RU2250302C1

RU2250302C1 - Heated pile

Info

Publication number: RU2250302C1
Application number: RU2003123552/03A
Authority: RU
Inventors: Г.И. Овечкин (RU); Г.И. Овечкин; В.В. Двирный (RU); В.В. Двирный; А.В. Леканов (RU); А.В. Леканов; В.И. Халиманович (RU); В.И. Халиманович; Г.Д. Кесельман (RU); Г.Д. Кесельман; А.Г. Козлов (RU); А.Г. Козлов; В.Ф. Шевердов (RU); В.Ф. Шевердов; В.Г. Шелудько (RU); В.Г. Шелудько; В.Н. Смирных (RU); В.Н. Смирных; В.В. Христич (RU); В.В. Христич
Priority date: 2003-07-24
Filing date: 2003-07-24
Publication date: 2005-04-20
Also published as: RU2003123552A

Abstract

FIELD: heat engineering constructions.

SUBSTANCE: invention can be used as supports of different construction on permafrost. Proposed heated pile has reinforced concrete or metal shaft with inner or outer heated pipe in form of ribbed evaporator and condensers provided with metal strip ribbing arranged over ground surface with inclination to vertical part of shaft. Novelty is that heated pile is made T-shaped, and heated pipe in form of ribbed evaporator is made symmetrically double relative to axis of shaft with connection of some ends or its evaporators, other ends being connected with condensers. Evaporator ribbing is made in form of upward convex ring surfaces with central passes secured on inner surfaces of walls of heated pipe evaporators and uniformly distributed in height, and metal strip ribbing of condensers is element of horizontal part of T-shaped heated pile.

EFFECT: improved efficiency of heated pile, facilitated replacement of pile in case of failure.

2 cl, 4 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к строительным теплотехническим сооружениям и может быть использовано в качестве опор различных сооружений на вечной мерзлоте.The present invention relates to building heating engineering structures and can be used as supports of various structures in permafrost.

Известна свая (Официальный бюллетень ИЗОБРЕТЕНИЯ № 45, опубл. 7 декабря 1992, НПО “Поиск”, стр.61, патент № 1779705, кл. Е 02 D 5/30; Е 02 D 5/48, приоритет 05.03.91), включающая сужающийся книзу ствол с наружными крестообразно расположенными продольными ребрами, которые выполнены таврового поперечного сечения и примыкают к стволу торцами стенок, а ствол - пирамидальным, при этом верхняя часть ствола выполнена в виде многогранного оголовка, грани которого образованы продолжениями полок ребер и граней ствола.Known pile (Official Bulletin of the INVENTION No. 45, publ. December 7, 1992, NPO “Search”, p. 61, patent No. 1779705, CL E 02 D 5/30; E 02 D 5/48, priority 05.03.91), including a trunk tapering downward with external crosswise longitudinal ribs that are made of T-shaped cross-section and are adjacent to the trunk by the ends of the walls, and the barrel is pyramidal, while the upper part of the trunk is made in the form of a polyhedral head, the faces of which are formed by the extensions of the shelves of ribs and faces of the trunk.

Данная свая позволяет увеличить на нее усиление, т.е. обладает повышенной несущей способностью.This pile allows you to increase the gain on it, i.e. possesses the increased bearing ability.

Недостаток ее заключается в том, что она не может быть эффективно использована в условиях вечной мерзлоты, так как в зимнее время не обеспечивает интенсивный отвод тепла из углубленной части грунта на его поверхность и в окружающий воздух для замораживания и понижения его температуры в достаточно большом объеме для использования его в качестве жесткой опоры тяжелых сооружений при выполнении условия, исключающего оттаивание грунта за летний период. Оттаивание вечной мерзлоты в летнее время, в том числе за счет теплоты сооружения, обладающего большой массовой теплоемкостью и которое аккумулирует большое количество тепла в летнее время, а также и за счет внутреннего его тепловыделения, например, при отоплении сооружения, приводит к его оседанию, наклонению или к разрушающим сооружение нагрузкам.Its disadvantage is that it cannot be used effectively in permafrost conditions, since in winter it does not provide intensive heat removal from the deepened part of the soil to its surface and into the surrounding air for freezing and lowering its temperature in a sufficiently large volume for its use as a rigid support for heavy structures under the condition that excludes thawing of the soil during the summer period. Thawing of permafrost in the summer, including due to the heat of the building, which has a large mass heat capacity and which accumulates a large amount of heat in the summer, as well as due to its internal heat generation, for example, when heating the building, leads to its subsidence, inclination or to destructive loads.

