RU172000U1 - Device for freezing soils on the side sections of building structures - Google Patents

Device for freezing soils on the side sections of building structures Download PDF

Info

Publication number
RU172000U1
RU172000U1 RU2017108717U RU2017108717U RU172000U1 RU 172000 U1 RU172000 U1 RU 172000U1 RU 2017108717 U RU2017108717 U RU 2017108717U RU 2017108717 U RU2017108717 U RU 2017108717U RU 172000 U1 RU172000 U1 RU 172000U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cavity
heat exchanger
vertical surface
evaporator
gap
Prior art date
Application number
RU2017108717U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вадим Васильевич Пассек
Максим Иванович Гринченко
Геннадий Мортхович Поз
Виталий Степанович Андреев
Михаил Алексеевич Баев
Андрей Павлович Бабух
Артём Алексеевич Широбакин
Original Assignee
Вадим Васильевич Пассек
Максим Иванович Гринченко
Геннадий Мортхович Поз
Виталий Степанович Андреев
Михаил Алексеевич Баев
Андрей Павлович Бабух
Артём Алексеевич Широбакин
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 Вадим Васильевич Пассек, Максим Иванович Гринченко, Геннадий Мортхович Поз, Виталий Степанович Андреев, Михаил Алексеевич Баев, Андрей Павлович Бабух, Артём Алексеевич Широбакин filed Critical Вадим Васильевич Пассек
Priority to RU2017108717U priority Critical patent/RU172000U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU172000U1 publication Critical patent/RU172000U1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E02D3/11Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil by thermal, electrical or electro-chemical means
    • E02D3/115Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil by thermal, electrical or electro-chemical means by freezing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Building Environments (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области строительства инженерных сооружений в криолитозоне.Известно устройство для замораживания боковых участков строительных сооружений, содержащее пустотелую емкость с единой по высоте замкнутой с обоих торцов полостью, при этом пустотелая емкость по длине содержит две части: расположенный сверху теплообменник и примыкающий к нему снизу испаритель, причем теплообменник граничит с наружным воздухом, а испаритель расположен в грунте. Недостатком системы является то, что сама вертикальная поверхность исключается из охлаждения, что снижает общую эффективность.Новым в предлагаемой полезной модели является то, что теплообменник вплотную примыкает к вертикальной поверхности боковых участков, а полость в поперечном сечении разделена пополам сплошной перегородкой, расположенной параллельно вертикальной поверхности и имеющей разрывы в верхнем и нижнем концах полости, при этом площадь разрыва равна половине площади поперечного сечения полости, причем верхний разрыв снабжен задвижкой, обеспечивающей открытие или закрытие верхнего разрыва. Кроме того, перегородка на протяжении теплообменника может быть снабжена теплоизоляцией. Кроме того, устройство по длине вертикальной поверхности может быть выполнено в виде непрерывной стенки.Технический результат заключается в повышении эффективности охлаждения.The utility model relates to the field of construction of engineering structures in the permafrost zone. A device is known for freezing side sections of building structures containing a hollow tank with a cavity of uniform height and closed at both ends, while the hollow tank has two parts in length: a heat exchanger located on top and adjacent to it bottom evaporator, and the heat exchanger borders on the outside air, and the evaporator is located in the ground. The disadvantage of the system is that the vertical surface itself is excluded from cooling, which reduces overall efficiency. A novel feature of the proposed utility model is that the heat exchanger is adjacent to the vertical surface of the side sections, and the cavity in cross section is divided in half by a solid partition located parallel to the vertical surface and having gaps in the upper and lower ends of the cavity, while the gap area is equal to half the cross-sectional area of the cavity, and the upper sleep gap female valve, providing opening or closing of the upper gap. In addition, the partition along the heat exchanger can be provided with thermal insulation. In addition, the device along the length of the vertical surface can be made in the form of a continuous wall. The technical result is to increase the cooling efficiency.

Description

Полезная модель относится к строительству инженерных сооружений в криолитозоне.The utility model relates to the construction of engineering structures in the permafrost zone.

