RU139080U1

RU139080U1 - THERMOSEAM FOR CONSTRUCTIONS CONSTRUCTED ON PERMANENTLY FROZEN SOILS (OPTIONS)

Info

Publication number: RU139080U1
Application number: RU2013141475/03U
Authority: RU
Inventors: Наталья Борисовна Кутвицкая; Леонид Александрович Дугинов; Михаил Хаимович Розовский; Игорь Анатольевич Федоряк; Наталья Петровна Волкова; Михаил Ефимович Рабинер
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "НПО "Промкомпозит"
Priority date: 2013-09-10
Filing date: 2013-09-10
Publication date: 2014-04-10

Abstract

1. Термосвая для сооружений, возводимых на вечномерзлых грунтах, состоящая из металлического или железобетонного ствола с опорной площадкой, заглушкой нижнего торца и герметичной тепловой трубой, заполненной двухфазным низкокипящим теплоносителем, имеющей расположенные друг над другом зоны испарения, транспортирования и конденсации, отличающаяся тем, что тепловая труба размещена внутри ствола, причем зоны испарения и конденсации имеют тепловой контакт с трубчатым стволом через теплопроводящие элементы, зона транспортирования теплоизолирована от металлической трубы сваи, а теплопроводящие элементы выполнены в виде колец с центральным отверстием под тепловую трубу.2. Термосвая по п.1, отличающаяся тем, что между кольцами теплопроводящих элементов в отдельных частях зоны испарения размещены вставки, теплоизолирующие тепловую трубу от трубчатого ствола.3. Термосвая по п.1, отличающаяся тем, что по высоте конденсаторной части может быть предусмотрен радиатор воздушного охлаждения, выполненный из колец различного наружного диаметра и размещенный вне металлической сваи.4. Термосвая по п.1, отличающаяся тем, что тепловая труба внутри термосваи может играть роль арматурного каркаса.5. Термосвая по п.1, отличающаяся тем, что она является герметичной, имеет стационарный клапан для контроля, добавления и замены хладоносителя.6. Термосвая для сооружений, возводимых на вечномерзлых грунтах, отличающаяся тем, что она имеет внутренний и внешний железобетонные или металлические трубчатые стволы с общей опорной площадкой и заглушкой нижнего торца, а также размещенные между ними, по меньшей мере, две герметичные теплов�1. Thermal pile for structures erected on permafrost soils, consisting of a metal or reinforced concrete trunk with a support platform, a bottom end cap and an airtight heat pipe filled with a two-phase low-boiling coolant having evaporation, transportation and condensation zones located on top of each other, characterized in that the heat pipe is placed inside the barrel, and the evaporation and condensation zones have thermal contact with the tubular barrel through heat-conducting elements, the heat transfer zone it is gilded from the metal pipe of the pile, and the heat-conducting elements are made in the form of rings with a central hole for the heat pipe. 2. Thermowell according to claim 1, characterized in that between the rings of heat-conducting elements in separate parts of the evaporation zone are inserts that insulate the heat pipe from the tubular barrel. Thermal pile according to claim 1, characterized in that an air-cooled radiator made of rings of various outer diameters and placed outside a metal pile can be provided along the height of the condenser part. Thermowell according to claim 1, characterized in that the heat pipe inside the thermowell can play the role of a reinforcing cage. Thermowell according to claim 1, characterized in that it is airtight, has a stationary valve for monitoring, adding and replacing the coolant. Thermal pile for structures erected on permafrost soils, characterized in that it has internal and external reinforced concrete or metal tubular shafts with a common supporting platform and a bottom end cap, as well as at least two sealed heat

Description

Полезная модель относится к фундаментостроению в регионах распространения вечномерзлых грунтов и грунтов с глубоким сезонным промерзанием и может быть использована в качестве свайных фундаментов, охлаждающих окружающие грунты под зданиями и сооружениями (трубопроводы, мачты, мосты и др.).The utility model relates to foundation engineering in the regions of permafrost soils with deep seasonal freezing and can be used as pile foundations cooling the surrounding soils under buildings and structures (pipelines, masts, bridges, etc.).