Известна свая (Официальный бюллетень изобретения № 45, опубл. 7 декабря 1992, НПО “Поиск”, Москва 1992, стр.61, патент № 1779708, кл. Е 02 D 5/38, приоритет 20.02.91), включающая ствол с арматурным каркасом и защищенной оболочкой, выполненной в виде стакана, днище которого совмещено с подошвой ствола, причем стакан выполнен из бетона на основе саморасширяющегося цемента, который в пределах зоны сезонного промерзания и оттаивания грунта содержит пористый заполнитель с объемной массой, меньшей объемной массы растворной части.Known pile (Official Bulletin of the invention No. 45, publ. December 7, 1992, NPO “Search”, Moscow 1992, p. 61, patent No. 1779708, class E 02 D 5/38, priority 02.20.91), including the trunk with reinforcing a frame and a protected shell made in the form of a glass, the bottom of which is aligned with the bottom of the barrel, and the glass is made of concrete based on self-expanding cement, which within the zone of seasonal freezing and thawing of the soil contains a porous aggregate with a bulk mass less than the bulk mass of the mortar.

Свая обладает повышенной морозостойкостью ствола в зоне сезонного промерзания и оттаивания грунта.The pile has increased frost resistance of the trunk in the zone of seasonal freezing and thawing of the soil.

Недостаток ее заключается в том, что она не обеспечивает достаточной тепловой связи с окружающим ее грунтом и не может эффективно использоваться для его охлаждения, замораживания в зимнее время. Причиной этого является материал с низким теплопроводным свойством, из которого она выполнена.Its disadvantage is that it does not provide sufficient thermal communication with the soil surrounding it and cannot be effectively used for its cooling, freezing in the winter. The reason for this is the material with a low heat-conducting property from which it is made.

В качестве прототипа выбрана тепловая свая (книга С.Чи. Тепловые трубы. Теория и практика. Перевод с английского В.Я.Сидорова. Москва, Машиностроение, 1981, стр.38-40, 20-21), включающая ствол с внутренней или внешней тепловой трубой (ТТ). Тепловая свая предназначена для защиты вечной мерзлоты. ТТ, работая как тепловой диод, охлаждает и замораживает почву зимой на полную глубину ее установки, когда температура воздуха ниже температуры ТТ, погруженной в грунт. Летом тепловая труба не будет действовать, так как существующего капиллярного давления недостаточно для перекачки жидкого теплоносителя против силы тяжести в верхнюю часть тепловой трубы, и, таким образом, вечная мерзлота будет оттаивать только с поверхности. Благодаря сохранению массы грунта вокруг ТТ в вечно мерзлом состоянии оседание и выпучивание грунта будет уменьшено и осадка конструкции будет практически исключена.As a prototype, a thermal pile was chosen (book by S. Chi. Heat pipes. Theory and practice. Translation from English by V. Ya. Sidorov. Moscow, Mechanical Engineering, 1981, pp. 38-40, 20-21), including a trunk with an internal or external heat pipe (TT). Thermal pile is designed to protect permafrost. TT, working as a thermal diode, cools and freezes the soil in winter to the full depth of its installation when the air temperature is lower than the temperature of the CT immersed in the ground. In summer, the heat pipe will not act, since the existing capillary pressure is not enough to pump the liquid coolant against gravity into the upper part of the heat pipe, and thus permafrost will only thaw from the surface. Due to the preservation of the mass of soil around the TT in an eternally frozen state, subsidence and buckling of the soil will be reduced and settlement of the structure will be practically eliminated.