Известно устройство для замораживания грунтов на боковых участках строительных сооружений (Цернант А.А., Пассек В.В., Переселенков Г.С., Позин В.А., Вербух Н.Ф. Особенности конструкций земляного полотна, малых искусственных сооружений и мостов в климатических и мерзлотно-грунтовых условиях Центральной Якутии. Сборник «Строительство железных и автомобильных дорог в районах вечной мерзлоты», труды ОАО ЦНИИС, вып. 242, стр. 44-50). Устройство (рис. 1 Приложения) представляет собой вертикальную стенку, сооруженную из габионов. В регионах, где отсутствует сильный снегоперенос, вертикальная поверхность оголена от снега. Поэтому в зимний период конструкции через вертикальную поверхность поступает холод, а в летний период тепло. Но поскольку среднегодовая температура отрицательная, происходит постепенное замораживание массива. Достоинством данного устройства является простота. Недостатка два. Во-первых, происходит отток запасов холода, накопленных зимой, в летний период. Во-вторых, в связи с оттаиванием в летний период части массива со стороны вертикальной поверхности требуется сооружать достаточно дорогостоящую стенку, которая удерживала бы массив от разрушения.A device is known for freezing soils on the lateral sections of building structures (Tsernant A.A., Passek V.V., Pereselenkov G.S., Pozin V.A., Verbukh N.F. Features of subgrade construction, small artificial structures and bridges in climatic and permafrost-soil conditions of Central Yakutia (Collection of "Construction of Railways and Highways in Permafrost Areas", Proceedings of the Central Scientific Research Institute of Automotive Engineering, issue 242, pp. 44-50). The device (Fig. 1 Appendices) is a vertical wall constructed of gabions. In regions where there is no strong snow transfer, the vertical surface is exposed to snow. Therefore, during the winter period of the structure, cold enters through the vertical surface, and during the summer period it is warm. But since the average annual temperature is negative, a gradual freezing of the massif occurs. The advantage of this device is simplicity. Two flaw. Firstly, there is an outflow of cold reserves accumulated in winter and in summer. Secondly, due to the thawing in summer of a part of the massif from the side of the vertical surface, it is required to construct a rather expensive wall that would keep the massif from destruction.

Известно устройство для замораживания боковых участков строительных сооружений, содержащее пустотелую емкость с единой по высоте замкнутой с обоих торцов полостью, при этом пустотелая емкость по длине содержит две части: расположенный сверху теплообменник и примыкающий к нему снизу испаритель, причем теплообменник граничит с наружным воздухом, а испаритель расположен в грунте (Пассек В.В., Баев М.А., Набоков А.В., Палавошев И.Н., Бабух А.П., Бай В.Ф. Сочетание применения термоопор и теплоизоляции при возведении зданий на вечной мерзлоте. Научно-технический журнал «Вестник ТюмГАСУ», 2015, №4, стр. 43-46).A device is known for freezing side sections of building structures, comprising a hollow container with a cavity having a uniform height cavity closed at both ends, while the hollow container has two parts in length: a heat exchanger located on top and an evaporator adjacent to it from below, and the heat exchanger is adjacent to the outside air, and the evaporator is located in the ground (Passek V.V., Baev M.A., Nabokov A.V., Palavoshev I.N., Babukh A.P., Bai V.F. Combination of application of thermal supports and thermal insulation when erecting buildings on the eternal permafrost. Scientific but-technical journal "Vestnik TyumGASU", 2015, No. 4, pp. 43-46).

Замораживание грунтов в зоне вертикальной поверхности осуществляется применением автоматических охлаждающих установок в сочетании с теплоизоляцией поверхности. Схема охлаждения представлена на рис. 2 Приложения (три варианта). В этой схеме охлаждение грунта производится только за счет охлаждающих установок. Вертикальная поверхность используется только для сохранения холода. В связи с тем, что грунт у вертикальной поверхности круглый год находится в мерзлом состоянии, устройство теплоизоляции не требует мощного крепления.Soil freezing in the area of a vertical surface is carried out using automatic cooling units in combination with thermal insulation of the surface. The cooling circuit is shown in Fig. 2 Applications (three options). In this scheme, soil cooling is carried out only by cooling units. The vertical surface is used only to preserve the cold. Due to the fact that the soil at the vertical surface is frozen all year round, the thermal insulation device does not require powerful fastening.

Достоинством данного технического решения является надежность системы охлаждения. Недостатком системы является то, что сама вертикальная поверхность исключается из охлаждения, что снижает общую эффективность.The advantage of this technical solution is the reliability of the cooling system. The disadvantage of the system is that the vertical surface itself is excluded from cooling, which reduces overall efficiency.