Известна охлаждаемая свайная опора для сооружений, возводимых на вечномерзлом грунте [1], содержащая частично заглубленный в грунт металлический или железобетонный ствол, снабженный со стороны верхнего торца опорной площадкой, а также охлаждающее устройство сезонного действия и емкость с аккумулирующим холод веществом. Емкость выполнена из эластичного материала и размещена вне указанного ствола в выполненной в грунте закрытой сверху вертикальной скважине с прилеганием к ее стенкам, а аккумулирующим холод веществом в этой емкости является вода, при этом охлаждающее устройство сезонного действия выполнено в виде одной или нескольких размещенных вне указанного трубчатого ствола вертикально ориентированных гравитационных тепловых труб с зонами испарения и конденсации и размещенной между ними транспортной зоной, причем зона испарения каждой из этих тепловых труб находится ниже, а зона конденсации - выше поверхности грунта. Свайная опора снабжена одной или несколькими дополнительными емкостями с аккумулирующим холод веществом, выполненными из эластичного материала, каждая из которых размещена вне указанного ствола в выполненной в грунте вертикальной скважине, закрытой сверху. Емкость с аккумулирующим холод веществом заключена в жесткий футляр и выполнена в виде сосуда с горловиной, имеющей герметично закрывающуюся крышку.Known cooled pile support for structures erected on permafrost soil [1], containing a partially buried metal or reinforced concrete trunk, provided with a support platform from the side of the upper end, as well as a seasonal cooling device and a tank with a cold storage substance. The container is made of elastic material and is placed outside the specified trunk in a vertical well closed in the ground closed to the top and resting on its walls, and the cold-accumulating substance in this container is water, while the seasonal cooling device is made in the form of one or more placed outside the specified tubular the trunk of vertically oriented gravitational heat pipes with evaporation and condensation zones and a transport zone located between them, and the evaporation zone of each of these heat pipes are located below, and the condensation zone is above the surface of the soil. The pile support is equipped with one or more additional containers with a cold storage substance made of elastic material, each of which is placed outside the specified trunk in a vertical well made in the soil, closed at the top. The container with the cold storage substance is enclosed in a hard case and is made in the form of a vessel with a neck having a hermetically sealed lid.

Недостатком данной свайной опоры является сложность изготовления, транспортировки и монтажа, а также невозможность охлаждения сваи в заданных участках грунтов по ее длине.The disadvantage of this pile support is the difficulty of manufacturing, transportation and installation, as well as the inability to cool piles in predetermined sections of soil along its length.

Известна тепловая свая [2], включающая железобетонный или металлический ствол с внутренней или наружной тепловой трубой в виде оребренного испарителя и конденсаторами, выполненными с металлическим пластинчатым оребрением, и расположенными над поверхностью грунта наклонно к вертикальной части ствола. Тепловая свая имеет Т-образную форму, а тепловая труба в виде оребренного испарителя выполнена симметрично двойной относительно оси ствола с соединением одних концов ее испарителей, другие концы соединены с конденсаторами, при этом оребрение испарителей выполнено в виде выпуклых вверх кольцевых поверхностей с центральными проходами, закрепленных на внутренних поверхностях стенок испарителей тепловой трубы и равномерно распределенных по ее высоте, а металлическое пластинчатое оребрение конденсаторов является элементом горизонтальной части Т-образной тепловой сваи. К поверхностям конденсаторов приварены штуцеры для подключения системы аварийного оттаивания тепловой сваи.Known thermal pile [2], including a reinforced concrete or metal barrel with an internal or external heat pipe in the form of a finned evaporator and condensers made with metal plate fins, and located above the soil surface inclined to the vertical part of the trunk. The heat pile is T-shaped, and the heat pipe in the form of a finned evaporator is symmetrically double with respect to the axis of the barrel with the connection of one end of its evaporators, the other ends are connected to condensers, while the finning of the evaporators is made in the form of annular convex surfaces with central passages, fixed on the inner surfaces of the walls of the heat pipe evaporators and evenly distributed over its height, and the metal plate finning of the condensers is an element of the horizontal part of the T-shaped thermal pile. Fittings are welded to the surfaces of the capacitors for connecting the emergency pile thawing system.

