CN208251066U - 热管式冷库地坪防冻膨装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种热管式冷库地坪防冻膨装置，冷库附近的地面表层、隔热层和隔汽层下，地基上的混凝土垫层内铺设多根热管，多根热管在混凝土垫层内并排分布，并采用钢筋网将多根热管固定，热管内封有工作介质，热管的蒸发段埋设于冷库外侧地坪，热管的冷凝段埋设在冷库底部地坪，且热管的冷凝段高于热管的蒸发段布置，热管的冷凝段长度为冷库宽度的一半；热管与地坪水平面间有微小的倾斜度。本实用新型利用热管的单向高导热性，克服了冷库长期使用造成的地坪膨胀、地基松动问题，并因热管可以具有不同的蒸发温度且容易控制，不需要额外动力，具有换热效果好、可长期使用、使用范围广泛、节能效果显著等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种冷库地坪的防冻装置，特别涉及一种热管式的冷库地坪防冻装置，属于制冷技术领域。
背景技术
冷库是现代生活中必不可少的食品冷却、冷藏及冷冻的场所，合理的建筑结构、良好的隔热防潮性能等因素是其长久使用的重要条件。然而在实际使用过程中，冷库地坪铺设的隔热层并不能完全隔绝库内冷量的传递，只能降低其传递速度。特别是低温冷库的温度常年在-20℃以下，库温与地坪土层间温差较大，透过隔热层和冷桥缓慢地发生换热，使土层温度降低。长此以往，冷库地坪下土层得不到热量的补充，0℃等温线逐渐下移，最终引起地坪冻膨或地基冻胀现象，危及建筑结构安全。
目前冷库地坪防冻常用地坪架空、地垄墙半架空、地下埋设油管或通风管、电热钢丝网等方法，但都需要持续消耗能源，管理麻烦，设备运行费用高。此前曾有热管技术用于冻土加固、高速公路冷却的报道，但未见用于冷库地坪防冻方面的研究。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种热管式冷库地坪防冻膨装置，在建成后不消耗能源的基础上克服冷库地坪容易产生冻膨现象的问题，防止冷库地基抗压程度、抗剪程度、融沉性和冻胀性等力学指标的改变对建筑结构造成严重影响，造价低，管理方便。
本实用新型采用的技术方案是：一种热管式冷库地坪防冻膨装置，包括冷库、地面表层、隔热层、隔汽层、混凝土垫层，所述冷库附近的地面表层、隔热层和隔汽层下，地基上的混凝土垫层内铺设多根热管，多根热管在混凝土垫层内并排分布，并采用钢筋网将多根热管固定，热管内封有工作介质，热管的蒸发段埋设于冷库外侧地坪，热管的冷凝段埋设在冷库底部地坪，且热管的冷凝段高于热管的蒸发段布置，热管的冷凝段长度为冷库宽度的一半；热管与地坪水平面间有微小的倾斜度。
所述热管为整体热管或分离式热管，热管外壁周围的空隙中回填导热性材料，以增强热管与周围土壤的换热。
所述导热性材料为颗粒均匀细小的沙石。
所述热管为重力热管或带芯网的热管，内部工作介质为具有与混凝土垫层温度相适配的蒸发温度的液体，管壁采用兼容性、导热性好的金属或非金属材料。
所述热管的蒸发段带有翅片，以增大换热面积，提高换热效率。
所述热管的蒸发段连接太阳能集热装置或压缩机冷凝器余热导管的换热装置。
本实用新型与现有技术相比，具有的有益效果是：
1. 通过热管技术，实现了冷库地坪的无功耗防冻膨，延长冷库使用年限，安全节能环保。
2. 热管安装廉价方便，建成后自动工作，基本无需管理，节约人力物力财力，具备可靠性和推广价值。
3. 由于热管可以通过选择不同的工作介质来控制蒸发温度，可以根据地区气温、冷库温度、投入成本等因素来满足不同情况的冷库地坪防冻需求。
4. 由于热管内部工作介质工作的相对独立性，即使某一根热管出现介质泄漏等问题，其他热管仍然可以正常工作，达到保护冷库地坪的目的。
附图说明
图1为本实用新型的热管式冷库地坪防冻膨装置结构示意图；
图2是图1中沿A-A的剖视图。
图3是带翅片的重力热管；
图4是蒸发段连接换热装置的示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1，2所示，本实用新型的热管式冷库地坪防冻膨装置，包括冷库1、地面表层2、隔热层3、隔汽层4、混凝土垫层5、地基6、热管等。
冷库1附近的地面表层2、隔热层3和隔汽层4下，地基6上的混凝土垫层5内铺设多根热管，多根热管在混凝土垫层5内并排分布，并采用钢筋网将多根热管固定，热管内封有工作介质7，热管的蒸发段8埋设于冷库外侧地坪，热管的冷凝段10埋设在冷库底部地坪，且热管的冷凝段10高于热管的蒸发段8布置，热管的冷凝段10长度为冷库1宽度的一半；热管与地坪水平面间有微小的倾斜度。
热管为整体热管或分离式热管，热管外壁周围的空隙中回填导热性材料，以增强热管与周围土壤的换热。导热性材料为颗粒均匀细小的沙石。 热管为重力热管或带芯网的热管，内部工作介质7为具有与混凝土垫层5温度相适配的蒸发温度的液体，管壁采用兼容性、导热性好的金属或非金属材料。
本实用新型的基本原理是：
