RU2256746C2 - Method for ground cooling and heat-conduction pile for ground cooling - Google Patents

Method for ground cooling and heat-conduction pile for ground cooling Download PDF

Info

Publication number
RU2256746C2
RU2256746C2 RU2003127860/03A RU2003127860A RU2256746C2 RU 2256746 C2 RU2256746 C2 RU 2256746C2 RU 2003127860/03 A RU2003127860/03 A RU 2003127860/03A RU 2003127860 A RU2003127860 A RU 2003127860A RU 2256746 C2 RU2256746 C2 RU 2256746C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
evaporator
condenser
cavity
cooling
wall
Prior art date
Application number
RU2003127860/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003127860A (en
Inventor
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
А.В. Томчук (RU)
А.В. Томчук
А.Г. Козлов (RU)
А.Г. Козлов
Г.Д. Кесельман (RU)
Г.Д. Кесельман
В.Ф. Шевердов (RU)
В.Ф. Шевердов
М.И. Синиченко (RU)
М.И. Синиченко
Н.Ф. Чикаров (RU)
Н.Ф. Чикаров
С.П. Ермилов (RU)
С.П. Ермилов
В.В. Христич (RU)
В.В. Христич
В.Н. Смирных (RU)
В.Н. Смирных
вский С.А. Черн (RU)
С.А. Чернявский
нко В.А. Дерев (RU)
В.А. Деревянко
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение прикладной механики им. акад. М.Ф. Решетнева"
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 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение прикладной механики им. акад. М.Ф. Решетнева" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение прикладной механики им. акад. М.Ф. Решетнева"
Priority to RU2003127860/03A priority Critical patent/RU2256746C2/en
Publication of RU2003127860A publication Critical patent/RU2003127860A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2256746C2 publication Critical patent/RU2256746C2/en

Links

Landscapes

  • Piles And Underground Anchors (AREA)

Abstract

FIELD: building heat-engineering structures, particularly for forming supports of different structures in permafrost areas.
SUBSTANCE: method involves condensing gaseous working agent in condensing chamber by cooling thereof with ambient air over ground surface; moving condensed liquid under gravity through transporting channel to evaporating chamber; evaporating thereof inside evaporating chamber and returning gaseous working agent into condensing chamber. Gaseous working agent is condensed in space having volume exceeding volume of space for working liquid evaporation. T-shaped pile for ground cooling comprises vertical reinforced concrete body with horizontal support located above ground surface, condenser part of heat pipe made of tubes and having transporting channel located inside pile body and connected to finned evaporator part along heat pipe axis. The heat pipe is also located above ground surface. Condenser part is formed of symmetrically bended tube with parts inclined towards center thereof. Condenser tube diameter exceeds that of transporting channel communicating with central area of condenser part. Transporting channel part connected with evaporator part is made as inner wall thereof and forms annular cavity defined by transporting channel and outer wall of evaporator part in cross-sectional plane thereof. Volume of the transporting channel is less than condenser part volume. Transporting channel is closed with end cap located behind the cavity and has side orifices to communicate the cavity with evaporator part. The side orifices are formed in front of the end cap.
EFFECT: increased efficiency of ground cooling around the pile.
4 cl, 1 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 (The 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 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 “Поиска 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, published on December 7, 1992, NPO “Search Moscow, 1992, p. 61, patent No. 1779708, class E 02 D 5/38, priority 02.20.91), including a barrel with a reinforcing cage 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 этому 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 a 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.As a prototype, a thermal pile was chosen (a book by S. Chi. Heat pipes. Theory and practice. Translated from English by V. Ya. Sidorov. Moscow. Mechanical Engineering 1981, pp. 38-40, 20-21), including a trunk with internal or external heat pipe (TT). Thermal pile is designed to protect permafrost.

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 10-15 м), так как существующего капиллярного давления в фитилях не достаточно для этого. Это приводит к скоплению и испарению жидкого теплоносителя лишь 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 keep the working fluid on the inner vertical surface of the evaporator with its uniform distribution and evaporation over the entire height (about 10 15 m), since the existing capillary pressure in the wicks is not enough for this. This leads to the accumulation and evaporation of the liquid coolant only 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.