Недостатком прототипа является то, что в ТТ с известными фитилями (см. стр.20-21 указанной книги автора С.Чи) не обеспечивается возможность удерживать рабочую жидкость на внутренней вертикальной поверхности испарителя с равномерным ее распределением и испарением по всей высоте (около 10-15м), так как существующего капиллярного давления в фитилях не достаточно для этого. Это приводит к скоплению и испарению жидкого теплоносителя в нижней части испарителя, что уменьшает зону интенсивного охлаждения грунта по всей высоте испарителя и тем самым снижает эффективность работы тепловой сваи.The disadvantage of the prototype is that in a TT with known wicks (see pages 20-21 of the indicated book by S. Chi), it is not possible to hold the working fluid on the vertical internal surface of the evaporator with its uniform distribution and evaporation over the entire height (about 10- 15m), since the existing capillary pressure in the wicks is not enough for this. This leads to the accumulation and evaporation of the liquid coolant in the lower part of the evaporator, which reduces the area of intensive soil cooling along the entire height of the evaporator and thereby reduces the efficiency of the thermal pile.

Другой недостаток прототипа заключается в ограниченной зоне охлаждения грунта вокруг испарителя ТТ в направлениях поперечных плоскостей ее сечения. Это связано с недостаточным габаритным размером диаметра испарителя ТТ, а также с ограниченными габаритными размерами ее конденсатора, а значит и ограниченной внутренней поверхностью для конденсации паров рабочей жидкости, что снижает эффективность работы ТТ.Another disadvantage of the prototype is the limited cooling zone of the soil around the TT evaporator in the directions of the transverse planes of its section. This is due to the insufficient overall size of the diameter of the TT evaporator, as well as the limited overall dimensions of its condenser, and hence the limited internal surface for condensation of the vapor of the working fluid, which reduces the efficiency of the TT.

Недостатком прототипа также является то, что в случае выхода из строя ТТ возникает проблема замены неисправной тепловой сваи на исправную. Дело в том, что задача искусственного поддержания вечной мерзлоты стоит для тундровых регионов, где летом образуются труднопроходимые для техники болота и поэтому установку и замену тепловых свай осуществляют в зимнее время, когда верхний слой грунта становится достаточно замерзшим, чтобы удерживать на поверхности передвижную буровую установку, кран, транспорт для перевозки тепловых свай. Но в это же время неисправная тепловая свая оказывается вмерзшей как минимум в верхнем слое грунта и просто краном ее не вытянуть из грунта. Это приводит к усложнению замены неисправной сваи.The disadvantage of the prototype is also that in the event of failure of the TT, there is a problem of replacing a faulty thermal pile with a working one. The fact is that the task of artificially maintaining permafrost is for the tundra regions, where in the summer bogs that are difficult for technology to form are formed and therefore the installation and replacement of thermal piles is carried out in the winter, when the topsoil becomes frozen enough to hold the mobile drilling rig on the surface, crane, transport for transporting thermal piles. But at the same time, a faulty thermal pile is frozen at least in the upper soil layer and simply cannot be pulled out of the soil by a crane. This makes it difficult to replace a failed pile.

Цель предложенного решения - повышение эффективности работы и упрощение замены неисправной тепловой сваи.The purpose of the proposed solution is to increase work efficiency and simplify the replacement of faulty thermal piles.

Поставленная цель достигнута за счет того, что тепловая свая выполнена Т-образной формы, 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.This goal was achieved due to the fact that the heat pile is made in a T-shape, 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 with condensers, while the finning of the evaporators is made in the form of convex upward of annular surfaces with central passages fixed on the inner surfaces of the walls of the heat pipe evaporators and evenly distributed along its height, and a metal plate fin Capacitors are 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.