利用热管的工作机理，夏天，由于环境空气温度比较高，传热于地坪，热管蒸发段与周围土壤换热，内部工作介质汽化，在蒸汽压作用下往上部冷凝段流动，将热量补给冷库地坪下方土层，提高土层温度。在热管冷凝段，由于温度比较低，蒸汽遇冷凝结，凝结液在重力作用下回到蒸发段，进行下一个循环，不需要能源驱动。热管蒸发段顶端也可与周围土壤分开一段距离，以引进空气或太阳能，促进内部工作介质的蒸发。即使在冬季，南方地区气温一般在0℃以上，热管也能自动实现导热循环，在寒冷地区也可以连接太阳能集热装置或压缩机冷凝热导管等换热设备来使工作介质汽化。由于热管的单向传热作用，只要热管蒸发段温度达到工质蒸发温度，热管就不断工作，为冷库地坪补给热量，提高冷库地坪土层温度，弥补冷库地坪长期使用造成温度下降，甚至容易产生冻膨现象的不足。
本实用新型在工作时，由于环境空气温度比较高，传热于地坪，热管蒸发段与周围土壤换热，内部工作介质汽化，在蒸汽压作用下往上部冷凝段流动，在热管冷凝段，由于冷库地坪温度比较低，蒸汽遇冷凝结，凝结液在重力作用下回到蒸发段，进行下一个循环，不需要能源驱动。将热量补给给冷库地坪下方土层，提高该土层温度，防止冻结膨胀。热管蒸发段顶端也可与周围土壤分开一段距离，以引进空气或太阳能，促进内部工作介质的蒸发。
除采用上述实施方式外，本实用新型中的热管的蒸发段8可以增加多个翅片11，以强化热管与周围土壤或空气的换热效果，如图3所示。其运行过程与实施例1相同。
除采用上述实施方式外，本实用新型中的热管的蒸发段8可以增加换热设备13，将带有低品废热的冷库冷却水从进口14引入蒸发段，从出口16流出进入制冷循环，如图4所示。利用冷库冷凝热加强热管内部工作介质7的蒸发，提高工作效率，其运行过程与实施例1相同。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员，在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种热管式冷库地坪防冻膨装置，包括冷库(1)、地面表层(2)、隔热层(3)、隔汽层(4)、混凝土垫层(5)，其特征在于：所述冷库(1)附近的地面表层(2)、隔热层(3)和隔汽层(4)下，地基(6)上的混凝土垫层(5)内铺设多根热管，多根热管在混凝土垫层(5)内并排分布，并采用钢筋网将多根热管固定，热管内封有工作介质(7)，热管的蒸发段(8)埋设于冷库外侧地坪，热管的冷凝段(10)埋设在冷库底部地坪，且热管的冷凝段(10)高于热管的蒸发段(8)布置，热管的冷凝段(10)长度为冷库（1）宽度的一半；热管与地坪水平面间有微小的倾斜度。
2.根据权利要求1所述的热管式冷库地坪防冻膨装置，其特征在于：所述热管为整体热管或分离式热管，热管外壁周围的空隙中回填导热性材料，以增强热管与周围土壤的换热。
3.根据权利要求2所述的热管式冷库地坪防冻膨装置，其特征在于：所述导热性材料为颗粒均匀细小的沙石。
4.根据权利要求1所述的热管式冷库地坪防冻膨装置，其特征在于：所述热管为重力热管或带芯网的热管，内部工作介质(7)为具有与混凝土垫层(5)温度相适配的蒸发温度的液体，管壁采用兼容性、导热性好的金属或非金属材料。
5.根据权利要求1所述的热管式冷库地坪防冻膨装置，其特征在于：所述热管的蒸发段(8)带有翅片(11)，以增大换热面积，提高换热效率。
6.根据权利要求1所述的热管式冷库地坪防冻膨装置，其特征在于：所述热管的蒸发段(8)连接太阳能集热装置或压缩机冷凝器余热导管的换热装置(13)。
Priority Applications (1)
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| CN201820657910.0U CN208251066U (zh) | 2018-05-04 | 2018-05-04 | 热管式冷库地坪防冻膨装置 |
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| CN (1) | CN208251066U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113983234A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-01-28 | 中国科学院西北生态环境资源研究院 | 非连续多年冻土区埋地冷输天然气管道管基土冻胀防治装置及方法 |
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2018
- 2018-05-04 CN CN201820657910.0U patent/CN208251066U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN113983234A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-01-28 | 中国科学院西北生态环境资源研究院 | 非连续多年冻土区埋地冷输天然气管道管基土冻胀防治装置及方法 |
| CN113983234B (zh) * | 2021-11-23 | 2023-08-18 | 中国科学院西北生态环境资源研究院 | 非连续多年冻土区埋地冷输天然气管道管基土冻胀防治装置及方法 |
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