительства на многолетнемерзлых грунтах с искусственным охлаждением грунтов основания и одновременным обогревом сооружения с помощью теплового насоса.

Изобретение относится к устройствам для теплообмена в дренажной системе, а также на строительной площадке. Устройство для теплообмена в дренажной системе содержит теплообменный компонент, имеющий наружный канал и внутренний канал, причем внутренний канал расположен внутри наружного канала.

Изобретение относится к теплотехнике в области строительства, а именно к индивидуальным сезонно-действующим охлаждающим устройствам - термостабилизаторам грунтов.

Изобретение относится к области строительства в районах распространения многолетне-мерзлых грунтов и, конкретно, к устройствам, обеспечивающим мерзлое состояние грунтов оснований сооружений при проектном значении отрицательной температуры.

Изобретение относится к способу термостабилизации многолетнемерзлых и слабых грунтов и может быть использовано в производстве термосифонов (термостабилизаторов).

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано при освоении и эксплуатации месторождений, расположенных в зоне многолетнемерзлых пород.

Изобретение относится к строительству гидротехнических сооружений и может быть применено для создания ограждающей конструкции, предназначенной для защиты добывающей платформы плавучего типа в ледовых условиях арктического шельфа.

Изобретение относится к области строительства, а именно к устройствам для глубинного охлаждения и замораживания грунтов оснований зданий и сооружений, возводимых на многолетнемерзлых грунтах.

Изобретение относится к устройствам регулируемой температурной стабилизации, охлаждения и замораживания грунта основания фундаментов, а также теплоснабжения сооружений на вечномерзлых грунтах (в условиях криолитозоны).

Изобретение относится к строительству в зонах вечной мерзлоты, а именно к термостабилизаторам грунта для замораживания фундаментов. Термостабилизатор грунта содержит герметичный вертикально расположенный корпус с теплоносителем, в верхней и нижних частях которого расположены зоны теплообмена. При этом по меньшей мере в одной зоне теплообмена установлена кольцеобразная вставка, имеющая повышенную удельную поверхность. Наружная поверхность вставки контактирует с внутренней поверхностью корпуса в зоне теплообмена. Площадь поперечного сечения кольцеобразной вставки не превышает 20% площади поперечного сечения полости корпуса. Технический результат состоит в повышении теплопередающих характеристик при сохранении компактности термостабилизатора, а также повышении эффективности работы термостабилизатора грунта. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к строительству, а именно к устройствам, используемым при термомелиорации грунтов основания фундаментов сооружений, возводимых в районах распространения вечной и сезонной мерзлоты. Охлаждающее устройство для термостабилизации грунтов оснований зданий и сооружений содержит вертикальный двухфазный термостабилизатор, подземная часть которого помещена в футляр, заполненный теплопроводящей жидкостью, и закреплена с помощью радиального и упорного подшипников, обеспечивающих свободное вращение корпуса термостабилизатора вокруг вертикальной оси, за счет силы ветра, набегающего на чашки-лопасти ветроколеса, закрепленные на надземной части термостабилизатора под углом 120 градусов относительно друг друга. Технический результат состоит в обеспечении равномерного распределения теплового потока в системе грунт-футляр-термотабилизатор за счет обеспечения истечения хладагента из зоны конденсации к зоне испарения в виде тонкой кольцевой пленки по внутреннему периметру корпуса термостабилизатора, а также создания вынужденной конвекции теплоносителя в футляре, повышении эффективности работы устройства. 2 ил.