Цель предложенного решения - повышение эффективности охлаждения грунта вокруг тепловой сваи.The purpose of the proposed solution is to increase the efficiency of soil cooling around a thermal pile.

Поставленная цель достигнута за счет того, что конденсацию пара рабочей жидкости осуществляют в объеме, большем объема, в котором осуществляют испарение рабочей жидкости, конденсатор тепловой трубы выполнен в виде симметрично изогнутой трубы с уклонами к центральной его части и с диаметром, большим чем диаметр трубы, из которой выполнена транспортная зона тепловой трубы, подключенная к центральной части конденсатора и которая при переходе в испаритель выполнена в качестве его внутренней стенки с образованием с выполненной его внешней стенкой кольцевой полости в плоскости поперечного его сечения и с объемом полости, меньше объема полости конденсатора, после указанного перехода труба транспортной зоны выполнена с герметичной заглушкой, перед которой выполнены боковые отверстия для соединения ее полости с полостью испарителя, оребрение испарителя выполнено на внутренней стороне наружной стенки испарителя в виде оболочек усеченных конусов, внутренние кромки которых расположены выше своих наружных кромок и образуют с внутренней стенкой испарителя кольцевые проходы, на внутренней стенке испарителя ниже ее отверстий выполнен козырек в виде оболочки усеченного конуса, внутренней своей кромкой соединенный с ней по периметру, а своей наружной кромкой образующий с наружной стенкой испарителя проходную щель, горизонтальная опора выполнена в виде металлической пластины, расположенной в вертикальной плоскости и соединенной с конденсатором в тепловом отношении по его боковым образующим.The goal is achieved due to the fact that the condensation of the steam of the working fluid is carried out in a volume larger than the volume in which the working fluid is evaporated, the condenser of the heat pipe is made in the form of a symmetrically bent pipe with slopes to its central part and with a diameter larger than the diameter of the pipe, from which the transport zone of the heat pipe is made, connected to the central part of the condenser and which, when passing to the evaporator, is made as its internal wall with the formation with its external a thin annular cavity in the plane of its cross section and with a cavity volume less than the volume of the capacitor cavity, after the indicated transition, the transport zone pipe is made with a sealed plug in front of which there are lateral holes for connecting its cavity with the evaporator cavity, the fin of the evaporator is made on the inner side of the outer wall evaporator in the form of shells of truncated cones, the inner edges of which are located above their outer edges and form annular passages with the inner wall of the evaporator, and a visor in the form of a truncated cone shell is made on the inner wall of the evaporator below its openings, connected along its perimeter with its inner edge, and forming a passage slit with the outer wall of the evaporator, the horizontal support is made in the form of a metal plate located in a vertical plane and connected with a capacitor in thermal terms along its lateral generators.

Схема предложенного технического решения показана на чертеже.The scheme of the proposed technical solution is shown in the drawing.