Такое техническое решение повышает эффективность охлаждения по сравнению с испарителями без оребрения, но запатентованная конструкция не позволяет направлять тепловые потоки и проводить охлаждение в заданных участках грунтов по длине сваи, кроме того, свая достаточно сложна при изготовлении и транспортировке.Such a technical solution increases the cooling efficiency compared to non-finned evaporators, but the patented design does not allow directing heat fluxes and cooling in predetermined sections of the soil along the length of the pile, in addition, the pile is quite difficult to manufacture and transport.

Известна свайная опора для сооружений, возводимых на вечномерзлом грунте [3], содержащая частично заглубленный в грунт металлический или железобетонный трубчатый ствол с закрытыми торцами, верхний из которых является опорной площадкой, а также охлаждающее устройство сезонного действия, причем в заглубленной части указанного трубчатого ствола размещена емкость с аккумулирующим холод веществом. Емкость выполнена из эластичного материала и размещена с возможностью прилегания к внутренней поверхности стенки трубчатого ствола, а аккумулирующим холод веществом в этой емкости является вода, при этом охлаждающее устройство сезонного действия выполнено в виде размещенных вне указанного трубчатого ствола одной или нескольких вертикально ориентированных гравитационных тепловых труб с зонами испарения и конденсации и размещенной между ними транспортной зоной, причем зона испарения каждой из этих тепловых труб находится ниже, а зона конденсации - выше поверхности грунта. Емкость с аккумулирующим холод веществом заключена в жесткий каркас и выполнена в виде сосуда с горловиной, имеющей герметично закрывающуюся крышку.Known pile support for structures erected on permafrost soil [3], containing a partially buried metal or reinforced concrete tubular trunk with closed ends, the upper of which is a supporting platform, as well as a seasonal cooling device, and in the buried part of the specified tubular trunk cold storage tank. The container is made of elastic material and placed with the ability to adhere to the inner surface of the wall of the tubular barrel, and the cold-accumulating substance in this tank is water, while the seasonal cooling device is made in the form of one or more vertically oriented gravitational heat pipes placed outside the specified tubular barrel evaporation and condensation zones and the transport zone located between them, and the evaporation zone of each of these heat pipes is lower, and the zones condensation - above the ground surface. The container with the cold storage substance is enclosed in a rigid frame and made in the form of a vessel with a neck having a hermetically sealed lid.

К недостаткам данной свайной опоры относятся: сложность изготовления и необходимость дополнительной установки вне сваи тепловых труб. Низкая эффективность, так как тепловые трубы находятся вне сваи, а емкость с водой (льдом) имеет более высокую отрицательную температуру, чем тепловая труба, что снижает несущую способность сваи. Невозможность охлаждения сваи в заданных участках грунтов по ее длине.The disadvantages of this pile support include: the complexity of manufacturing and the need for additional installation outside the pile of heat pipes. Low efficiency, since the heat pipes are located outside the pile, and the tank with water (ice) has a higher negative temperature than the heat pipe, which reduces the bearing capacity of the pile. The impossibility of cooling piles in predetermined sections of soil along its length.

Цель полезной модели - повышение эффективности работы тепловых труб и несущей способности свай, а также удобство монтажа и эксплуатации.The purpose of the utility model is to increase the efficiency of heat pipes and the bearing capacity of piles, as well as ease of installation and operation.

