CZ301560B6 - Device for stabilization of soil by freezing - Google Patents
Device for stabilization of soil by freezing Download PDFInfo
- Publication number
- CZ301560B6 CZ301560B6 CZ20060066A CZ200666A CZ301560B6 CZ 301560 B6 CZ301560 B6 CZ 301560B6 CZ 20060066 A CZ20060066 A CZ 20060066A CZ 200666 A CZ200666 A CZ 200666A CZ 301560 B6 CZ301560 B6 CZ 301560B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- soil
- heat pump
- building
- ground
- primary circuit
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Zařízeni ke zpevňování zeminy zmrazenímEquipment for solidification of soil by freezing
Oblast,jgshnikYArea, jgshnikY
Vynález se týká zařízení ke zpevňování zeminy zmrazením jejím uvedením na teplotu nižší než je teploto tuhnutí vody, obvykle v místech u stavebních objektů, především zeminy s menší únosností, tvořenou obvykle vlhkými, podmáčenými vrstvami zeminy, mokřady, rašeliništi, zejména v místech, kde se budou nacházet nebo se nacházejí vozovky, obvykle dálničního typu, pilíře, zejména mostů, budovy a jim podobné stavební objekty.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus for solidifying a soil by freezing it by bringing it to a temperature below the freezing point of water, usually at sites near buildings, in particular soils of lower bearing capacity, usually formed by wet, waterlogged soil layers. roadways, usually motorways, pillars, in particular bridges, buildings and similar structures, are or will be located.
Dosavadní stav techniky is Stavební objekty, budované v místech s nedostatečnou únosností podložní zeminy, se dosud obvykle musely uspořádat na zpevněných betonových deskách, většinou armovaných nebo na masivních pilířích, hluboce zapuštěných v zemině. Pokud se při zakládání staveb zemina u jejich základů zpevňovala zmrazením, dělo se tak obvykle uložením chladicích trubek nebo příslušně tvarovaných kontejnerů do zmrazované zeminy, které byly napojeny na samostatné chladicí září20 zení, které ochlazené chladicí médium vhánělo do jejich obvodů.BACKGROUND OF THE INVENTION Building structures constructed in places with insufficient bearing capacity of subsoil have so far usually had to be arranged on reinforced concrete slabs, mostly reinforced or on solid pillars, deeply embedded in the soil. When the foundations of the soil were solidified by freezing in their foundations, this was usually done by placing cooling tubes or appropriately shaped containers in frozen soil, which were connected to a separate cooling radiator 20 which forced the cooled cooling medium into their perimeter.
Tyto způsoby zpevňování zeminy jsou však poměrně drahé. V případě zpevňování zeminy mrazením chladicími trubkami uspořádanými v zemině a napojenými na chladicí zařízení dochází především k velkým investičním nákladům souvisejících s pořízením chladicího zařízení, jakož i k velkým provozním nákladům, daným spotřebou energie pro pohon chladicího zařízení, které je v podstatě v nepřetržitém chodu ajeho údržbou.However, these methods of soil consolidation are relatively expensive. In the case of soil consolidation by freezing of cooling pipes arranged in the soil and connected to the cooling equipment, there are mainly large investment costs associated with the acquisition of the cooling equipment, as well as large operating costs due to the energy consumption to drive the cooling equipment. .