Тепловая свая для охлаждения грунта содержит вертикальный железобетонный ствол 1 с горизонтальной опорой 2, расположенной над поверхностью грунта, как и конденсатор 3 тепловой трубы, выполненной из труб, и транспортная зона 4 которой выполнена внутри вертикального железобетонного ствола 1 и соединена вдоль продольной своей оси с испарителем 5 тепловой трубы, выполненным с оребрением 6. Конденсатор 3 тепловой трубы выполнен в виде симметрично изогнутой трубы с уклонами к центральной его части и с диаметром, большим чем диаметр трубы, из которой выполнена транспортная зона 4 тепловой трубы, подключенная к центральной части конденсатора 3 и которая при переходе в испаритель 5 выполнена в качестве его внутренней стенки 7 с образованием с выполненной его внешней стенкой 8 кольцевой полости испарителя 5 в плоскости его поперечного сечения и с объемом полости, меньшим объема полости конденсатора 3, после указанного перехода трубы транспортной зоны 4 в трубу внутренней стенки 7 она выполнена с герметичной заглушкой 9, перед которой на ней выполнены боковые отверстия 10 для соединения полости транспортной зоны 4 с полостью испарителя 5. Оребрение 6 испарителя 5 выполнено на внутренней стороне его наружной стенки 8 в виде оболочек усеченных конусов, внутренние кромки которых расположены выше своих наружных кромок и образуют с внутренней стенкой 7 испарителя 5 кольцевые проходы. На внутренней стенке 7 испарителя 5 ниже ее отверстий 10 выполнен козырек 11 в виде оболочки усеченного конуса, внутренней своей кромкой соединенный с внутренней стенкой 7 по ее периметру, а своей наружной кромкой образующий с наружной стенкой 8 испарителя 5 проходную щель. Горизонтальная опора 2 выполнена в виде металлической пластины, расположенной в вертикальной плоскости и соединенной с конденсатором 3 в тепловом отношении по его боковым образующим.A thermal pile for cooling the soil contains a vertical reinforced concrete barrel 1 with a horizontal support 2 located above the soil surface, as well as a condenser 3 of a heat pipe made of pipes, and a transport zone 4 of which is made inside a vertical reinforced concrete barrel 1 and connected to its evaporator along its longitudinal axis 5 heat pipe, made with fins 6. The condenser 3 of the heat pipe is made in the form of a symmetrically bent pipe with slopes to its central part and with a diameter larger than the diameter of the pipe, of which the transport zone 4 of the heat pipe is made, connected to the central part of the condenser 3 and which, when passing to the evaporator 5, is made as its inner wall 7 with the formation of the annular cavity of the evaporator 5 with its outer wall 8 in the plane of its cross section and with the volume of the cavity, smaller volume of the cavity of the capacitor 3, after the indicated transition of the pipe of the transport zone 4 into the pipe of the inner wall 7, it is made with a sealed plug 9, in front of which side holes 10 are made for connecting the cavity of the transport zone 4 with the cavity of the evaporator 5. The fin 6 of the evaporator 5 is made on the inner side of its outer wall 8 in the form of shells of truncated cones, the inner edges of which are located above their outer edges and form ring passages with the inner wall 7 of the evaporator 5. On the inner wall 7 of the evaporator 5 below its openings 10, a visor 11 is made in the form of a shell of a truncated cone, with its inner edge connected to the inner wall 7 along its perimeter, and with its outer edge forming a passage gap with the outer wall 8 of the evaporator 5. The horizontal support 2 is made in the form of a metal plate located in a vertical plane and connected to the capacitor 3 in the heat ratio along its side generators.

Предложенное устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.

Тепловые сваи для охлаждения грунта 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, когда температура окружающего воздуха ниже температуры вечной мерзлоты. При этом начинается охлаждение грунта вокруг внешней стенки 8 испарителя 5 до температуры, практически равной температуре окружающего воздуха.Thermal piles for cooling the soil are installed in permafrost in the winter by drilling in it using a well drilling rig. 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. TT freezing also contributes to the freezing of flooded water in the gaps of wells in permafrost, when the ambient temperature is lower than the permafrost temperature. This starts cooling the soil around the outer wall 8 of the evaporator 5 to a temperature almost equal to the temperature of the surrounding air.

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 грунт будет интенсивно охлаждаться практически до температуры окружающего воздуха. Рабочая жидкость, например аммиак, равномерно распределенная по высоте кольцевого испарителя 5 в его ребрах 6 у внутренней поверхности внешней стенки 8, испаряется за счет теплоподвода к внешней стенке 8 от окружающего ее грунта. Пар поднимается вверх, проходит через отверстия 10 и по транспортному участку 4 поступает в конденсатор 3, в котором он конденсируется под воздействием на него низких температур окружающей среды, и снова стекает в кольцевой испаритель 5.In winter, when the temperature of the air in the tundra strip of the Earth is at a level (for example, minus 40 ° C) lower than the temperature of the soil surrounding the pile, the soil will be intensively cooled almost to the temperature of the surrounding air. The working fluid, for example ammonia, uniformly distributed along the height of the annular evaporator 5 in its ribs 6 near the inner surface of the outer wall 8, evaporates due to the heat supply to the outer wall 8 from the surrounding soil. The steam rises up, passes through the openings 10 and through the transport section 4 enters the condenser 3, in which it condenses under the influence of low ambient temperatures, and again flows into the annular evaporator 5.