Поставленная цель достигается тем, что термосвая для сооружений, возводимых на вечномерзлых грунтах состоит из металлического или железобетонного ствола с опорной площадкой, заглушкой нижнего торца и герметичной тепловой трубой, заполненной двухфазным низкокипящим теплоносителем, имеющей расположенные друг над другом зоны испарения, транспортирования и конденсации. По первому варианту тепловая труба размещена внутри ствола, причем зоны испарения и конденсации имеют тепловой контакт с трубчатым стволом через теплопроводящие элементы, зона транспортирования теплоизолирована от металлической трубы сваи, а теплопроводящие элементы выполнены в виде колец с центральным отверстием под тепловую трубу. Между кольцами теплопроводящих элементов в отдельных частях зоны испарения размещены вставки, теплоизолирующие тепловую трубу от трубчатого ствола. По высоте конденсаторной части может быть предусмотрен радиатор воздушного охлаждения, выполненный из колец различного наружного диаметра и размещенный вне металлической сваи.This goal is achieved in that the thermoway for structures erected on permafrost soils consists of a metal or reinforced concrete trunk with a support platform, a bottom end cap and an airtight heat pipe filled with a two-phase low-boiling coolant having evaporation, transportation and condensation zones located one above the other. According to the first embodiment, the heat pipe is placed inside the barrel, the evaporation and condensation zones being in thermal contact with the tubular barrel through heat-conducting elements, the transportation zone is thermally insulated from the pile metal pipe, and the heat-conducting elements are made in the form of rings with a central hole for the heat pipe. Between the rings of heat-conducting elements in separate parts of the evaporation zone, inserts are placed that thermally insulate the heat pipe from the tubular trunk. The height of the condenser part can be provided by an air-cooled radiator made of rings of various outer diameters and placed outside a metal pile.

По второму варианту термосвая имеет внутренний и внешний железобетонные или металлические трубчатые стволы с общей опорной площадкой и заглушкой нижнего торца, а также размещенные между ними, по меньшей мере, две герметичные тепловые трубы, заполненные двухфазным низкокипящим теплоносителем с расположенными друг над другом зонами конденсации, транспортирования и испарения, причем в зонах конденсации и испарения тепловые трубы имеют тепловой контакт с внешним трубчатым стволом через теплопроводящие элементы, а зона транспортирования теплоизолирована от внешнего трубчатого ствола термосваи, при этом теплопроводящие элементы в зонах конденсации и испарения выполнены в виде колец или сегментов с соосными периферическими отверстиями под тепловые трубы. Внутренний трубчатый ствол и центральные отверстия колец или сегментов теплопроводящих элементов имеют круглую или многоугольную форму. Между кольцами или сегментами теплопроводящих элементов в зоне испарения установлена, по меньшей мере, одна вставка, теплоизолирующая внешние трубчатые стволы термосваи от тепловых труб. В кольцах или сегментах теплопроводящих элементов выполнены дополнительные соосные периферические отверстия для бетонирования и установки стальных арматурных каркасов. Тепловые трубы внутри термосваи могут играть роль арматурного каркаса. Термосвая является герметичной, имеет стационарный клапан для контроля, добавления и замены хладоносителя.According to the second variant, the thermoway has internal and external reinforced concrete or metal tubular trunks with a common supporting platform and a bottom end cap, as well as at least two sealed heat pipes placed between them, filled with a two-phase low-boiling coolant with condensation and transportation zones located one above the other and evaporation, moreover, in the condensation and evaporation zones, the heat pipes have thermal contact with the external tubular barrel through heat-conducting elements, and the transportation zone thermally insulated from the outer tubular barrel of the thermowell, while the heat-conducting elements in the zones of condensation and evaporation are made in the form of rings or segments with coaxial peripheral holes for the heat pipes. The inner tubular barrel and the central holes of the rings or segments of the heat-conducting elements are round or polygonal. Between the rings or segments of the heat-conducting elements in the evaporation zone, at least one insert is installed that thermally insulates the outer tubular trunks of the thermowell from the heat pipes. In the rings or segments of the heat-conducting elements, additional coaxial peripheral holes are made for concreting and installing steel reinforcing frames. Heat pipes inside the thermowell can play the role of a reinforcing cage. The thermowell is tight, has a stationary valve for monitoring, adding and replacing the coolant.

