RU120111U1 - DEVICE FOR COOLING PERMANENTLY FROZEN SOILS - Google Patents

DEVICE FOR COOLING PERMANENTLY FROZEN SOILS Download PDF

Info

Publication number
RU120111U1
RU120111U1 RU2011146997/03U RU2011146997U RU120111U1 RU 120111 U1 RU120111 U1 RU 120111U1 RU 2011146997/03 U RU2011146997/03 U RU 2011146997/03U RU 2011146997 U RU2011146997 U RU 2011146997U RU 120111 U1 RU120111 U1 RU 120111U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
inner pipe
pipe
space
air
cooling
Prior art date
Application number
RU2011146997/03U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Георгий Петрович Кузьмин
Рудольф Владимирович Чжан
Анатолий Васильевич Яковлев
Original Assignee
Учреждение Российской академии наук Институт мерзлотоведения им. П.И. Мельникова Сибирского отделения Российской академии наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Учреждение Российской академии наук Институт мерзлотоведения им. П.И. Мельникова Сибирского отделения Российской академии наук filed Critical Учреждение Российской академии наук Институт мерзлотоведения им. П.И. Мельникова Сибирского отделения Российской академии наук
Priority to RU2011146997/03U priority Critical patent/RU120111U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU120111U1 publication Critical patent/RU120111U1/en

Links

Landscapes

  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

Abstract

1. Устройство для охлаждения вечномерзлых грунтов, выполненное в виде трубчатого корпуса, частично погруженного в грунт и частично расположенного выше уровня грунта, содержащего расположенную коаксиально корпусу внутреннюю трубу, причем в нижней части труба корпуса и внутренняя труба соединены каналом, отличающееся тем, что верхние концы трубчатого корпуса и внутренней трубы расположены на одном уровне, кольцевой зазор между верхними частями корпуса и внутренней трубы герметично закрыт, а пространство между корпусом и внутренней трубой в верхней части соединено с вытяжной трубой. ! 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внутренняя и вытяжная трубы изготовлены из материала с низкой теплопроводностью стенок. ! 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что диаметр внутренней трубы больше поперечного размера пространства между корпусом и внутренней трубой пространства. 1. A device for cooling permafrost soils, made in the form of a tubular body, partially submerged in the ground and partially located above the ground level, containing an inner pipe located coaxially to the body, and in the lower part of the body pipe and the inner pipe are connected by a channel, characterized in that the upper ends the tubular body and the inner pipe are located at the same level, the annular gap between the upper parts of the body and the inner pipe is hermetically sealed, and the space between the body and the inner pipe is connected to the exhaust pipe in the upper part. ! 2. The device according to claim 1, characterized in that the inner and exhaust pipes are made of a material with a low thermal conductivity of the walls. ! 3. The device according to claim 1, characterized in that the diameter of the inner tube is greater than the transverse dimension of the space between the body and the inner tube of the space.

Description

Полезная модель относится к области строительства на вечномерзлых грунтах и касается изготовления устройств для аккумуляции холода в основании сооружений.The utility model relates to the field of construction on permafrost soils and relates to the manufacture of devices for accumulating cold at the base of structures.

Известно «Устройство для аккумуляции холода в основании сооружений» SU 815122 [1], включающее частично размещенный в грунте трубчатый корпус и коаксиально расположенную в нем струераспределительную трубу. В верхней части струераспределительной трубы расположен нагревательный элемент.It is known “Device for accumulating cold at the base of structures” SU 815122 [1], which includes a tubular body partially located in the ground and a jet distribution pipe coaxially located in it. A heating element is located at the top of the jet distribution pipe.

Недостатками известной конструкции являются низкая энергетическая эффективность эксплуатации, обусловленная наличием нагревательного элемента, к которому необходимо подводить электроэнергию.The disadvantages of the known design are the low energy efficiency of operation due to the presence of a heating element, which must be supplied with electricity.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является устройство, описанное в «Способ установки в грунт замораживающей колонки» SU 1728365 [2], выполненное в виде трубчатого корпуса, частично погруженного в грунт и частично расположенного выше уровня грунта и содержащего расположенную коаксиально корпусу внутреннюю трубу, причем в нижней части труба корпуса и внутренняя труба соединены каналом.Closest to the claimed technical solution is the device described in "The method of installation in soil of a freezing column" SU 1728365 [2], made in the form of a tubular body, partially immersed in the soil and partially located above the ground level and containing an inner pipe located coaxially to the body, moreover in the lower part, the casing pipe and the inner pipe are connected by a channel.

Известный способ обладает повышенной энергетической эффективностью благодаря отсутствию нагревательного элемента.The known method has increased energy efficiency due to the absence of a heating element.