Равномерное распределение аммиака по ребрам 6 вдоль внешней стенки 8 испарителя 5 обеспечивается козырьком 11, который направляет стекающий на него жидкий аммиак на внешнюю стенку 8 испарителя 5. Интенсивность испарения аммиака в испарителе 5 повышается за счет того, что полость конденсатора 3 выполнена больше, чем полость испарителя 5, так как при этом увеличивается объем и поверхность для образования конденсата, а также поверхность тепловой связи с окружающей средой вследствие того, что тепловая труба конденсатора выполнена с большим диаметром. Так как испаритель 5 выполнен с внешней стенкой 8, имеющей увеличенную поверхность взаимодействия с грунтом, то это увеличивает теплоподвод к испарителю от грунта и тем самым дополнительно повышается интенсивность охлаждения грунта тепловой трубой.The uniform distribution of ammonia along the ribs 6 along the outer wall 8 of the evaporator 5 is provided by a visor 11, which directs the liquid ammonia flowing onto it to the outer wall 8 of the evaporator 5. The evaporation rate of ammonia in the evaporator 5 is increased due to the fact that the cavity of the condenser 3 is larger than the cavity evaporator 5, since this increases the volume and surface for the formation of condensate, as well as the surface of the thermal connection with the environment due to the fact that the heat pipe of the condenser is made with a large diameter Trom. Since the evaporator 5 is made with an external wall 8 having an enlarged surface of interaction with the soil, this increases the heat supply to the evaporator from the soil and thereby increases the cooling rate of the soil with a heat pipe.

Кроме того, поверхность взаимодействия конденсатора 3 с окружающей средой дополнительно увеличена за счет металлической пластины, из которой выполнена горизонтальная опора 2 и которая связана в тепловом отношении с конденсатором 3, что также повышает интенсивность работы тепловой трубы, а значит и охлаждения грунта.In addition, the interaction surface of the condenser 3 with the environment is additionally increased due to the metal plate from which the horizontal support 2 is made and which is thermally connected to the condenser 3, which also increases the intensity of the heat pipe, and hence the cooling of the soil.

Количество заправки аммиака осуществляют такое, чтобы при максимальном теплоотводе к кольцевому испарителю 5 жидкость была во всех ребрах 6.The amount of ammonia charge is such that at maximum heat removal to the annular evaporator 5, the liquid is in all ribs 6.

В летнее время тепловая труба не работает, так как пар не конденсируется в конденсаторе 3 из-за того, что его температура выше, чем температура кольцевого испарителя 5. При этом прекращается жидкостно-паровая циркуляция аммиака в тепловой трубе, и отвод тепла от испарителей 5 к конденсатору 3 прекращается, что обеспечивает сохранение вечной мерзлоты на глубине в качестве жесткой опоры для сваи в летнее время несмотря на то, что верхний слой грунта находится в оттаянном состоянии. Чем глубже установлены сваи и чем более интенсивно они охлаждают окружающий грунт вокруг своих испарителей 5 в зимнее время, тем прочнее и надежнее вечная мерзлота служит для них опорой в летнее время и для и для сооружения, которое установлено на них.In the summer, the heat pipe does not work, because the steam does not condense in the condenser 3 due to the fact that its temperature is higher than the temperature of the ring evaporator 5. At the same time, the liquid-vapor circulation of ammonia in the heat pipe stops and heat is removed from the evaporators 5 to the condenser 3 is terminated, which ensures the preservation of permafrost at depth as a hard support for piles in the summer despite the fact that the top soil layer is in a thawed state. The deeper the piles are installed and the more intensively they cool the surrounding soil around their evaporators 5 in winter, the stronger and more reliable the permafrost serves as a support for them in the summer and for and for the structure that is installed on them.