На фиг. 1 изображен вертикальный разрез термосваи с одной тепловой трубой; на фиг. 2 то же сечение Α-A; на фиг. 3 вертикальный разрез термосваи с внутренним стволом в форме круга и несколькими тепловыми трубами; на фиг. 4 то же сечение Б-Б; на фиг. 5 вертикальный разрез термосваи с внутренним стволом в форме многоугольника; на фиг. 6 то же сечение С-С.In FIG. 1 shows a vertical section of a thermowell with one heat pipe; in FIG. 2 same section Α-A; in FIG. 3 vertical section of a thermoway with an inner barrel in the shape of a circle and several heat pipes; in FIG. 4 same section BB; in FIG. 5 vertical section of a thermoway with an internal trunk in the form of a polygon; in FIG. 6 same section CC.

Термосвая для сооружений, возводимых на вечномерзлых грунтах (вариант 1), состоит из металлического или железобетонного ствола 1 с опорной площадкой, на которую опирается надземная конструкция, заглушкой нижнего торца (поз. на чертеже условно не показаны) и размещенной внутри герметичной тепловой трубой 2, заполненной двухфазным низкокипящим теплоносителем, имеющая расположенные друг над другом зоны испарения 3, транспортирования 4 и конденсации 5, причем зоны испарения и конденсации имеют тепловой контакт с металлическим трубчатым стволом через теплопроводящие элементы 6. Зона транспортирования 4 теплоизолирована элементами 7 от металлического или железобетонного ствола 1. В зонах испарения 3 и конденсации 5 теплопроводящие элементы 6 выполнены в виде колец с центральным отверстием под тепловую трубу 2. Между кольцами теплопроводящих элементов 6 в отдельных частях зоны испарения размещены теплоизолирующие элементы 8 для организации необходимого распределения теплового потока по высоте термосваи от грунта к тепловой трубе. Вся часть внутреннего объема металлического или железобетонного ствола 1, не занятая деталями 6 и 7, заполнена цементным раствором 9. В зонах испарения 3 и конденсации 5 цементный раствор заполняет через отверстия 10 весь свободный объем между теплопроводящими элементами 6. По высоте конденсаторной части может быть предусмотрен радиатор воздушного охлаждения 11, выполненный из металлических колец различного наружного диаметра, размещенных на наружной поверхности металлического или железобетонного ствола 1. Техническое обслуживание тепловых труб 2 после окончательной сборки термосваи производится с помощью стационарных клапанов 12 для контроля, добавления и замены хладоносителя в эксплуатационный период.A thermal pile for structures erected on permafrost soils (option 1) consists of a metal or reinforced concrete trunk 1 with a supporting platform on which the above-ground structure rests, a bottom end cap (not shown conditionally in the drawing) and placed inside a sealed heat pipe 2, filled with a two-phase low-boiling coolant, having evaporation zones 3, transportation 4 and condensation 5 located one above the other, and the evaporation and condensation zones have thermal contact with the metal tubular barrel m through heat-conducting elements 6. The transportation zone 4 is insulated by elements 7 from a metal or reinforced concrete barrel 1. In the zones of evaporation 3 and condensation 5, the heat-conducting elements 6 are made in the form of rings with a central hole for the heat pipe 2. Between the rings of the heat-conducting elements 6 in separate parts of the zone evaporation placed heat-insulating elements 8 to organize the necessary distribution of the heat flux along the height of the thermowell from the ground to the heat pipe. The entire part of the internal volume of the metal or reinforced concrete barrel 1, not occupied by parts 6 and 7, is filled with cement mortar 9. In the evaporation zones 3 and condensation 5, the cement mortar fills through the openings 10 the entire free volume between the heat-conducting elements 6. The height of the condenser part can be provided air cooling radiator 11 made of metal rings of various outer diameters located on the outer surface of a metal or reinforced concrete barrel 1. Maintenance of heat x 2 tubes upon final assembly thermopiles is produced by means of fixed valve 12 for control, additions and substitutions refrigerant in the operational period.

