RU2015105556A

RU2015105556A - Способ охлаждения подземных сооружений в массиве многолетнемерзлых горных пород и устройство для его осуществления

Info

Publication number: RU2015105556A
Application number: RU2015105556A
Authority: RU
Inventors: Георгий Петрович Кузьмин; Владимир Николаевич Панин
Priority date: 2015-02-13
Filing date: 2015-02-13
Publication date: 2016-08-27
Also published as: RU2621912C2

Abstract

1. Способ охлаждения в летнее время подземных сооружений, в массиве многолетнемерзлых горных пород, включающий пропускание хладагента через замкнутый контур, состоящий из трубопроводов и теплообменника, аккумулирование холода осуществляется в верхней части массива мерзлых грунтов в зимнее время с помощью сезонно действующего воздушного охлаждающего устройства конвективного действия, отличающийся тем, что подземное сооружение располагают на определенной глубине, обеспечивающей достижение этой глубины первой температурной волны от труб охлаждающего устройства в момент прекращения циркуляции холодного воздуха в этом устройстве.2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подземное сооружение располагают на глубине, определяемой формулой,где h- глубина сезонного оттаивания грунтов, в подошве которой располагают трубы охлаждающего устройства, м;τ - продолжительность работы охлаждающего устройства в холодное время года, с;λ и C - средние значения коэффициента теплопроводности, Вт/(м·К) и объемной теплоемкости грунтов Дж/(м·К) в кровле подземного сооружения;Т - амплитуда колебаний наружного воздуха (К).3. Устройство круглогодичного охлаждения подземных сооружений в массиве многолетнемерзлых горных пород, включающий подземное сооружение и два независимых воздушных охлаждающих устройства, состоящих каждое как минимум из одной горизонтальной охлаждающей трубы в грунте и минимум двух вертикально ориентированных труб, выступающих над поверхностью земли, причем внутренние объемы вертикальных и горизонтальной труб соединены, минимум одна горизонтальная охлаждающая труба уложена в грунте вплотную к боковой стенке подземного

Claims

1. Способ охлаждения в летнее время подземных сооружений, в массиве многолетнемерзлых горных пород, включающий пропускание хладагента через замкнутый контур, состоящий из трубопроводов и теплообменника, аккумулирование холода осуществляется в верхней части массива мерзлых грунтов в зимнее время с помощью сезонно действующего воздушного охлаждающего устройства конвективного действия, отличающийся тем, что подземное сооружение располагают на определенной глубине, обеспечивающей достижение этой глубины первой температурной волны от труб охлаждающего устройства в момент прекращения циркуляции холодного воздуха в этом устройстве.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подземное сооружение располагают на глубине, определяемой формулой

,

где h₁ - глубина сезонного оттаивания грунтов, в подошве которой располагают трубы охлаждающего устройства, м;

τ - продолжительность работы охлаждающего устройства в холодное время года, с;

λ и C - средние значения коэффициента теплопроводности, Вт/(м·К) и объемной теплоемкости грунтов Дж/(м³·К) в кровле подземного сооружения;

Т - амплитуда колебаний наружного воздуха (К).

3. Устройство круглогодичного охлаждения подземных сооружений в массиве многолетнемерзлых горных пород, включающий подземное сооружение и два независимых воздушных охлаждающих устройства, состоящих каждое как минимум из одной горизонтальной охлаждающей трубы в грунте и минимум двух вертикально ориентированных труб, выступающих над поверхностью земли, причем внутренние объемы вертикальных и горизонтальной труб соединены, минимум одна горизонтальная охлаждающая труба уложена в грунте вплотную к боковой стенке подземного сооружения на уровне середины его высоты, отличающееся тем, что минимум одну горизонтальную охлаждающую трубу укладывают в основании слоя сезонного оттаивания.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что количество вертикально ориентированных труб равно четырем, причем все трубы верхними концами выполнены сообщающимися с атмосферой, нижние концы вертикально ориентированных труб соединены каждый со своим коллектором, два из которых расположены на глубине слоя сезонного оттаивания, другие два расположены в грунте вплотную к боковым стенкам охлаждаемого помещения на уровне середины его высоты, между соответствующими коллекторами расположены горизонтальные параллельные трубы, площади поперечного сечения вертикальных труб равны площади поперечного сечения соответствующих коллекторов.

5. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что верхний конец одной вертикальной трубы, отходящей от коллектора, расположен выше высоты максимального снежного покрова, причем вторая труба, отходящая от коллектора, противоположного упомянутому, расположена на высоте 3-5 м от поверхности земли.