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Výše uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje zařízení ke zpevňování zeminy podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že zařízení je tvořeno alespoň jednou tepelnou trubicí, jejíž alespoň část výpamé části je uspořádána ve zpevňované zemině, v místě u stavebního objektu a/nebo je tvořeno alespoň jedním tepelným čerpadlem systému země voda a/nebo systému zeměThe aforementioned drawbacks are largely eliminated by the soil consolidation device according to the invention, characterized in that the device consists of at least one heat pipe, at least a part of the discharge portion of which is arranged in the reinforced soil, at the site of the building and / or at least one heat pump of the ground water system and / or the ground system
- vzduch, tepelné čerpadlo má uspořádán primární okruh s výpamíkem a sekundární okruh s kondenzátorem, přičemž na výpamík primárního okruhu tepelného čerpadla je hydraulicky připojen alespoň jeden zemní kolektor, jehož alespoň část je uspořádána ve zpevňované zemině v místě u stavebního objektu, přičemž výstupní větev zemního kolektoru je napojena na vstup výpamíku primárního okruhu tepelného čerpadla a vratná větev zemního kolektoru je napojena na výstup výparníku primárního okruhu tepelného čerpadla.- air, the heat pump has a primary circuit with an evaporator and a secondary circuit with a condenser, the primary circuit of the heat pump being hydraulically connected to at least one ground collector, at least a part of which is arranged in reinforced soil at the site of the building; The collector is connected to the primary circuit heat pump inlet and the return line of the ground collector is connected to the primary circuit evaporator outlet of the heat pump.
U řešení podle vynálezu není nutné zhotovovat u stavebních objektů, uspořádaných na zemině s menší únosností, masívní armované betonové podložní desky nebo masivní a hluboce zapuštěné betonové pilíře. Odpadá potřeba velkých zemních prací, vrtů a skrývek. Tím dochází k úspo45 rám práce, stavebního materiálu, především betonu a armovací oceli a finančních prostředků.In the solution according to the invention, it is not necessary to produce solid reinforced concrete foundation slabs or massive and deeply embedded concrete pillars for building structures arranged on a lower bearing capacity soil. No need for large earthworks, boreholes and overburden. This saves frame work, building material, especially concrete and reinforcing steel, and financial resources.
Ušetří se poměrně značné investiční náklady na pořízení chladicího zařízení, ušetří se vestavné rozměry stavebního objektu, které by byly třeba pro chladicí zařízení, docílí se úspor materiálu a energie na provoz a údržbu c ladícího zařízení, a to především v případě použití tepelných traso bic.This saves considerable investment costs for the purchase of cooling equipment, saves the building dimensions that would be needed for the cooling equipment, saves material and energy on the operation and maintenance of the tuning equipment, especially when using thermal traps.
Tepelné čerpadlo je velice účinné, efektivní, ověřené, průmyslově vyráběné a provozně ekonomické zařízení k přenosu tepelné energie, v daném případě k odvádění tepelné energie z místo zmrazené zeminy u stavebního objektu. Při použití tepelného čerpadla dochází k úspoře provoz-1 nich nákladů, které je dané především nižší spotřebou energie na provoz tepelného čerpadla. Tepelnou energii ze sekundárního obvodu s kondenzátorem tepelného čerpadla lze využít k napojení na otopné systémy například obytných, výrobních správních a zemědělských objektů, skleníků, plaveckých hal a jiných rekreačních a sportovních ploch a areálů nebo na ohřev teplé užitkové vody.A heat pump is a very efficient, efficient, proven, industrially produced and economically efficient heat transfer device, in this case, for dissipating heat energy from the site of frozen soil at a building. The use of a heat pump saves operating costs, which is mainly due to lower energy consumption for the operation of the heat pump. The thermal energy from the secondary circuit with the heat pump condenser can be used to connect to heating systems such as residential, manufacturing administrative and agricultural buildings, greenhouses, swimming halls and other recreational and sports areas and areas, or to heat domestic hot water.
Všechny tyto výhody jsou dány souhrnem znaků podle patentového nároku 1.All these advantages are given by the summary of features of claim 1.
Tepelná trubice je prvek snadno vestavitelný do potřebných prostorů. Umožňuje rovněž vhodnou io úpravu svého tvaru, především s ohledem na konstrukční provedení objektu, jehož okolí má ochlazovat. Pilíř, zejména ocelový, je útvar, který je schopný sám tvořit současně jednak stavební prvek objektu, jednak tepelnou trubici jako součást ochlazovacího systému. Teplonosná látka tepelné trubice - pilíře se nachází přímo v dutině pilíře.The heat pipe is an element that can be easily installed in the required spaces. It also allows for a suitable modification of its shape, especially with regard to the constructional design of the object whose surroundings it is to cool. A pillar, in particular a steel, is a structure which is able to form itself simultaneously a building element of an object and a heat pipe as part of a cooling system. The heat carrier - the pillar is located directly in the pillar cavity.