Под значительные нагрузки предлагается термосвая большого диаметра (вариант 2а) для сооружений, возводимых на вечномерзлых грунтах, имеющая внешний 1 и внутренний в форме круга (поз. на чертеже условно не показана) железобетонный или металлический трубчатый ствол с общей опорной площадкой и заглушкой нижнего торца (поз. на чертеже условно не показаны). Между внешним 1 и внутренним трубчатыми стволами размещены, по меньшей мере, две герметичные тепловые трубы 2, заполненные двухфазным низкокипящим теплоносителем, расположенные друг над другом зоны испарения 3, транспортирования 4 и конденсации 5, причем в зонах испарения и конденсации тепловые трубы имеют тепловой контакт с внешним металлическим трубчатым стволом через теплопроводные элементы 6. Зона транспортирования 4 теплоизолирована элементами 7 от металлического или железобетонного ствола 1. В зонах испарения 3 и конденсации 5 теплопроводящие элементы 6 могут быть выполнены в виде колец или сегментов с центральным отверстием, количество которых равно числу тепловых труб 2. Вся часть внутреннего объема металлического или железобетонного ствола 1, не занятая деталями 6, 7 и 8, заполнена цементным раствором 9. В зонах испарения 3 и конденсации 5 цементный раствор заполняет через отверстия 10 весь свободный объем между теплопроводящими элементами 6.For large loads, a large diameter thermoway (option 2a) is proposed for structures erected on permafrost soils, having an external 1 and an internal in the form of a circle (not shown conventionally in the drawing) a reinforced concrete or metal tubular trunk with a common supporting platform and a bottom end cap ( pos. in the drawing are conditionally not shown). Between the outer 1 and the inner tubular trunks, at least two sealed heat pipes 2 are placed, filled with a two-phase low-boiling coolant, located one above the other of the evaporation zone 3, transport 4 and condensation 5, and in the evaporation and condensation zones the heat pipes have thermal contact with external metal tubular barrel through heat-conducting elements 6. The transportation zone 4 is insulated by elements 7 from a metal or reinforced concrete barrel 1. In the zones of evaporation 3 and condensation 5 heat conductive elements 6 can be made in the form of rings or segments with a central hole, the number of which is equal to the number of heat pipes 2. The entire part of the internal volume of a metal or reinforced concrete barrel 1, not occupied by parts 6, 7 and 8, is filled with cement mortar 9. In the evaporation zones 3 and condensation 5, the cement slurry fills through the openings 10 the entire free volume between the heat-conducting elements 6.

В варианте 26 внутренний трубчатый ствол термосваи (поз. на чертеже условно не показана) имеет форму многоугольника и заполняется цементным раствором 9.In option 26, the inner tubular shaft of the thermoway (pos. Not shown conventionally in the drawing) has the shape of a polygon and is filled with cement mortar 9.

Термосвая во всех вариантах является герметичной, имеет стационарный клапан для контроля, добавления и замены хладоносителя.Thermowell in all cases is tight, has a stationary valve for monitoring, adding and replacing the coolant.

Тепловые трубы внутри термосваи могут играть роль арматурного каркаса.Heat pipes inside the thermowell can play the role of a reinforcing cage.

Устройство изготавливается следующим образом.The device is manufactured as follows.