Целью создания нового технического решения является повышение эффективности охлаждения.The goal of creating a new technical solution is to increase the cooling efficiency.

Достижение цели осуществляется за счет совмещения в одном устройстве функций теплоизоляции в летний период и охлаждения в зимний период.The goal is achieved by combining in one device the functions of thermal insulation in the summer and cooling in the winter.

Для этого устройство для замораживания грунтов на боковых участках строительных сооружений содержит пустотелую емкость с единой по высоте замкнутой с обоих торцов полостью, при этом пустотелая емкость по длине содержит две части: расположенный сверху теплообменник и примыкающий к нему снизу испаритель, причем теплообменник граничит с наружным воздухом, а испаритель расположен в грунте. Теплообменник вплотную примыкает к вертикальной поверхности боковых участков, а полость в поперечном сечении разделена пополам сплошной перегородкой, расположенной параллельно вертикальной поверхности и имеющей разрывы в верхнем и нижнем концах полости, при этом площадь разрыва равна половине площади поперечного сечения полости, причем верхний разрыв снабжен задвижкой, обеспечивающей открытие или закрытие верхнего разрыва. Кроме того, перегородка на протяжении теплообменника может быть снабжена теплоизоляцией. Кроме того, устройство по длине вертикальной поверхности может быть выполнено в виде непрерывной стенки.For this, a device for freezing soils on the lateral sections of building structures contains a hollow tank with a cavity that is uniformly closed at both ends, and the hollow tank has two parts in length: a heat exchanger located on top and an evaporator adjacent to it from the bottom, and the heat exchanger borders on the outside air and the evaporator is located in the ground. The heat exchanger is adjacent to the vertical surface of the side sections, and the cavity in cross section is divided in half by a solid partition located parallel to the vertical surface and having gaps in the upper and lower ends of the cavity, while the gap area is equal to half the cross-sectional area of the cavity, and the upper gap is equipped with a valve, providing opening or closing of the upper gap. In addition, the partition along the heat exchanger can be provided with thermal insulation. In addition, the device along the length of the vertical surface can be made in the form of a continuous wall.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, гдеThe essence of the utility model is illustrated by drawings, where

на фиг. 1 представлено устройство для замораживания грунтов на боковых участках строительных сооружений (сечение Б-Б на фиг. 2);in FIG. 1 shows a device for freezing soils on the lateral sections of building structures (section BB in Fig. 2);

на фиг. 2 представлено устройство для замораживания грунтов на боковых участках строительных сооружений (разрез А-А на фиг. 1);in FIG. 2 shows a device for freezing soils on the side sections of building structures (section AA in FIG. 1);

на фиг. 3 представлен теплообменник в зимний период в сечении Б-Б на фиг. 2;in FIG. 3 shows a heat exchanger in winter in section BB in FIG. 2;

на фиг. 4 представлен теплообменник в летний период в сечении Б-Б на фиг. 2.in FIG. 4 shows a summer heat exchanger in section BB in FIG. 2.

Для дополнительного пояснения существа вопроса сформировано Приложение к описанию.For an additional explanation of the subject matter, an Appendix to the description has been formed.

Существует значительное количество различных строительных сооружений на вечной мерзлоте, которые имеют боковые участки 1 с вертикальными поверхностями 2, которые необходимо или экономически целесообразно в процессе эксплуатации как в зимний, так и в летний периоды сохранить в мерзлом состоянии. Эти участки отсыпаны из грунта или сооружены из других материалов и расположены на массиве естественного грунта 3. Примером являются насыпные площадки в жилых массивах, плотины, льдогрунтовые ограждения, причалы, зоны подпорных стенок, устои мостов и т.п.There are a significant number of different permafrost building structures that have side sections 1 with vertical surfaces 2, which are necessary or economically feasible to maintain in the frozen state during operation both in winter and in summer. These sections are scattered from the ground or constructed from other materials and located on an array of natural soil 3. An example is bulk sites in residential areas, dams, ice-soil barriers, moorings, zones of retaining walls, bridge abutments, etc.