Суть предложенного решения заключается в том, что:The essence of the proposed solution is that:

1. Увеличена зона охлаждения грунта вокруг оребренных испарителей 3 ТТ 2 как в поперечном, так и в продольном направлениях. В поперечном - за счет увеличения поперечного габаритного размера оребренных испарителей 3 ТТ 2, так как они выполнены симметрично двойными относительно продольной оси ствола 1 с соединением 6 их концов. В продольном - за счет равномерного распределения рабочей жидкости и ее испарения по всей высоте оребренных испарителей 3, что обеспечено за счет того, что на внутренних стенках 9 оребренных испарителей 3 выполнены равномерно распределенные по высоте выпуклые вверх кольцевые поверхности 7 с внутренними краями выше их наружных краев. Каждая из таких выпуклых вверх кольцевых поверхностей 7 удерживает и обеспечивает постоянное испарение рабочей жидкости около внутренних поверхностей 9 стенок оребренных испарителей 3 по кольцевому периметру с интенсивным ее охлаждением и окружающего их грунта. Совокупность всех выпуклых вверх кольцевых поверхностей 7 обеспечивает процесс испарения рабочей жидкости равномерно по всей высоте оребренных испарителей 3 ТТ 2 и таким образом обеспечивается повышение эффективности работы тепловой сваи.1. The area of soil cooling around the finned evaporators 3 TT 2 has been increased both in the transverse and in the longitudinal directions. In the transverse - due to the increase in the transverse overall dimension of the finned evaporators 3 TT 2, since they are symmetrically double relative to the longitudinal axis of the barrel 1 with the connection 6 of their ends. In the longitudinal one, due to the uniform distribution of the working fluid and its evaporation over the entire height of the finned evaporators 3, this is ensured by the fact that the annular surfaces 7, which are uniformly distributed in height, are convex upwardly convex upwards, with their inner edges above their outer edges, are uniformly distributed in height . Each of these convex upward annular surfaces 7 holds and provides constant evaporation of the working fluid near the inner surfaces 9 of the walls of the finned evaporators 3 along the annular perimeter with intensive cooling of the surrounding soil. The combination of all convex upward annular surfaces 7 provides the process of evaporation of the working fluid evenly over the entire height of the finned evaporators 3 TT 2 and thus provides an increase in the efficiency of the thermal pile.

Кроме того, дополнительно увеличена зона охлаждения замерзшего грунта вокруг оребренных испарителей 3 за счет увеличения отвода тепла в окружающий воздух в зимнее время от конденсаторов 4 ТТ 2. Это достигнуто за счет увеличения их габаритных размеров и внутренних поверхностей конденсации паров рабочей жидкости, так как он выполнен симметрично двойным относительно продольной оси тепловой сваи.In addition, the cooling zone of frozen soil around the finned evaporators 3 is additionally increased due to the increase in heat removal to the ambient air in winter from the TT 4 condensers 2. This was achieved by increasing their overall dimensions and internal surfaces of the condensation of the working fluid vapor, since it was made symmetrically double relative to the longitudinal axis of the thermal pile.

2. Упрощена замена тепловой сваи путем подъема ее краном из предварительно оттаянного грунта вокруг ствола 1 тепловой сваи путем обеспечения циркуляции горячей воды или пара во внутренней полости ТТ 2 специальной тепловой установкой, которую подключают к штуцерам 10 для системы аварийного оттаивания тепловой сваи, выполненным с возможностью просверливания отверстий в стенках конденсаторов 4 со стороны внутренних полостей штуцеров 10.2. Simplified replacement of the thermal pile by lifting it with a crane from previously thawed soil around the barrel 1 of the thermal pile by circulating hot water or steam in the internal cavity of the TT 2 with a special thermal installation, which is connected to the fittings 10 for the emergency thawing system of the thermal pile, made with the possibility drilling holes in the walls of the capacitors 4 from the side of the internal cavities of the fittings 10.

Анализ известных технических решений в исследуемой области позволяет сделать вывод об отсутствии признаков, сходных с совокупностью признаков заявляемого объекта.Analysis of the known technical solutions in the study area allows us to conclude that there are no signs similar to the totality of the features of the claimed object.