Изобретение относится к области строительства в северных районах и предназначено для возведения ледяных инженерных сооружений, аккумуляции холода и образования сводчатых ледяных сооружений для хранения на (не)плавучих ледяных или ледопородных платформах на шельфах морей. Технический результат - повышение надежности ледяного сооружения, который достигается тем, что в способе возведения ледяного сооружения, включающем разработку площадки, на которой устанавливают надувные конструкции с последующим их демонтажом и перемещением по мере необходимости, заполнение их воздухом, послойное намораживание пайкерита путем набрызга или послойного полива водяной пульпы. Она содержит древесные опилки или какого-либо другого вида древесную массу, дополнительно перед намораживанием пайкерита надувные конструкции покрывают геоматериалом в виде водопроницаемого геосинтетического материала: геосетки или георешетки. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к теплотехнике в области строительства, а именно к термостабилизации грунтовых оснований свайных фундаментов опор трубопровода и трубопроводов подземной прокладки, расположенных на многолетнемерзлых грунтах. Способ термостабилизации грунтов оснований свайных фундаментов опор трубопровода и трубопроводов подземной прокладки заключается в том, что производят выемку льдистых грунтов в основаниях свайных фундаментов опор трубопровода, трубопроводов подземной прокладки и укладку в выемку композитного материала, установку по меньшей мере двух термостабилизаторов грунта по краям выемки, при этом композитный материал имеет состав при соотношении компонентов, мас. %: гравелистый песчаный грунт 60-70, вспененный модифицированный полимер 20-25, жидкий теплоноситель 5-20 или крупный песчаный грунт 70-80, вспененный модифицированный полимер 10-15, жидкий теплоноситель 5-20. Для пропитки полимера выбирают жидкий теплоноситель, характеризующийся высокой теплоемкостью и низкой температурой замерзания до -25°C. Технический результат состоит в повышении надежности конструкции при строительстве свайных фундаментов опор трубопровода и трубопроводов подземной прокладки, расположенных на многолетнемерзлых грунтах, обеспечении безопасной эксплуатации магистральных нефтепроводов на проектных режимах в течение заданного срока на территории распространения многолетнемерзлых грунтов. 5 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области строительства трубопроводов подземной прокладки и может быть использовано для обеспечения термостабилизации грунтов при подземной прокладке трубопроводов на многолетнемерзлых и слабых грунтах. Устройство термостабилизации многолетнемерзлых грунтов содержит по меньшей мере два термостабилизатора грунта на основе двухфазных термосифонов, включающих надземную конденсаторную часть и подземные транспортную и испарительные части, и по меньшей мере один теплопроводящий элемент, выполненный в виде пластины из теплорассеивающего материала с коэффициентом теплопроводности не менее 5 Вт/м⋅К. По меньшей мере два термостабилизатора грунта установлены по обе стороны от трубопровода подземной прокладки, а по меньшей мере один теплопроводящий элемент установлен под теплоизоляционным материалом, отделяющим трубопровод подземной прокладки от кровли многолетнемерзлых грунтов, и имеет отверстия для соединения с испарительными частями по меньшей мере двух термостабилизаторов грунта. Технический результат состоит в повышении эффективности сохранения многолетнемерзлых грунтов или замораживания слабых грунтов оснований объектов трубопроводной системы для обеспечения безопасности в течение назначенного срока эксплуатации на проектных режимах. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области строительства и эксплуатации зданий в районах со сложными инженерно-геокриологическими условиями, а именно к термостабилизации многолетнемерзлых и слабых грунтов. Способ установки термостабилизаторов в проветриваемом подполье эксплуатируемых зданий включает бурение, по крайней мере, одной вертикальной скважины в проветриваемом подполье без нарушения перекрытий здания. Установку в скважине термостабилизатора, содержащего заправленную хладагентом трубу испарителя и конденсатор, причем труба выполнена с возможностью изгиба, радиус которого не превышает высоту проветриваемого подполья. Глубина установки термостабилизатора при этом такова, что конденсатор расположен выше уровня грунта в проветриваемом подполье. Технический результат состоит в упрощении процедуры монтажа термостабилизаторов под эксплуатируемым зданием, улучшении ремонтопригодности системы охлаждения грунта и упрощении ее обслуживания, увеличении несущей способности грунтов основания за счет их охлаждения по всей площади проветриваемого подполья эксплуатируемого здания при одновременном уменьшении количества используемых термостабилизаторов и освобождении прилегающей территории за счет размещения охлаждающих элементов в проветриваемом подполье. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области строительства сооружений в сложных инженерно-геологических условиях криолитозоны. Изобретение направлено на создание глубинных термосифонов со сверхглубокими подземными испарителями, порядка 50-100 м и более, с равномерным распределением температуры по поверхности испарителя, расположенного в грунте, что позволяет более эффективно использовать его потенциальную мощность по выносу тепла из грунта и увеличить энергетическую эффективность применяемого устройства. По первому варианту термосифон вместе с гильзой погружают вертикально в грунт на глубину 50 м. Термосифон содержит герметичный трубчатый корпус с зонами испарения, конденсации и транспортной зоной между ними. Конденсатор в зоне конденсации выполнен в виде центральной трубы большого диаметра и восьми патрубков меньшего диаметра с внешним оребрением из алюминия, расположенных вокруг центральной трубы. Патрубки соединены с отверстиями в ней, а в нижней части центральной трубы размещен сепаратор со сквозными патрубками для прохода парокапельной смеси хладагента (аммиака в первом варианте или углекислого газа - во втором) из испарителя в конденсатор и стока конденсата аммиака из конденсатора. Сквозные патрубки смонтированы на трубной доске. К патрубку для стока конденсата, расположенного по центру доски, снизу подсоединена внутренняя полиэтиленовая труба, которая опущена до низа трубы корпуса испарителя. В нижней части полиэтиленовой трубы выполнены отверстия для перетока жидкого хладагента в межкольцевое пространство, образованное стенками труб корпуса испарителя и внутренней трубы. По первому варианту (хладагент - аммиак) термосифон погружен в гильзу, заполненную 25-30%-ной аммиачной водой. Степень заполнения термосифона жидким аммиаком ε=0,47-0,52 при 0°С. По второму варианту термосифон заполняют углекислым газом и погружают вертикально в грунт без гильзы, степень заполнения жидким углекислым газом ε=0,45-0,47. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 5 ил., 2 пр.