Предлагаемое устройство для замораживания грунтов на боковых участках строительных сооружений содержит пустотелую емкость 4 с единой по высоте замкнутой с обоих торцов полостью 5. Емкость по высоте содержит две части: расположенный сверху теплообменник 6 и примыкающий снизу испаритель 7. Теплообменник 6 вплотную примыкает к вертикальной поверхности 2. Испаритель 7 может быть расположен горизонтально, вертикально и наклонно.The proposed device for freezing soils on the side sections of building structures contains a hollow tank 4 with a cavity having a uniform height closed at both ends 5. The tank has two parts in height: a heat exchanger 6 located on top and an evaporator 7 adjacent to the bottom 7. The heat exchanger 6 is adjacent to the vertical surface 2 The evaporator 7 can be located horizontally, vertically and obliquely.

Полость 5 в поперечном сечении разделена пополам сплошной перегородкой 8, которая в пределах теплообменника расположена параллельно вертикальной поверхности 2. Перегородка 8 на протяжении теплообменника 6 снабжена теплоизоляцией 9. Теплоизоляция 10 примыкает к боковым участкам 1 строительных сооружений и к боковым частям пустотелой емкости 4. В верхнем и нижнем концах перегородка 8 имеет разрывы соответственно 11 и 12. Площадь каждого разрыва равна половине площади поперечного сечения полости. Верхний разрыв снабжен задвижкой 13, обеспечивающей открытие или закрытие верхнего разрыва. На фиг. 1 показана открытая задвижка 13, закрытая - в положении 14.The cavity 5 in cross section is divided in half by a solid partition 8, which is parallel to the vertical surface within the heat exchanger 2. The partition 8 is provided with heat insulation 9 along the heat exchanger 6. Heat insulation 10 is adjacent to the side sections 1 of the building structures and to the side parts of the hollow tank 4. In the upper and the lower ends of the partition 8 has gaps 11 and 12, respectively. The area of each gap is equal to half the cross-sectional area of the cavity. The upper gap is equipped with a valve 13, providing the opening or closing of the upper gap. In FIG. 1 shows an open valve 13, a closed valve in position 14.

Для пояснения существа внесены следующие обозначения:To clarify the essence of the following notation:

- позиция 15 - направление конвективного теплообмена;- position 15 - direction of convective heat transfer;

- позиция 16 - линия, по которой можно сделать стенку теплоизоляции 10;- position 16 is the line along which it is possible to make the wall of thermal insulation 10;

- позиция 17 - полость, которая нагревается в теплый период года;- position 17 - a cavity that heats up in the warm season;

- позиция 18 - полость, в которой летом остается холодный воздух.- position 18 is the cavity in which cold air remains in the summer.

Устройство для замораживания грунтов на боковых участках строительных сооружений работает следующим образом. В начале холодного периода года открывается верхний разрыв 11 и задвижка приобретает положение 13.A device for freezing soils on the side sections of building structures works as follows. At the beginning of the cold season, the upper gap 11 opens and the valve acquires position 13.

В связи с тем, что температура tзимн наружного воздуха в холодный период становится отрицательной, внешняя стенка (т.е. стенка, контактирующая с наружным воздухом) пустотелой полости 4 начинает охлаждаться. Процесс охлаждения стенки может быть обеспечен тепловым потоком q (фиг. 3), формирующимся за счет градиента температур наружного воздуха (tзимн) и стенки. Термическое сопротивление при этом

Figure 00000001
, где α - коэффициент теплоотдачи с поверхности (ккал/(м2⋅час⋅град)). По мере того как охлаждается стенка, начинает охлаждаться воздух полости 5, контактирующей со стенкой. Формируется тепловой поток q при термическом сопротивлении
Figure 00000002
. Поскольку холодный воздух тяжелее теплого, он начинает перемещаться вниз по направлению 15. По мере его перемещения формируются тепловые потоки q за счет градиента температур вертикальной поверхности грунта tпз и воздуха в полости 5. Этот теплообмен имеет место как в пределах теплообменника, так и испарителя,
Figure 00000003
. Таким образом, общие потери тепла (т.е. охлаждение грунта) в зимний период за время τзимн можно представить приближенно следующим образом:Due to the fact that the temperature t wintry of the outdoor air in the cold period becomes negative, the outer wall (i.e., the wall in contact with the outside air) of the hollow cavity 4 begins to cool. The process of cooling the wall can be provided by a heat flux q lz (Fig. 3), which is formed due to the temperature gradient of the outside air (t winter ) and the wall. Thermal resistance
Figure 00000001
where α 1z is the heat transfer coefficient from the surface (kcal / (m 2 ⋅ hour ⋅ hail)). As the wall cools, the air of the cavity 5 in contact with the wall begins to cool. A heat flux q 2z is formed at thermal resistance
Figure 00000002
. Since cold air is heavier than warm air, it begins to move down in the direction of 15. As it moves, heat flows q 3z are formed due to the temperature gradient of the vertical surface of the soil t pz and air in the cavity 5. This heat exchange takes place both within the heat exchanger and the evaporator ,
Figure 00000003
. Thus, the total heat loss (i.e., cooling of the soil) in the winter period during τ wintry can be represented approximately as follows:

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

В начале летнего периода перекрывается верхний разрыв, и задвижка приобретает положение 14. Этим исключается возможность конвекции воздуха в летний период и, следовательно, резко сокращается возможность для нагрева грунта 1. При перекрытом верхнем разрыве общие теплопоступления (фиг. 4) будут определяться формулой:At the beginning of the summer period, the upper gap is closed, and the valve acquires position 14. This eliminates the possibility of air convection in the summer period and, therefore, the possibility of heating the soil is sharply reduced. 1. With the upper gap closed, the total heat input (Fig. 4) will be determined by the formula:

Figure 00000006
Figure 00000006

Figure 00000007
Figure 00000007

где δиз и λиз - соответственно толщина (м) и коэффициент теплопроводности (ккал/(м⋅час⋅град)) слоя теплоизоляции 9.where δ of and λ of are the thickness (m) and thermal conductivity coefficient (kcal / (m⋅h⋅grad), respectively) of the thermal insulation layer 9.

В формуле (2) на термическое сопротивление R введен коэффициент 1/3, а на аналогичное термическое сопротивление в летний период Rэтот коэффициент не вводится. Это объясняется тем, что в летний период теплообмена в подземной части установки нет и, следовательно, поверхность теплообмена примерно в три раза меньше (см. фиг. 3 и 4).In formula (2), a coefficient of 1/3 is introduced for the thermal resistance R 3z , and this coefficient is not introduced for a similar thermal resistance in the summer period R 6l . This is because in the summer period there is no heat exchange in the underground part of the installation and, therefore, the heat transfer surface is approximately three times smaller (see Figs. 3 and 4).

Для приближенного сопоставления зимнего и летнего теплообмена примем следующие численные значения параметров:For an approximate comparison of winter and summer heat transfer, we accept the following numerical values of the parameters:

α=20 ккал/(м2⋅час⋅град); α=5 ккал/(м2⋅час⋅град); δиз=0,1 м; λиз=0,05 ккал/(м⋅час⋅град).α 1s = α 1l = 20 kcal / (m 2 ⋅ hour ⋅ hail); α 2s = α 3s = α 2l = α 3l = α 5l = α 6l = 5 kcal / (m 2 ⋅ hour ⋅ hail); δ of = 0.1 m; λ of = 0.05 kcal / (m⋅h⋅grad).

Тогда

Figure 00000008
Figure 00000009
;Then
Figure 00000008
Figure 00000009
;

Figure 00000010
Figure 00000010

Другими словами, термическое сопротивление в зимний период почти на порядок меньше летнего, и, следовательно, в зимний период больше тепловой поток из грунта в наружный воздух. Кроме того, продолжительность зимнего периода τзимн больше продолжительности летнего периода τлетн. Поэтому мы имеем четко выраженный диод, т.е. в одном направлении (т.е. зимой) идет интенсивная теплопередача, а в другом (т.е. летом) теплопередача может быть сведена к нулю. Подбором соответствующего значения δиз можно практически полностью исключить теплообмен в летний период.In other words, the thermal resistance in the winter is almost an order of magnitude less than the summer, and therefore, in the winter, the heat flux from the soil to the outside air is greater. In addition, the duration of the winter period τ winter is greater than the duration of the summer period τ summer . Therefore, we have a pronounced diode, i.e. Intensive heat transfer occurs in one direction (i.e., in winter), and heat transfer in the other (i.e., in summer) can be reduced to zero. By choosing the appropriate value of δ from, heat transfer in the summer period can be almost completely eliminated.