Недостатком является низкая надежность и низкая охлаждающая способность устройства. В этом устройстве направление движения воздуха неустойчивое. При наличии ветра над верхним концом внутренней трубы происходит некоторое разряжение воздуха. В результате этого холодный воздух поступает в межтрубное пространство и выходит через внутреннюю трубу. При отсутствии ветра воздух в межтрубном пространстве за счет притока тепла из окружающих мерзлых грунтов нагревается и поднимается по межтрубному пространству вверх, а холодный воздух поступает во внутреннюю трубу. Реверс потока воздуха в устройстве вследствие падения его скорости до нуля снижает его охлаждающую способность. В летнее время под действием ветра в межтрубное пространство всасывается теплый воздух и на холодных стенках труб ниже границы сезонного оттаивания грунта образуется лед, который неизбежно закупоривает его в первый или в последующие теплые периоды года. Кроме того, между встречными потоками воздуха через разделяющую их стальную трубу происходит интенсивный теплообмен, заметно снижающий эффективность охлаждения грунта.The disadvantage is the low reliability and low cooling capacity of the device. In this device, the direction of air movement is unstable. If there is wind above the upper end of the inner pipe, a certain discharge of air occurs. As a result, cold air enters the annulus and exits through the inner pipe. In the absence of wind, air in the annulus due to the influx of heat from the surrounding frozen soils is heated and rises through the annulus, and cold air enters the inner pipe. Reverse air flow in the device due to a drop in its speed to zero reduces its cooling ability. In summer, under the influence of wind, warm air is sucked into the annulus and ice forms on the cold walls of the pipes below the seasonal thawing boundary, which inevitably clogs it in the first or subsequent warm periods of the year. In addition, between the oncoming air flows through the steel pipe separating them, intense heat exchange occurs, significantly reducing the cooling efficiency of the soil.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение охлаждающей способности и надежности работы устройства.The technical result of the proposed utility model is to increase the cooling ability and reliability of the device.

Технический результат достигается тем, что верхние концы трубчатого корпуса и внутренней трубы расположены на одном уровне, кольцевой зазор между верхними частями корпуса и внутренней трубы герметично закрыт, а пространство между корпусом и внутренней трубой в верхней части соединено с вытяжной трубой.The technical result is achieved by the fact that the upper ends of the tubular housing and the inner pipe are located at the same level, the annular gap between the upper parts of the housing and the inner pipe is hermetically closed, and the space between the housing and the inner pipe in the upper part is connected to the exhaust pipe.

Внутреннюю и вытяжную трубы может быть изготовлена из материала с низкой теплопроводностью стенок. Указанное выполнение позволяет повысить эффективность работы устройства. Выполнение внутренней трубы из материала с низкой теплопроводностью позволяет повысить эффективность теплообмена, устраняя паразитный теплообмен между входящим и исходящим потоками. Выполнение вытяжной трубы из низкотеплопроводного материала позволит повысить эффективность вытяжки благодаря увеличению тяги благодаря снижению паразитного теплообмена между потоком внутри вытяжной трубы и окружающим воздухом.The inner and exhaust pipes can be made of a material with low thermal conductivity of the walls. The specified implementation improves the efficiency of the device. The implementation of the inner pipe from a material with low thermal conductivity can increase the efficiency of heat transfer, eliminating spurious heat transfer between the incoming and outgoing flows. The implementation of the exhaust pipe from a low-conductive material will increase the efficiency of the hood due to increased traction due to the reduction of spurious heat transfer between the flow inside the exhaust pipe and the surrounding air.

Диаметр внутренней трубы может быть больше поперечного размера межтрубного пространства.The diameter of the inner pipe may be larger than the transverse dimension of the annulus.

Отношение поперечных размеров внутренней трубы и межтрубного пространства определим расчетами.The ratio of the transverse dimensions of the inner pipe and the annulus is determined by calculations.

Из условия равенства площадей поперечного сечения трубы и межтрубья получаемFrom the condition of equality of the cross-sectional area of the pipe and the annulus we obtain

где d 2,в, d 1,в и d 1,н - соответственно внутренний диаметр наружной трубы, внутренний и наружный диаметры внутренней трубы. Отношение поперечных размеров каналов равно where d 2, in , d 1, in and d 1, n - respectively, the inner diameter of the outer pipe, the inner and outer diameters of the inner pipe. The ratio of the transverse dimensions of the channels is

где в - зазор между внутренней и наружной трубами.where c is the gap between the inner and outer pipes.