Для того чтобы снизить теплопритоки в летнее время от оттаявшего верхнего слоя грунта к замороженному грунту в глубине теплопроводностью по транспортной зоне 4, она выполнена внутри вертикального железобетонного ствола 1. Предполагается, что слой бетона, непосредственно прилегающий к трубе транспортной зоны 4, будет выполнятся из пенобетона, так как он имеет более низкий коэффициент теплопроводности по сравнению с бетоном.In order to reduce heat inflows in summertime from the thawed topsoil to the frozen soil in depth by thermal conductivity in transport zone 4, it is made inside a vertical reinforced concrete barrel 1. It is assumed that the concrete layer immediately adjacent to the pipe of transport zone 4 will be made of foam concrete , since it has a lower coefficient of thermal conductivity compared to concrete.

Суть предложенного решения заключается в том, что конденсацию пара рабочей жидкости осуществляют в объеме, большем объема, в котором осуществляют испарение рабочей жидкости. Это позволило интенсифицировать конденсацию пара, а следовательно, и испарение, и тем самым повысить эффективность охлаждения грунта. Испаритель 5, выполненный кольцевым и с оребрением 6, дополнительно позволил повысить эффективность охлаждение грунта за счет увеличения поверхности непосредственного его соприкосновения с грунтом и за счет обеспечения испарения в нем по всей высоте.The essence of the proposed solution lies in the fact that the condensation of the steam of the working fluid is carried out in a volume larger than the volume in which the working fluid is vaporized. This made it possible to intensify the condensation of steam, and hence evaporation, and thereby increase the efficiency of soil cooling. The evaporator 5, made annular and with fins 6, further improved the cooling of the soil by increasing the surface of its direct contact with the soil and by providing evaporation in it over the entire height.

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.

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 (4)