Изобретение относится к области строительства в районах со сложными инженерно-геокриологическими условиями, где применяется термостабилизация многолетнемерзлых и пластично-мерзлых грунтов, и может быть использовано для поддержания их мерзлого состояния или замораживания, в том числе и в скважинах, неустойчивых в стенках и склонных к оползанию и обвалообразованию. Способ включает бурение вертикальной скважины полой шнековой колонной (ПШ) до проектной отметки с последующим извлечением съемного центрального долота, установку на верхнюю часть ПШ цементировочной головки со шлангом от цементонасоса, извлечение ПШ с одновременной подачей цементного раствора через ПШ до заполнения скважины и установку охлаждающего устройства с теплоизоляционным кожухом на конденсаторе (при отрицательных температурах атмосферного воздуха), который демонтируют после твердения цементного раствора. Предлагаемое техническое решение позволяет обеспечить технологичность монтажа охлаждающих устройств, эффективность процесса охлаждения грунтов и долговечность охлаждающих конструкций, заглубленных в грунтовый массив. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к системам для охлаждения и замораживания грунтов в горнотехническом строительстве в областях распространения вечной мерзлоты (криолитозоне), характеризующихся наличием природных рассолов с отрицательными температурами (криопэгами). Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение экономичности, надежности и стабильности работы. Технический результат достигается тем, что система для охлаждения и замораживания грунтов, включающая установку подземных теплообменников с жидким теплоносителем с температурой замерзания ниже нуля градусов по Цельсию (рассолом), характеризуется тем, что в качестве жидкого теплоносителя используют криопэги, причем криопэг подается в замораживающие колонки из криолитозоны в теплообменники. Отработанные криопэги могут принудительно отводиться в массив криолитозоны. Наружная часть циркуляционного контура может быть термоизолирована. Технический результат – повышение экономичности достигается отсутствием энергозатратных холодильных машин и за счет отсутствия необходимости в приготовлении специального охлаждающего раствора. Технический результат – повышение надежности достигается снижением количества компонентов системы, вероятность выхода из строя каждого из которых отличается от нулевой. Технический результат – повышение стабильности работы достигается стабильностью температуры криопэга, общее количество которого значительно превышает количество используемого за сезон криопэга. Изобретение может с успехом применяться при строительстве промышленно-гражданских сооружений. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Предлагаемое устройство относится к строительству одноэтажных зданий на многолетнемерзлых грунтах с искусственным охлаждением грунтов основания здания с помощью теплового насоса и одновременным обогревом здания с помощью теплового насоса и дополнительного источника тепла. Техническим результатом является создание конструкции фундамента, в полной мере обеспечивающей обогрев здания с одновременным сохранением грунтов основания в мёрзлом состоянии вне зависимости от изменения климата и при этом не вызывающей чрезмерного охлаждения многолетнемёрзлых грунтов, которое может привести к их растрескиванию, без устройства подсыпки. Технический результат достигается тем, что поверхностный фундамент для одноэтажного здания на многолетнемерзлых грунтах состоит из совокупности фундаментных модулей полной заводской готовности, которые подключаются к тепловому насосу параллельно с помощью теплоизолированных коллекторов греющего и охлаждающего контуров теплового насоса, при этом теплоизолированный коллектор греющего контура имеет дополнительный источник тепла, компенсирующий недостаток низкопотенциального тепла, перекачиваемого тепловым насосом из грунта для обогрева здания, интенсивность которого автоматически регулируется в зависимости от теплопотерь здания и количества низкопотенциального тепла, перекачиваемого тепловым насосом. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к строительству промышленных и гражданских объектов в криолитозоне с целью обеспечения их надежности. Термосифон включает конденсатор, испаритель и транзитный участок между ними в виде круглой с обеих сторон заглушенной трубы, вертикально установленной и погруженной на глубину испарителя в грунт, из полости трубы откачан воздух, взамен полость заправлена аммиаком, часть полости заполнена жидким аммиаком, остальной объем - насыщенным паром аммиака. Диаметр трубы составляет 33,7×3,5 мм, в испарителе по оси симметрии трубы коаксиально установлена внутренняя труба диаметром 20×2 мм из материала с низким коэффициентом теплопроводности. Степень заполнения термосифона аммиаком составляет 0,45-0,85. Внизу внутренняя труба на длине 600 мм перфорирована шестью отверстиями диаметром 10 мм, длина термосифона 10-16 м, уровень аммиака в испарителе выше торца внутренней трубы не менее 0,1 м, конденсатор с площадью теплообменной поверхности оребрения 2,44 м2, длина оребренной трубы 1,18 м, диаметр оребрения 67 мм. Технический результат состоит в повышении надежности работы термосифона заполненного аммиаком, обеспечении более низких температур охлаждаемого грунта и интенсивности теплообмена при простоте конструктивного исполнения. 1 ил., 1 табл., 1 пр.

Наверх