Обозначив , из формулы (2) находимMarking , from formula (2) we find

Для оценки отношения поперечных размеров каналов в устройстве можно принять к=1,1; тогда To assess the ratio of the transverse dimensions of the channels in the device, you can take k = 1,1; then

Таким образом, образование льда во внутренней трубе, диаметр которой в 5 с лишним раз больше поперечного размера межтрубного пространства, существенно повышает надежность устройства, а движение воздуха в одном направлении и снижение теплообмена между восходящим потоком воздуха с нисходящим потоком и наружным воздухом повышают охлаждающую способность устройства.Thus, the formation of ice in the inner pipe, the diameter of which is more than 5 times larger than the transverse dimension of the annular space, significantly increases the reliability of the device, and the movement of air in one direction and the reduction of heat transfer between the upward flow of air with a downward flow and the outside air increase the cooling capacity of the device .

На фиг. представлен поперечный разрез предлагаемого устройства, смонтированного в скважине, где:In FIG. presents a cross section of the proposed device mounted in the well, where:

1 - скважина;1 - well;

2 - грунтовый заполнитель затрубного пространства;2 - soil filler annulus;

3 - корпус;3 - case;

4 - внутренняя труба;4 - an internal pipe;

5 - кольцевой зазор;5 - annular gap;

6 - межтрубное пространство;6 - annular space;

7 - вытяжная труба;7 - exhaust pipe;

8 - граница сезонного оттаивания грунта;8 - border of seasonal thawing of soil;

9 - лед.9 - ice.

Устройство действует следующим образом: Предлагаемое устройство помещено в скважину 1 и пространство между корпусом 3 и скважиной 1 заполнено грунтовым заполнителем затрубного пространства 2. Верхняя часть внутренней трубы 4 и верхняя часть корпуса 3 образуют кольцевой зазор 5, который герметично закрыт. Между внутренней трубой и корпусом создается межтрубное пространство 6, которое служит каналом для восходящего потока воздуха. Внутренняя часть внутренней трубы 4 служит каналом для нисходящего потока воздуха. Вытяжная труба 7 создает стабильную тягу. Граница сезонного оттаивания 8 расположена ниже уровня поверхности земли.The device operates as follows: The proposed device is placed in the well 1 and the space between the body 3 and the well 1 is filled with soil filler of the annulus 2. The upper part of the inner pipe 4 and the upper part of the body 3 form an annular gap 5, which is hermetically closed. Between the inner tube and the body creates an annular space 6, which serves as a channel for the upward flow of air. The inner part of the inner pipe 4 serves as a channel for the downward flow of air. The exhaust pipe 7 creates a stable draft. The seasonal defrost line 8 is located below ground level.

В указанном устройстве в летнее время лед 9 намерзает на стенках внутренней трубы, диаметр которой в несколько раз больше поперечного размера межтрубного пространства 6. В зимнее время образовавшийся на стенках внутренней трубы лед 9 под воздействием потока холодного сухого воздуха интенсивно испаряется, и канал очищается ото льда. Внутренняя 4 и вытяжная 7 трубы с низкой теплопроводностью снижают теплообмен соответственно между встречными потоками воздуха и наружным воздухом, что способствует дополнительному повышению охлаждающей способности устройства.In this device, in summer, ice 9 freezes on the walls of the inner pipe, the diameter of which is several times larger than the transverse dimension of the annular space 6. In winter, ice 9 formed on the walls of the inner pipe is intensively evaporated under the influence of a stream of cold dry air, and the channel is cleared of ice . The inner 4 and exhaust 7 pipes with low thermal conductivity reduce heat transfer between the oncoming air flows and the outside air, which further enhances the cooling ability of the device.

Технический результат - повышение охлаждающей способности и повышение надежности работы устройства достигается движением воздуха в одном направлении - для внутренней поверхности корпуса снизу вверх, обеспечивая высокоэффективное охлаждение зимой и отсутствие прогрева летом за счет особенностей сезонного таяния и намораживания льда.EFFECT: increased cooling ability and increased reliability of the device is achieved by moving air in one direction - from the bottom up for the inner surface of the case, providing highly efficient cooling in winter and the absence of heating in summer due to the peculiarities of seasonal melting and ice freezing.

Промышленное применение. Предлагаемая полезная модель может быть с успехом применена для производства устройств охлаждения грунта, в том числе совмещенных с несущими сваями.Industrial application. The proposed utility model can be successfully applied for the production of soil cooling devices, including those combined with bearing piles.