Přímým využitím části konstrukce stavebního objektu k vytvoření tepelné trubice se docílí efektivnějšího chlazení zeminy v bezprostřední blízkosti stavebního objektu, například pilíře nebo piloty. Dochází rovněž k úsporám investičních nákladů a materiálu.By directly using a part of the building structure to create a heat pipe, more efficient cooling of the soil in the immediate vicinity of the building, such as a pillar or pile, is achieved. Investment costs and materials are also saved.
Vytvoření zemního kolektoru napojeného na tepelné čerpadlo systémem vzájemně propojených trubic, naplněných nemrznoucí kapalnou směsí, umožňuje uspořádat trubice do tvaru, který je nejvhodnější z hlediska tvaru stavebního objektu a v jeho okolí zmrazované zeminy.The formation of a ground collector connected to the heat pump by a system of interconnected tubes filled with antifreeze liquid makes it possible to arrange the tubes in a shape that is most suitable in terms of the shape of the building and in the vicinity of the frozen earth.
Vytvoření zemního kolektoru plastovými a/nebo pryžovými hadicemi ještě více usnadňuje montáž hadic a jejich uspořádání do požadovaného tvaru v prostoru zmrazované zeminy a tím s ohle25 dem na tvar stavebního objektu. Plastové a pryžové hadice jsou poměrně levné. To vše vede k dalšímu snížení nákladů spojených s využitím řešení podle tohoto vynálezu.The design of the ground collector with plastic and / or rubber hoses makes it even easier to assemble the hoses and arrange them in the desired shape in the frozen earth space and thus with respect to the shape of the building. Plastic and rubber hoses are relatively inexpensive. All this leads to a further reduction in the costs associated with the use of the solution according to the invention.
Použití běžného průmyslového chladicího zařízení, jehož výpamík je uspořádán ve zmrazením zpevněné zemině u stavebního objektu, jako jsou například průmyslová chladicí zařízení použí3ΰ váná v potravinářské výrobě, ve sportovních halách k vytváření umělých ledových ploch a podobně, je výhodné především z hlediska ověřených, průmyslově vyráběných chladicích zařízení velkých výkonů a s velkou intenzitou chlazení a zmrazování prostředí okolo výpamíku.The use of conventional industrial refrigeration equipment, whose evaporator is arranged in the freeze-hardened soil of a building, such as industrial refrigeration equipment used in food production, in sports halls to create artificial ice surfaces, and the like, is particularly advantageous for proven, industrially produced high capacity refrigeration systems with a high intensity of cooling and freezing of the environment around the evaporator.
Je zřejmé, že pro účely zpevňování zeminy zmrazením podle vynálezu, lze použít i kombinaci různých druhů ochlazovacích zařízení, to je tepelných trubic, tepelných čerpadel a klasických chladicích zařízení.Obviously, for the purpose of freezing the soil according to the invention, it is also possible to use a combination of different types of cooling devices, i.e. heat pipes, heat pumps and conventional cooling devices.
Přehled obrázků na výkrese 40BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS 40
Vynález je blíže osvětlen výkresem, na kterém je na obr. 1 znázorněno zařízení pro zpevňování zeminy zmrazením tvořené gravitační tepelnou trubicí v řezu a na obr. 2 je zařízení pro zpevňování zeminy zmrazením tvořené tepelným čerpadlem typu země - voda s plošným zemním kolektorem.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention is illustrated in greater detail in the drawing, in which Fig. 1 shows a freeze-thawing device made of gravity heat pipe in cross-section, and Fig. 2 shows a freeze-thawing device made up of a ground-water heat pump with surface collector.
Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Zařízení ke zpevňování zeminy zmrazením na obr. 1 sestává z plošného zemního kolektoru i, 50 tvořeného trubkami 2 uspořádanými do tvaru meandru, umístěnými v prostoru zpevňované zeminy 3 zmrazením. Výstupní větev 4 plošného zemního kolektoru i je napojena na vstup 5 výpamíku 6 primárního okruhu tepelného čerpadla 7 systému země - voda a vratná větev 8 plošného zemního kolektoru i je napojena na výstup 9 výpamíku 6 primárního okruhu tepelného čerpadlaThe freeze-thickened soil consolidation device of FIG. 1 consists of a ground-based collector 1, 50 formed by meander-shaped pipes 2 located in the freeze-thickened soil 3. The ground collector outlet branch 4 is connected to the inlet 5 of the primary circuit of the heat pump system 7 of the ground-water system and the return branch 8 of the ground collector 1 is connected to the outlet 9 of the primary circuit of the heat pump
-2CZ 301560 B6 systému země - voda. Kondenzátor 10 tepelného čerpadla 7 systému země - voda má uspořádány druhý výstup JT a druhý vstup 12 k připojení na zvolené zařízení k odebírání tepelné energie.-2GB 301560 B6 ground-water system. The heat pump condenser 10 of the ground-water system 7 has a second outlet 11 and a second inlet 12 for connection to a selected thermal energy removal device.
Zařízení ke zpevňování zeminy zmrazením znázorněné na obr. 2 je tvořeno tepelnou trubicí 13, jejíž výpamá část 14 je uspořádána ve zpevňované zemině 3. Kondenzační část 15 tepelné trubice 13 je umístěna v proudu 17 ochlazovacího média a na vnějším povrchu má uspořádána chladicí žebra 16. Tepelná trubice 13 současně tvoří nosný pilíř 18 stavební konstrukce. Kapilární struktura 19 tepelné trubice 13 je tvořena síťkou 20, uspořádanou na vnitřní stěně 21 tepelné trubice 13. Vnitřní prostor 22 tepelné trubice 13 je částečně naplněn teplonosnou látkou 23.The freeze-thickened soil reinforcement apparatus shown in FIG. 2 is formed by a heat pipe 13, the discharge portion 14 of which is arranged in the reinforced soil 3. The condensation section 15 of the heat pipe 13 is disposed in the cooling medium stream 17 and has cooling fins 16 on the outer surface. At the same time, the heat pipe 13 forms the supporting pillar 18 of the building structure. The capillary structure 19 of the heat pipe 13 is formed by a mesh 20 disposed on the inner wall 21 of the heat pipe 13. The inner space 22 of the heat pipe 13 is partially filled with the heat transfer substance 23.
io Tepelná trubice 13 je gravitačního typu.The heat pipe 13 is of the gravity type.
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Zařízení ke zpevňování zeminy 3 zmrazením lze použít zejména v prostoru umístění základových konstrukcí stavebních objektů, nacházejících se v místech se zmenšenou únosností zeminy a kde by bylo neúnosné a nevhodné zpevňovat stavební podloží masivními betonovými deskami a pilíři s armováním.The freeze-thawing device 3 can be used, in particular, in the location of the foundation structures of buildings located in places with reduced soil load-bearing capacity and where it would be unbearable and inappropriate to solidify the subsoil with solid concrete slabs and reinforced pillars.