Предложенное техническое решение тепловой сваи показано на фиг.1 и 2. На фиг.1 показана тепловая свая с железобетонным стволом, на фиг.2 - с металлическим стволом, на фиг.3 - сечение А-А на фиг.1, на фиг.4 - сечение А-А на фиг.2.The proposed technical solution for a thermal pile is shown in FIGS. 1 and 2. FIG. 1 shows a thermal pile with a reinforced concrete barrel, in FIG. 2 with a metal barrel, in FIG. 3 - section AA in FIG. 1, in FIG. 4 - section aa in figure 2.

Тепловая свая выполнена Т-образной формы и включает: железобетонный или металлический ствол 1 с внутренней или наружной тепловой трубой 2 в виде оребренного испарителя 3 и конденсаторами 4, выполненными с металлическим пластинчатым оребрением 5 и расположенными над поверхностью грунта наклонно к вертикальной части ствола 1. Тепловая труба 2 в виде оребренного испарителя 3 выполнена симметрично двойной относительно оси ствола 1 с соединением 6 одних концов ее испарителей 3, другие концы соединены с конденсаторами 4, при этом оребрение испарителей 3 выполнено в виде выпуклых вверх кольцевых поверхностей 7 с центральными проходами 8, закрепленных на внутренних поверхностях стенок 9 испарителей 3 тепловой трубы 2 и равномерно распределенных по ее высоте, а металлическое пластинчатое оребрение 5 конденсаторов 4 является элементом горизонтальной части Т-образной тепловой сваи. К поверхностям конденсаторов 4 приварены штуцеры 10 для подключения системы аварийного оттаивания тепловой сваи.The thermal pile is made in a T-shape and includes: a reinforced concrete or metal barrel 1 with an internal or external heat pipe 2 in the form of a finned evaporator 3 and condensers 4 made with a metal plate fin 5 and located above the soil surface obliquely to the vertical part of the barrel 1. Thermal the pipe 2 in the form of a finned evaporator 3 is made symmetrically double with respect to the axis of the barrel 1 with a connection 6 of one end of its evaporators 3, the other ends are connected to the condensers 4, while the fin is evaporated Firs 3 are made in the form of annular surfaces convex upward 7 with central passages 8, mounted on the inner surfaces of the walls 9 of the evaporators 3 of the heat pipe 2 and evenly distributed along its height, and the metal plate finning 5 of the condensers 4 is an element of the horizontal part of the T-shaped thermal pile. Fittings 10 are welded to the surfaces of the capacitors 4 for connecting the emergency pile thawing system.

Тепловые сваи устанавливаются в вечную мерзлоту в зимнее время путем просверливания в ней с помощью буровой установки колодцев. Затем сваи выставляют и закрепляют между собой, после чего в зазоры колодцев заливают воду, которая замерзает и жестко связывает всю конструкцию в вечной мерзлоте. Замерзанию залитой воды в зазоры колодцев в вечной мерзлоте способствует также работа ТТ 2, когда температура окружающего воздуха ниже температуры вечной мерзлоты. При этом начинается охлаждение грунта вокруг испарителей 3 до температуры, практически равной температуре окружающего воздуха.Thermal piles are installed in permafrost in winter by drilling in it with the help of a drilling rig wells. Then the piles are exposed and fixed among themselves, after which water is poured into the gaps of the wells, which freezes and rigidly binds the entire structure in permafrost. The freezing of flooded water into the gaps of wells in permafrost is also facilitated by the operation of TT 2, when the ambient temperature is lower than the permafrost temperature. This starts the cooling of the soil around the evaporators 3 to a temperature almost equal to the temperature of the ambient air.