1. Способ охлаждения грунта, включающий конденсацию пара рабочей жидкости в конденсаторной полости путем охлаждения ее окружающей средой над поверхностью грунта, транспортировку сконденсированной жидкости под действием силы тяжести по транспортировочной магистрали в испарительную полость с последующим ее испарением в ней и обратной транспортировкой пара в конденсаторную полость, отличающийся тем, что конденсацию пара рабочей жидкости осуществляют в объеме, большем объема, в котором осуществляют испарение рабочей жидкости.1. A method of cooling the soil, including condensation of the steam of the working fluid in the condenser cavity by cooling it with the environment above the surface of the soil, transporting the condensed liquid by gravity along the transport line to the evaporation cavity, followed by its evaporation in it and the return transportation of steam to the condenser cavity, characterized in that the condensation of the steam of the working fluid is carried out in a volume larger than the volume in which the working fluid is vaporized. 2. Т-образная тепловая свая для охлаждения грунта, содержащая вертикальный железобетонный ствол с горизонтальной опорой, расположенной над поверхностью грунта, как и конденсатор тепловой трубы, выполненной из труб и транспортная зона которой выполнена внутри вертикального железобетонного ствола и соединена вдоль продольной своей оси с испарителем тепловой трубы, выполненным с оребрением, отличающаяся тем, что конденсатор тепловой трубы выполнен в виде симметрично изогнутой трубы с уклонами к центральной его части и с диаметром, большим, чем диаметр трубы, из которой выполнена транспортная зона тепловой трубы, подключенная к центральной части конденсатора и которая при переходе в испаритель выполнена в качестве его внутренней стенки с образованием с выполненной его внешней стенкой кольцевой полости в плоскости поперечного его сечения и с объемом полости, меньшем объема полости конденсатора, после указанного перехода труба транспортной зоны выполнена с герметичной заглушкой, перед которой выполнены боковые отверстия для соединения ее полости с полостью испарителя.2. A T-shaped thermal pile for cooling the soil, containing a vertical reinforced concrete shaft with a horizontal support located above the soil surface, as well as a heat pipe condenser made of pipes and the transport zone of which is made inside a vertical reinforced concrete shaft and connected to its evaporator along its longitudinal axis a heat pipe made with fins, characterized in that the condenser of the heat pipe is made in the form of a symmetrically bent pipe with slopes to its central part and with a diameter greater than m than the diameter of the pipe from which the transport zone of the heat pipe is made, connected to the central part of the condenser and which, when passing to the evaporator, is made as its internal wall with the formation of an annular cavity with its external wall in the plane of its cross section and with the volume of the cavity, smaller volume of the cavity of the condenser, after the indicated transition, the pipe of the transport zone is made with a sealed plug, in front of which there are side openings for connecting its cavity to the cavity of the evaporator. 3. Тепловая свая для охлаждения грунта по п.2, отличающаяся тем, что оребрение испарителя выполнено на внутренней стороне наружной стенки испарителя в виде оболочек усеченных конусов, внутренние кромки которых расположены выше своих наружных кромок и образуют с внутренней стенкой испарителя кольцевые проходы, на внутренней стенке испарителя ниже ее отверстий выполнен козырек в виде оболочки усеченного конуса, внутренней своей кромкой соединенный с ней по периметру, а своей наружной кромкой образующий с наружной стенкой испарителя проходную щель.3. Thermal pile for cooling the soil according to claim 2, characterized in that the finning of the evaporator is made on the inner side of the outer wall of the evaporator in the form of shells of truncated cones, the inner edges of which are located above their outer edges and form ring passages with the inner wall of the evaporator, on the inner the evaporator wall below its openings has a visor in the form of a shell of a truncated cone, with an inner edge connected to it along the perimeter, and forming a passageway with the outer wall of the evaporator with its outer edge bottom slit. 4. Тепловая свая для охлаждения грунта по п.2, отличающаяся тем, что горизонтальная опора выполнена в виде металлической пластины, расположенной в вертикальной плоскости и соединенной с конденсатором в тепловом отношении по его боковым образующим.4. Thermal pile for cooling the soil according to claim 2, characterized in that the horizontal support is made in the form of a metal plate located in a vertical plane and thermally connected to the condenser along its side generators.
RU2003127860/03A 2003-09-15 2003-09-15 Method for ground cooling and heat-conduction pile for ground cooling RU2256746C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003127860/03A RU2256746C2 (en) 2003-09-15 2003-09-15 Method for ground cooling and heat-conduction pile for ground cooling

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003127860/03A RU2256746C2 (en) 2003-09-15 2003-09-15 Method for ground cooling and heat-conduction pile for ground cooling

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003127860A RU2003127860A (en) 2005-03-27
RU2256746C2 true RU2256746C2 (en) 2005-07-20

Family

ID=35559948

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003127860/03A RU2256746C2 (en) 2003-09-15 2003-09-15 Method for ground cooling and heat-conduction pile for ground cooling

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2256746C2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2531155C1 (en) * 2013-04-16 2014-10-20 Лев Ефимович Герцман Structure foundation
RU2548633C1 (en) * 2014-02-05 2015-04-20 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Фундаментстройаркос" Method of refilling heat stabiliser
RU2556591C1 (en) * 2014-03-20 2015-07-10 Открытое акционерное общество "Акционерная компания по транспорту нефти "Транснефть" (ОАО "АК "Транснефть") Device for temperature stabilisation of permanently frozen grounds
WO2015147683A1 (en) * 2014-03-28 2015-10-01 Открытое акционерное общество "Акционерная компания по транспорту нефти "ТРАНСНЕФТЬ" Device for heat stabilization of perennial permafrost soils
RU2783457C1 (en) * 2022-06-30 2022-11-14 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" Cooled pile foundation