Vhodné se jeví použití tohoto zařízení i pro časově omezené zpevnění zeminy na dobu nutnou k provedení potřebných pracovních operací.The use of this device also seems to be suitable for temporarily consolidating the soil for the time required to carry out the necessary working operations.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ20060066A CZ301560B6 (en) | 2006-01-30 | 2006-01-30 | Device for stabilization of soil by freezing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ20060066A CZ301560B6 (en) | 2006-01-30 | 2006-01-30 | Device for stabilization of soil by freezing |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ200666A3 CZ200666A3 (en) | 2007-08-08 |
CZ301560B6 true CZ301560B6 (en) | 2010-04-14 |
Family
ID=38352457
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ20060066A CZ301560B6 (en) | 2006-01-30 | 2006-01-30 | Device for stabilization of soil by freezing |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ301560B6 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4195487A (en) * | 1975-07-01 | 1980-04-01 | Nippon Concrete Industries Co., Ltd. | Concrete piles suitable as foundation pillars |
US4607488A (en) * | 1984-06-01 | 1986-08-26 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Ground congelation process and installation |
US4836716A (en) * | 1986-02-25 | 1989-06-06 | Chevron Research Company | Method and apparatus for piled foundation improvement through freezing using surface mounted refrigeration units |
US5327734A (en) * | 1992-05-15 | 1994-07-12 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Passive-active thermosyphon |
DE4421461A1 (en) * | 1994-06-18 | 1996-02-29 | Wolfgang Dr Orth | Frozen composite support system |
-
2006
- 2006-01-30 CZ CZ20060066A patent/CZ301560B6/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4195487A (en) * | 1975-07-01 | 1980-04-01 | Nippon Concrete Industries Co., Ltd. | Concrete piles suitable as foundation pillars |
US4607488A (en) * | 1984-06-01 | 1986-08-26 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Ground congelation process and installation |
US4836716A (en) * | 1986-02-25 | 1989-06-06 | Chevron Research Company | Method and apparatus for piled foundation improvement through freezing using surface mounted refrigeration units |
US5327734A (en) * | 1992-05-15 | 1994-07-12 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Passive-active thermosyphon |
DE4421461A1 (en) * | 1994-06-18 | 1996-02-29 | Wolfgang Dr Orth | Frozen composite support system |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Z. Dvorak, L.Klazar, J.Petrak; Tepelna cerpadla, 1987, str. 217, 137-178 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CZ200666A3 (en) | 2007-08-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20020179298A1 (en) | Air-conditioning system with thermal storage | |
JP2008025984A (en) | Facility for storing and supplying solar/geothermal heat and method for supplying the same | |
US9453308B2 (en) | Lawn grid and method | |
JP2007333295A (en) | Heat storage system | |
US20110303388A1 (en) | System and Method for Using Recyclables for Thermal Storage | |
JP2006207919A (en) | Cooling/heating device and method using underground heat | |
US20130333860A1 (en) | Structural element for transitory storage and deferred use of thermal energy, related structure and methods | |
JP2002235957A (en) | Terrestrial heat exchange equipment in landslide dangerous area | |
JP4360690B1 (en) | Rainwater infiltration type underground heat exchange system | |
JP2007178071A (en) | Underground thermal storage system and its construction method | |
JP2689400B2 (en) | Solar heat storage type road surface snow melting device | |
US20150377522A1 (en) | Support member with dual use rebar for geothermal above ground loop | |
CZ301560B6 (en) | Device for stabilization of soil by freezing | |
JP4609946B2 (en) | Underground heat storage system and reserve water source for seasonal energy use | |
JP2007291737A (en) | Snow-melting pavement structure and permeable concrete slab for use in it | |
JP2005315476A (en) | Method and device for utilizing compound heat | |
RU2250302C1 (en) | Heated pile | |
KR100407673B1 (en) | An air conditioning system using the heat of the earth and method of constructing a large heat-exchanging pipe | |
JPS60233204A (en) | Concrete panel for melting snow | |
CN207331390U (en) | A kind of corrugated steel pipe ventilated embankment structure | |
NL1043829B1 (en) | Method and system for cooling a water-permeable pavement layer | |
Zhu | Structural design of the rainwater harvesting system | |
JP2015141015A (en) | Underground heat exchanging structure | |
EP3187661B1 (en) | Subsurface tank | |
CN107201701B (en) | Full-wall ventilation type frozen soil ventilation embankment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20170130 |