В заводских условиях на тепловые трубы 2 плотно насаживаются теплопроводные элементы 6 и надеваются теплоизолирующие элементы 7, 8 как показано на фиг. 1, фиг. 3, фиг. 5. Образованная конструкция из указанных выше элементов термосваи вставляется в ствол 1, нижний торец которого имеет заглушку. Полость ствола 1 заполняется цементным раствором 9. После сборки и проведения контрольных испытаний системы тепловых труб 2 с помощью стационарных клапанов 12 термосвая готова к установке в грунт.In the factory, heat-conducting elements 6 are densely mounted on the heat pipes 2 and heat-insulating elements 7, 8 are put on as shown in FIG. 1, FIG. 3, FIG. 5. The formed structure of the above thermowell elements is inserted into the barrel 1, the lower end of which has a plug. The cavity of the barrel 1 is filled with cement mortar 9. After assembling and conducting control tests of the heat pipe system 2 using stationary valves 12, the thermoway is ready for installation in the ground.

Устройство работает следующим образом. С наступлением отрицательных температур наружного воздуха происходит конденсация хладагента в конденсаторной зоне 5 тепловых труб 2 термосваи и возникает движение хладагента через теплоизолированную от прилегающего грунта зону транспортирования 4 в зону испарения 3, в результате чего температура зоны испарения 3 термосваи становится ниже температуры окружающего грунта. Тепловой поток от грунта поступает в испарительную зону 3 тепловых труб, где происходит повышение температуры и кипение жидкого хладагента с образованием паров. За счет перепада давления пара между зонами испарения 3 и конденсации 5 вновь образованные пары хладагента, поднимаясь вверх, попадают в зону конденсации 5. Далее цикл движения хладагента повторяется.The device operates as follows. With the onset of negative outside temperatures, the refrigerant condenses in the condenser zone 5 of the heat pipe 2 and the refrigerant moves through the transport zone 4, which is insulated from the adjacent soil, to the evaporation zone 3, as a result of which the temperature of the evaporation zone 3 of the thermowell becomes lower than the temperature of the surrounding soil. The heat flux from the soil enters the evaporation zone of 3 heat pipes, where the temperature rises and the liquid refrigerant boils to form vapors. Due to the vapor pressure difference between the evaporation zones 3 and condensation 5, the newly formed refrigerant vapors, rising upward, fall into the condensation zone 5. Then the cycle of movement of the refrigerant is repeated.

В результате применения теплопроводных элементов 6 и оптимального расположения тепловых труб 2 тепловой контакт термосваи с грунтом происходит на поверхности большого диаметра с минимальным тепловым сопротивлением, что обеспечивает эффективный процесс замораживания грунта.As a result of the use of heat-conducting elements 6 and the optimal location of the heat pipes 2, the thermal contact of the thermowell with the soil occurs on the surface of large diameter with minimal thermal resistance, which ensures an effective process of freezing the soil.

Предлагаемая полезная модель позволяет:The proposed utility model allows you to:

- совместить в одной конструкции несущую и охлаждающую функции;- combine the bearing and cooling functions in one design;

- повысить эффективность охлаждения за счет кольцевых дисков внутри сваи в зоне конденсатора и испарителя тепловых(ой) труб(ы);- increase the cooling efficiency due to the annular disks inside the piles in the area of the condenser and evaporator of the heat pipe pipe (s);

- охлаждать грунты не по всей длине сваи, а на заданных участках;- cool the soils not along the entire length of the pile, but in predetermined areas;

- использовать несколько тепловых труб для свай большего диаметра, в том числе буронабивных;- use several heat pipes for piles of larger diameter, including bored;

- изготавливать термосваи полностью в заводских условиях;- make thermowells completely in the factory;

- устанавливать термосваи в грунт как обычные сваи. Разработанная термосвая удобна для транспортировки и монтажа и экономически эффективна.- install thermal piles in the ground like ordinary piles. The developed thermoway is convenient for transportation and installation and is cost-effective.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫBIBLIOGRAPHY

1. Патент РФ №2384672, МПК E02D 3/115. Охлаждаемая свайная опора для сооружений, возводимых на вечномерзлом грунте / Абросимов А.И., Абросимова В.А., Васильева М.Е. - Опубл. 20.03.2010.1. RF patent No. 2384672, IPC E02D 3/115. Cooled pile support for structures erected on permafrost / Abrosimov A.I., Abrosimova V.A., Vasilieva M.E. - Publ. 03/20/2010.