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГАПЕЕВ С.И. Выбор типов и конструкций искусственных сооружений, исключающих возможность их выпучивания и нарушения температурного режима многолетнемерзлых грунтов, используемых в качестве оснований. Информационное письмо №23. - Л.: ЛЕНГИПРОТРАНС, 1957, с.40-42, фиг.5. ГАПЕЕВ С.И. Укрепление мерзлых оснований охлаждением. - Л.: Стройиздат, 1969, с.8-10, рис.1. Рекомендации по проектированию и применению в строительстве охлаждающих установок, работающих без энергетических затрат. - М.: НИИОСП им. Н.М. Герсеванова, 1984, с.13, рис.6. *
ЧИ.С. Тепловые трубы. Теория и практика. - М.: Машиностроение, 1981, с.20-21, 38-40. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2531155C1 (en) * 2013-04-16 2014-10-20 Лев Ефимович Герцман Structure foundation
RU2548633C1 (en) * 2014-02-05 2015-04-20 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Фундаментстройаркос" Method of refilling heat stabiliser
RU2556591C1 (en) * 2014-03-20 2015-07-10 Открытое акционерное общество "Акционерная компания по транспорту нефти "Транснефть" (ОАО "АК "Транснефть") Device for temperature stabilisation of permanently frozen grounds
WO2015147683A1 (en) * 2014-03-28 2015-10-01 Открытое акционерное общество "Акционерная компания по транспорту нефти "ТРАНСНЕФТЬ" Device for heat stabilization of perennial permafrost soils
RU2783457C1 (en) * 2022-06-30 2022-11-14 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" Cooled pile foundation

Also Published As

Publication number Publication date
RU2003127860A (en) 2005-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100204304B1 (en) Plate type heat transfer apparatus
US11408646B2 (en) Ladder-structural gravity-assisted-heat-pipe geothermal energy recovery system without liquid-accumulation effect
RU2655857C1 (en) Cooling thermosyphon for site thermal stabilization of soils (options)
RU2527969C1 (en) Cooling device for depth temperature stabilisation of soils, foundations of buildings and structures
RU2256746C2 (en) Method for ground cooling and heat-conduction pile for ground cooling
RU2415226C1 (en) System for temperature stabilisation of structures foundation on permafrost soils
CN111910621A (en) Structure for cooling frozen soil by combining cast-in-place bored concrete pile in perennial frozen soil area with heat pipe
RU2250302C1 (en) Heated pile
RU168171U1 (en) DEVICE FOR COOLING SOIL WITH LOCAL THERMAL STABILIZATION AREA
US5327734A (en) Passive-active thermosyphon
CN210315513U (en) Structure for cooling frozen soil by combining cast-in-place bored concrete pile in perennial frozen soil area with heat pipe
RU2593286C1 (en) Thermal siphon
RU2384671C1 (en) Pile support for structures erected on permanently frozen soil
JPH07198278A (en) Rodlike loop type heat pipe
RU139080U1 (en) THERMOSEAM FOR CONSTRUCTIONS CONSTRUCTED ON PERMANENTLY FROZEN SOILS (OPTIONS)
RU2384672C1 (en) Cooled pile support for structures erected on permanently frozen soil
RU147446U1 (en) SEASONAL ACTING UNIT FOR COOLING ETERNAL-FROZEN SOILS OF BASES OF ENGINEERING STRUCTURES
RU2470114C2 (en) Thermopile for bridge supports
RU222634U1 (en) GEOTHERMAL THERMOSYPHON WITH NATURAL CIRCULATION OF THE WORKING FLUID
RU141110U1 (en) SYSTEM OF TEMPERATURE STABILIZATION OF SOILS OF BASES OF BUILDINGS AND STRUCTURES
RU2650005C1 (en) Method of cold accumulation in the ground
CN112323771A (en) Combined type hot rod applied to large-area frozen soil foundation
RU2629281C1 (en) Cooling thermosiphon for depth thermo-stabilization of soils (versions)
RU2786186C1 (en) Device for thermostabilization of soil around piles
RU2813272C1 (en) Method for freezing and maintaining stable condition of permafrost soils

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100916