Тепловая свая работает следующим образом. В зимнее время, когда температура окружающего воздуха в тундровой полосе Земли находится на уровне (например, минус 40°С) ниже, чем температура грунта, окружающего сваю, то он будет интенсивно охлаждаться практически до температуры окружающего воздуха. Рабочая жидкость, например аммиак, испаряется в выпуклых вверх кольцевых поверхностях 7 оребренных испарителях 3, пар поднимается вверх по центральным проходам 8 в более холодные по сравнению с оребренными испарителями 3 конденсаторы 4, в которых конденсируется и стекает по стенкам снова в оребренные испарители 3, равномерно заполняя выпуклые вверх кольцевые поверхности 7 по всей высоте испарителей 3, и таким образом обеспечивается интенсивное охлаждение оребренных испарителей 3 и окружающего их грунта по всей их высоте.Thermal pile works as follows. In winter, when the temperature of the surrounding air in the tundra strip of the Earth is at a level (for example, minus 40 ° С) lower than the temperature of the soil surrounding the pile, it will be intensively cooled practically to the temperature of the surrounding air. The working fluid, for example ammonia, evaporates in the upward convex annular surfaces 7 of the finned evaporators 3, the steam rises up the central aisles 8 to cooler condensers 4 in comparison with the finned evaporators 3, in which it condenses and flows down the walls again into the finned evaporators 3, evenly filling up the convex upward annular surfaces 7 along the entire height of the evaporators 3, and thus provides intensive cooling of the finned evaporators 3 and the soil surrounding them over their entire height.

Количество заправки рабочей жидкости осуществляют такое, чтобы при максимальном теплоотводе от оребренных испарителей 3 жидкость была во всех выпуклых вверх кольцевых поверхностях 7.The amount of charge of the working fluid is such that at maximum heat removal from the finned evaporators 3, the fluid is in all upwardly convex annular surfaces 7.

Так как ТТ 2 выполнена симметрично двойной относительно продольной оси ствола 1, то это позволило примерно в 2 раза повысить эффективность охлаждения грунта вокруг оребренных испарителей 3.Since TT 2 is made symmetrically double relative to the longitudinal axis of the barrel 1, this allowed approximately 2 times to increase the cooling efficiency of the soil around the finned evaporators 3.

В летнее время ТТ 2 не работает, так как температура конденсаторов 4 выше температуры оребренных испарителей 3 и пар не конденсируется в них. При этом прекращается жидкостно-паровая циркуляция рабочей жидкости в ТТ 2 и отвод тепла от оребренных испарителей 3 к конденсаторам 4 прекращается, что обеспечивает сохранение вечной мерзлоты на глубине как жесткой опоры для свай в летнее время, несмотря на то, что верхний слой грунта находится в оттаянном состоянии. Чем глубже установлена свая и чем более интенсивно она охлаждает окружающий грунт вокруг себя в зимнее время, тем прочнее и надежнее она служит опорой в летнее время.In the summer, TT 2 does not work, since the temperature of the condensers 4 is higher than the temperature of the finned evaporators 3 and the steam does not condense in them. This stops the liquid-vapor circulation of the working fluid in the TT 2 and the heat removal from the finned evaporators 3 to the condensers 4 is stopped, which ensures the preservation of permafrost at a depth as a hard support for piles in the summer, despite the fact that the topsoil is in thawed condition. The deeper the pile is installed and the more intensively it cools the surrounding soil around itself in the winter, the stronger and more reliable it serves as a support in the summer.

На случай выхода ТТ 2 из строя, например, при ее разгерметизации, предусмотрена упрощенная возможность ее замены с минимальными затратами по объему работ. Для этого к поверхностям конденсаторов 4 приварены штуцеры 10 для подключения системы аварийного оттаивания тепловой сваи с возможностью выполнения отверстий в стенках конденсаторов 4 со стороны внутренних полостей штуцеров 10, например, сверлением. После выполнения в стенках конденсаторов 4 отверстий, к штуцерам 10 подключают водяную или паровую тепловую установку и осуществляют прокачку горячей воды или пара через полость ТТ 2 до оттаивания сваи по всей длине. Об оттаивании можно судить по разнице температур воды или пара на входе и выходе штуцеров 10. После оттаивания ТТ 2 ее поднимают краном, а вместо неисправной устанавливают другую, исправную сваю.In the event of a TT 2 failure, for example, when it is depressurized, a simplified possibility of its replacement with minimal cost in terms of work is provided. To do this, fittings 10 are welded to the surfaces of the capacitors 4 for connecting the emergency pile thawing system with the possibility of making holes in the walls of the capacitors 4 from the side of the internal cavities of the fittings 10, for example, by drilling. After making 4 holes in the walls of the capacitors, a water or steam thermal installation is connected to the fittings 10 and hot water or steam is pumped through the TT 2 cavity until the piles thaw along the entire length. Thawing can be judged by the temperature difference of water or steam at the inlet and outlet of the fittings 10. After thawing the TT 2, it is lifted by a crane, and instead of a faulty one, another, serviceable pile is installed.