Claims (3)

1. Устройство для охлаждения вечномерзлых грунтов, выполненное в виде трубчатого корпуса, частично погруженного в грунт и частично расположенного выше уровня грунта, содержащего расположенную коаксиально корпусу внутреннюю трубу, причем в нижней части труба корпуса и внутренняя труба соединены каналом, отличающееся тем, что верхние концы трубчатого корпуса и внутренней трубы расположены на одном уровне, кольцевой зазор между верхними частями корпуса и внутренней трубы герметично закрыт, а пространство между корпусом и внутренней трубой в верхней части соединено с вытяжной трубой.1. A device for cooling permafrost soils, made in the form of a tubular body, partially immersed in the soil and partially located above the ground level, containing an inner pipe located coaxially to the body, and in the lower part of the body pipe and the inner pipe are connected by a channel, characterized in that the upper ends the tubular casing and the inner pipe are flush, the annular gap between the upper parts of the casing and the inner pipe is hermetically closed, and the space between the casing and the inner pipe minutes in the upper part is connected to the exhaust pipe. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внутренняя и вытяжная трубы изготовлены из материала с низкой теплопроводностью стенок.2. The device according to claim 1, characterized in that the inner and exhaust pipes are made of a material with low thermal conductivity of the walls. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что диаметр внутренней трубы больше поперечного размера пространства между корпусом и внутренней трубой пространства.
Figure 00000001
3. The device according to claim 1, characterized in that the diameter of the inner pipe is larger than the transverse dimension of the space between the housing and the inner pipe of the space.
Figure 00000001
RU2011146997/03U 2011-11-18 2011-11-18 DEVICE FOR COOLING PERMANENTLY FROZEN SOILS RU120111U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011146997/03U RU120111U1 (en) 2011-11-18 2011-11-18 DEVICE FOR COOLING PERMANENTLY FROZEN SOILS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011146997/03U RU120111U1 (en) 2011-11-18 2011-11-18 DEVICE FOR COOLING PERMANENTLY FROZEN SOILS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU120111U1 true RU120111U1 (en) 2012-09-10

Family

ID=46939227

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011146997/03U RU120111U1 (en) 2011-11-18 2011-11-18 DEVICE FOR COOLING PERMANENTLY FROZEN SOILS

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU120111U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2575383C1 (en) * 2015-02-05 2016-02-20 Еуропеан Инвестмент Патент Компани с.р.о. Steel pile with built-in seasonal cooling device (versions)
WO2023085981A1 (en) * 2021-11-15 2023-05-19 Сергей Сергеевич ПРИМАКОВ Ground cooling method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2575383C1 (en) * 2015-02-05 2016-02-20 Еуропеан Инвестмент Патент Компани с.р.о. Steel pile with built-in seasonal cooling device (versions)
RU2575381C1 (en) * 2015-02-05 2016-02-20 Еуропеан Инвестмент Патент Компани с.р.о. Steel filled pile with built-in seasonal cooling device (versions)
RU2776017C1 (en) * 2021-11-15 2022-07-12 Сергей Сергеевич Примаков Soil cooling method
WO2023085981A1 (en) * 2021-11-15 2023-05-19 Сергей Сергеевич ПРИМАКОВ Ground cooling method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102277819B (en) Utilize ground temperature-regulating device for melting snow and the temperature adjustment earth construction of natural terrestrial heat
CN110185935A (en) A kind of cooling system of permafrost region high temperature transport pipeline
CN110397118A (en) A kind of antifreeze waterworks and method
RU120111U1 (en) DEVICE FOR COOLING PERMANENTLY FROZEN SOILS
CN102788516A (en) Direct air cooling condenser unit for power station
CN106368267A (en) Device for extracting water from air
CN102061708A (en) Multifunctional cellar for cold source, heat source, water source, energy storage and material storage
CN102759142A (en) Heat-pipe heating and heat-pipe power generation method for cold regions
CN105674762B (en) A kind of buried crossflow cooling tower
CN108118572B (en) Piston type active aeration cooling device suitable for permafrost roadbed
RU198334U1 (en) Thermosiphon
RU147446U1 (en) SEASONAL ACTING UNIT FOR COOLING ETERNAL-FROZEN SOILS OF BASES OF ENGINEERING STRUCTURES
CN204570640U (en) Prevent the water surface from freezing and protect the device of bridge pier
RU51636U1 (en) DEVICE FOR COMPENSATION OF THERMAL INFLUENCE OF THE STRUCTURE FOUNDATION ON THE PERMANENT FROZEN SOIL
RU62617U1 (en) COLD ACCUMULATION DEVICE
RU212441U1 (en) Directional Soil Stabilizer
RU2470114C2 (en) Thermopile for bridge supports
CN201934287U (en) Air compressor inlet guide vane antifreeze device
RU100094U1 (en) COLD ACCUMULATION DEVICE
RU100095U1 (en) COLD ACCUMULATION DEVICE
RU56415U1 (en) GEOTHERMAL HEAT PUMP SYSTEM OF HEAT SUPPLY AND COOL SUPPLY OF BUILDINGS AND STRUCTURES
RU163883U1 (en) COLD ACCUMULATION DEVICE
RU131745U1 (en) COLD ACCUMULATION DEVICE
RU91723U1 (en) DEVICE FOR COOLING PERMANENTLY FROZEN SOILS
CN204475702U (en) A kind of residential appliances has the dewatering installation of ventilation and antifreeze function

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20161119