2. Патент РФ №2250302, МПК E02D 3/115, E02D 3/11, E02D 3/12. Тепловая свая / Овечкин Г.И., Двирный В.В., Леканов А.В. и др. - Опубл. 20.04.2005.2. RF patent No. 2250302, IPC E02D 3/115, E02D 3/11, E02D 3/12. Thermal pile / Ovechkin G.I., Dvirny V.V., Lekanov A.V. and others. - Publ. 04/20/2005.

3. Патент РФ №2384671, МПК E02D 3/115. Свайная опора для сооружений, возводимых на вечномерзлом грунте / Абросимов А.И., Абросимова В.А., Васильева М.Е. - Опубл. 20.03.2010.3. RF patent No. 2384671, IPC E02D 3/115. Pile support for structures erected on permafrost / Abrosimov A.I., Abrosimova V.A., Vasilieva M.E. - Publ. 03/20/2010.

Claims

1. Thermal pile for structures erected on permafrost soils, consisting of a metal or reinforced concrete trunk with a support platform, a bottom end cap and an airtight heat pipe filled with a two-phase low-boiling coolant having evaporation, transportation and condensation zones located on top of each other, characterized in that the heat pipe is placed inside the barrel, and the evaporation and condensation zones have thermal contact with the tubular barrel through heat-conducting elements, the heat transfer zone it is gilded from the metal pipe of the pile, and the heat-conducting elements are made in the form of rings with a central hole for the heat pipe.

2. Thermoway according to claim 1, characterized in that between the rings of heat-conducting elements in separate parts of the evaporation zone are inserts that insulate the heat pipe from the tubular trunk.

3. Thermal pile according to claim 1, characterized in that an air-cooled radiator made of rings of various outer diameters and placed outside a metal pile can be provided along the height of the condenser part.

4. Thermoway according to claim 1, characterized in that the heat pipe inside the thermowell can play the role of a reinforcing cage.

5. Thermowell according to claim 1, characterized in that it is airtight, has a stationary valve for monitoring, adding and replacing the coolant.

6. Thermoway for structures erected on permafrost soils, characterized in that it has internal and external reinforced concrete or metal tubular shafts with a common supporting platform and a bottom end cap, as well as at least two sealed heat pipes filled between them two-phase low-boiling coolant with condensation, transportation and evaporation zones located one above the other, and in the condensation and evaporation zones heat pipes have thermal contact with an external tubular shaft m through heat-conducting elements, and the transportation zone is thermally insulated from the outer tubular shaft of the thermowell, while the heat-conducting elements in the zones of condensation and evaporation are made in the form of rings or segments with coaxial peripheral holes for heat pipes.

7. Thermowell according to claim 6, characterized in that the inner tubular barrel and the central holes of the rings or segments of the heat-conducting elements have a round or polygonal shape.

8. Thermowell according to claim 6, characterized in that between the rings or segments of the heat-conducting elements in the evaporation zone, at least one insert is installed that thermally insulates the outer tubular trunks of the thermowell from the heat pipes.

9. Thermoway according to claim 6, characterized in that additional coaxial peripheral holes for concreting and installing steel reinforcing cages are made in the rings or segments of the heat-conducting elements.

10. Thermowell according to claim 6, characterized in that the heat pipes inside the thermowell can play the role of a reinforcing cage.

11. Thermowell according to claim 6, characterized in that it is airtight, has a stationary valve for monitoring, adding and replacing the coolant.