Предложенная конструкция тепловой сваи Т-образной формы с металлическим пластинчатым оребрением 5 конденсаторов 4, выполненным одновременно элементами горизонтальной части сваи, позволила не только обеспечить достаточно развитую внешнюю поверхность для интенсивного охлаждения конденсаторов 4 в зимнее время, но и обеспечить прочность ТТ 2, соединенной с тепловой сваей. Если тепловая свая металлическая, то ТТ 2 может просто привариваться к стальному стволу 1 и к металлическому оребрению 5. В случае не очень больших нагрузок сама тепловая труба может служить одновременно сваей, например, для площадок запуска воздушных метеорологических зондов или для автоматических радиомаяков. Для более мощных сооружений, для строительства зданий, дорог и т.п. целесообразно тепловые сваи делать железобетонньми, при этом ТТ 2 служит частью металлической арматуры.The proposed design of a T-shaped thermal pile with metal plate finning 5 of the capacitors 4, made simultaneously by the elements of the horizontal part of the pile, allowed us not only to provide a sufficiently developed external surface for intensive cooling of the capacitors 4 in the winter, but also to provide the strength of the TT 2 connected to the thermal piles. If the thermal pile is metal, then the TT 2 can simply be welded to the steel barrel 1 and to the metal fins 5. In the case of not very large loads, the heat pipe itself can serve as a pile at the same time, for example, for launch sites for air meteorological probes or for automatic radio beacons. For more powerful structures, for the construction of buildings, roads, etc. it is advisable to make thermal piles reinforced concrete, while TT 2 is part of the metal reinforcement.

То, что оребрение испарителей 3 выполнено в виде выпуклых вверх кольцевых поверхностей с внутренними краями выше их наружных краев, позволяет обеспечить не только их функциональное назначение, но и закреплять их на внутренних стенках 9 испарителей 3 с равномерным упругим напряжением по их внешним периметрам и тем самым обеспечить простоту, надежность и достаточную плотность сопряженного соединения.The fact that the finning of the evaporators 3 is made in the form of annular convex surfaces with inner edges above their outer edges, allows not only their functional purpose, but also to fix them on the inner walls of the 9 evaporators 3 with uniform elastic stress along their outer perimeters and thereby to provide simplicity, reliability and sufficient density of the conjugate connection.

В настоящее время на предприятии изготовлен действующий образец ТТ для тепловой сваи и идет подготовка ее к испытаниям в условиях, приближенных к условиям эксплуатации.At present, the enterprise has manufactured a working TT sample for a thermal pile and is preparing it for testing under conditions close to operating conditions.

Claims

1. Thermal pile, 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 obliquely to the vertical part of the trunk, characterized in that the thermal pile is made T-shaped forms, and the heat pipe in the form of a finned evaporator is symmetrically doubled relative to the axis of the barrel with the connection of one end of its evaporators, the other ends are connected to condensers Moreover, the finning of evaporators is made in the form of annular convex surfaces with central passages mounted on the inner surfaces of the walls of the heat pipe evaporators and uniformly distributed along its height, and the metal plate finning of the condensers is an element of the horizontal part of the T-shaped thermal pile.

2. Thermal pile according to claim 1, characterized in that the fittings for connecting the emergency thawing system of the thermal pile are welded to the surfaces of the capacitors.