Теплоизоляция 10 (фиг. 2) расположена между устройствами для охлаждения. Она снижает тепловые потоки как зимой, так и летом. Возможно расположение устройств на всю ширину поверхности 2.Thermal insulation 10 (Fig. 2) is located between the cooling devices. It reduces heat flow in both winter and summer. It is possible to arrange devices over the entire width of the surface 2.

Предлагаемое устройство для замораживания грунтов на боковых участках строительных сооружений имеет следующие существенные признаки.The proposed device for freezing soils on the lateral sections of building structures has the following essential features.

Признак первый - пустотелая емкость с единой по высоте полостью. Основная сущность данного технического решения основана на конвективном теплопереносе. Без наличия единой по высоте полости невозможна конвекция.The first sign is a hollow container with a cavity uniform in height. The main essence of this technical solution is based on convective heat transfer. Without the presence of a single cavity with a height, convection is impossible.

Признак второй - полость замкнута с обоих торцов. Полость не должна соединяться с наружным воздухом, поскольку незамкнутая полость забивается в зимний период инеем и перестает работать.Sign of the second - the cavity is closed at both ends. The cavity should not be connected to the outside air, since an open cavity is clogged with frost in the winter and stops working.

Признак третий - наличие теплообменника. Это необходимо для обеспечения контакта полости с наружным воздухом через стенку теплообменника, что, в свою очередь, необходимо для охлаждения в зимний период воздуха внутри полости.The third sign is the presence of a heat exchanger. This is necessary to ensure that the cavity contacts the outside air through the wall of the heat exchanger, which, in turn, is necessary for cooling the air inside the cavity during winter.

Признак четвертый - наличие испарителя, расположенного в грунте и примыкающего снизу к теплообменнику. Строго говоря, в данной конструкции теплообменника частично роль испарителя играет часть полости, примыкающая к вертикальной поверхности 2 грунта. Однако при такой схеме может оказаться недостаточно длины полости для образования в ней «тяги», т.е. формирования конвекции. При наличии части полости, расположенной в грунте, устанавливается разность температур по длине полости, что и создает «тягу». При этом испаритель 7 может быть расположен не только горизонтально, но и вертикально. По мере увеличения высоты насыпной части 1 размеры испарителя могут уменьшаться.The fourth sign is the presence of an evaporator located in the ground and adjacent to the heat exchanger from below. Strictly speaking, in this design of the heat exchanger, the part of the cavity adjacent to the vertical surface 2 of the soil partially plays the role of the evaporator. However, with such a scheme, the cavity length may not be enough for the formation of “traction” in it, i.e. convection formation. In the presence of a part of the cavity located in the ground, a temperature difference is established along the length of the cavity, which creates a “traction”. In this case, the evaporator 7 can be located not only horizontally, but also vertically. As the height of bulk part 1 increases, the size of the evaporator may decrease.

Признак пятый - теплообменник вплотную примыкает к вертикальной поверхности 2. Это необходимо, поскольку именно из этой части 18 полости происходит охлаждение вертикальной поверхности в зимнее время.The fifth sign - the heat exchanger is adjacent to the vertical surface 2. This is necessary, since it is from this part of the cavity 18 that the vertical surface is cooled in winter.

Признак шестой - сплошная перегородка 8 с разрывами на обоих концах, поскольку именно этот признак обеспечивает разделение нисходящих и восходящих потоков 15, что обеспечивает резкое увеличение эффективности теплопередачи.The sixth sign is a solid partition 8 with gaps at both ends, since it is this sign that ensures the separation of downward and upward flows 15, which provides a sharp increase in heat transfer efficiency.

Признак седьмой - задвижка, находящаяся в положении 13 зимой и в положении 14 летом. Если разрыв 11 оставить в летнее время не закрытым, то может сформироваться конвекция «растепляющая», при этом потоки воздуха будут перемещаться в направлении, противоположном направлению 15.The seventh sign is a valve located at position 13 in the winter and at position 14 in the summer. If the gap 11 is left unclosed in the summer, then thawing convection can form, while the air flows will move in the opposite direction to direction 15.

Все эти семь существенных признаков необходимы и достаточны для достижения поставленной цели - повышения эффективности охлаждения.All these seven essential features are necessary and sufficient to achieve the goal - to increase cooling efficiency.

Кроме указанных выше семи существенных признаков может быть еще два, отмеченных в дополнительных пунктах формулы.In addition to the above seven essential features, there may be two more that are noted in additional claims.

Признак восьмой - теплоизоляция 9. Как было отмечено выше, теплоизоляция может существенно повысить термическое сопротивление в летний период, что уменьшит величину растепления.The sign of the eighth - thermal insulation 9. As noted above, thermal insulation can significantly increase thermal resistance in the summer, which will reduce the amount of thawing.

Признак девятый - возможность выполнить устройство в виде непрерывной стенки. В отличие от прототипа, где канал для восходящих потоков расположен коаксиально в центре поперечного сечения устройства, в предлагаемом техническом решении поперечное сечение делится пополам плоской перегородкой, а следовательно, поперечное сечение устройства удобнее выполнить прямоугольным или протяженным в одном из направлений.Sign ninth - the ability to perform the device in the form of a continuous wall. Unlike the prototype, where the channel for upward flows is located coaxially in the center of the cross section of the device, in the proposed technical solution, the cross section is divided in half by a flat partition, and therefore, it is more convenient to make the cross section of the device rectangular or extended in one of the directions.

Повышение эффективности охлаждения по сравнению с прототипом обеспечивается совмещением в одном устройстве активного и пассивного охлаждения: в зимний период работает активная система, а только в летний период вводится в работу дополнительное термическое сопротивление (в прототипе оно работает круглый год). Применение теплоизоляции 9 дополнительно существенно увеличивает термическое сопротивление и тоже только летом.Improving the cooling efficiency compared to the prototype is provided by combining active and passive cooling in one device: in winter the active system works, and only in the summer period additional thermal resistance is put into operation (in the prototype it works all year round). The use of thermal insulation 9 additionally significantly increases thermal resistance and also only in the summer.

Claims (3)

1. Устройство для замораживания грунтов на боковых участках строительных сооружений, содержащее пустотелую емкость с единой по высоте замкнутой с обоих торцов полостью, при этом пустотелая емкость по длине содержит две части: расположенный сверху теплообменник и примыкающий к нему снизу испаритель, причем теплообменник граничит с наружным воздухом, а испаритель расположен в грунте, отличающееся тем, что теплообменник вплотную примыкает к вертикальной поверхности боковых участков, а полость в поперечном сечении разделена пополам сплошной перегородкой, расположенной параллельно вертикальной поверхности и имеющей разрывы в верхнем и нижнем концах полости, при этом площадь разрыва равна половине площади поперечного сечения полости, причем верхний разрыв снабжен задвижкой, обеспечивающей открытие или закрытие верхнего разрыва.1. A device for freezing soils on the lateral sections of building structures, containing a hollow tank with a cavity that is uniformly closed at both ends, and the hollow tank has two parts in length: a heat exchanger located on top and an evaporator adjacent to it from the bottom, and the heat exchanger borders on the outside air, and the evaporator is located in the ground, characterized in that the heat exchanger is adjacent to the vertical surface of the side sections, and the cavity in the cross section is divided in half by solid second partition disposed parallel to the vertical surface and having gaps in the upper and lower ends of the cavity, wherein the gap area is equal to half of the cross sectional area of the cavity, wherein the upper gap is provided with a valve providing the opening or closing of the upper gap. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что перегородка на протяжении теплообменника снабжена теплоизоляцией.2. The system according to claim 1, characterized in that the partition along the heat exchanger is provided with thermal insulation. 3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что устройство по длине вертикальной поверхности выполнено в виде непрерывной стенки.3. The system according to p. 1, characterized in that the device along the length of the vertical surface is made in the form of a continuous wall.
RU2017108717U 2017-03-16 2017-03-16 Device for freezing soils on the side sections of building structures RU172000U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017108717U RU172000U1 (en) 2017-03-16 2017-03-16 Device for freezing soils on the side sections of building structures

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017108717U RU172000U1 (en) 2017-03-16 2017-03-16 Device for freezing soils on the side sections of building structures

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU172000U1 true RU172000U1 (en) 2017-06-26

Family

ID=59240576

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017108717U RU172000U1 (en) 2017-03-16 2017-03-16 Device for freezing soils on the side sections of building structures

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU172000U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU210563U1 (en) * 2021-10-18 2022-04-21 Вадим Васильевич Пассек GABION-DIOD
RU212436U1 (en) * 2021-12-29 2022-07-21 Вадим Васильевич Пассек GABION-DIOD

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3217791A (en) * 1964-07-30 1965-11-16 Erwin L Long Means for maintaining perma-frost foundations
SU872640A1 (en) * 1979-08-29 1981-10-15 Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Оснований И Подземных Сооружений Им. Н.М.Герсеванова Device for freezing the foundation soil under building
RU2010919C1 (en) * 1991-07-26 1994-04-15 Кондратьев Валентин Георгиевич Embankment on severe icy permafrost grounds
RU2157872C2 (en) * 1996-12-26 2000-10-20 Научно-технологический центр "Надымгазпром" Mechanical design of cooled fill footing of structures and method for temperature control of permafrost soils
RU2416002C1 (en) * 2010-06-10 2011-04-10 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Фундаментстройаркос" System for temperature stabilisation of structures foundation on permafrost soils

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3217791A (en) * 1964-07-30 1965-11-16 Erwin L Long Means for maintaining perma-frost foundations
SU872640A1 (en) * 1979-08-29 1981-10-15 Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Оснований И Подземных Сооружений Им. Н.М.Герсеванова Device for freezing the foundation soil under building
RU2010919C1 (en) * 1991-07-26 1994-04-15 Кондратьев Валентин Георгиевич Embankment on severe icy permafrost grounds
RU2157872C2 (en) * 1996-12-26 2000-10-20 Научно-технологический центр "Надымгазпром" Mechanical design of cooled fill footing of structures and method for temperature control of permafrost soils
RU2416002C1 (en) * 2010-06-10 2011-04-10 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Фундаментстройаркос" System for temperature stabilisation of structures foundation on permafrost soils

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU210563U1 (en) * 2021-10-18 2022-04-21 Вадим Васильевич Пассек GABION-DIOD
RU212436U1 (en) * 2021-12-29 2022-07-21 Вадим Васильевич Пассек GABION-DIOD

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108316081A (en) A kind of temperature and humidity control system for frozen ground regions road structure
Varlamov Thermal monitoring of railway subgrade in a region of ice-rich permafrost, Yakutia, Russia
RU2768813C1 (en) Cooling module for slope from frozen ground
RU172000U1 (en) Device for freezing soils on the side sections of building structures
CN206034218U (en) Hot pin compound road bed of block stone layer cooling
RU2324032C1 (en) Road embankment over permanently frosen soils
Bowers Jr et al. Experimental investigation of bridge deck deicing using energy piles
RU70269U1 (en) ROAD FILL ON PERMANENTLY FROZEN SOILS
CN104988830A (en) Pavement deicing system for bridges with box-type cross section
RU60546U1 (en) FILL THE ROAD ON THE PERMANENTLY FROZEN SOIL
CN105755918A (en) Block stone layer slope protection roadbed with sun shading and ventilation cooling efficacy
JPWO2007091680A1 (en) Snow melting structure and snow melting device for roof and fence
Morita et al. Snow-melting on sidewalks with ground-coupled heat pumps in a heavy snowfall city
RU2621912C2 (en) Method of cooling underground structures in masses of permafrost rocks and device for its implementation
RU198083U1 (en) Covering the slopes of the embankment of the subgrade
Lauriol et al. Topoclimatic zones and ice dynamics in the caves of the northern Yukon, Canada
RU2592113C2 (en) Ground dam on permafrost base and method for creation thereof
CN201420272Y (en) Combined-type vent pipe used in cold region engineering
CN201915428U (en) Hot rod structure for bridge pile foundation
CN102021914A (en) Thermal probe structure of bridge pile foundation
RU58132U1 (en) DRAWING OF THE ROAD ON FROZEN SOIL
US20220307202A1 (en) Unpowered anti-frost anti-heave heat gathering device and subgrade thereof
RU58561U1 (en) EXTRACTION OF A SMALL DEPTH OF THE ROAD ON THE FROZEN SOIL
RU2792466C1 (en) Independent cooling unit
CN110004911A (en) Protect the cold mattress system and its construction method of embedded object in a kind of Permafrost Area

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20180317