RU2645193C1 - Plant for cooling the soil and set of products for construction of such plant - Google Patents
Plant for cooling the soil and set of products for construction of such plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2645193C1 RU2645193C1 RU2016151368A RU2016151368A RU2645193C1 RU 2645193 C1 RU2645193 C1 RU 2645193C1 RU 2016151368 A RU2016151368 A RU 2016151368A RU 2016151368 A RU2016151368 A RU 2016151368A RU 2645193 C1 RU2645193 C1 RU 2645193C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- zone
- product
- installation
- collector
- pipe
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D3/00—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
- E02D3/11—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil by thermal, electrical or electro-chemical means
- E02D3/115—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil by thermal, electrical or electro-chemical means by freezing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
- F28D15/0266—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with separate evaporating and condensing chambers connected by at least one conduit; Loop-type heat pipes; with multiple or common evaporating or condensing chambers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Agronomy & Crop Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Paleontology (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
Abstract
Description
Изобретения относятся к теплотехнике, более конкретно к средствам для охлаждения грунта, более конкретно к установкам, работающим по принципу гравитационных тепловых труб и парожидкостных термосифонов, предназначенным преимущественно для охлаждения и замораживания грунта под сооружениями, строящимися в зоне вечной мерзлоты, а именно к конструкции установки указанного назначения и комплекту изделий для ее сооружения, т.е. образуют группу изобретений, одно из которых предназначено для получения другого.The invention relates to heat engineering, and more specifically to means for cooling the soil, and more specifically to installations operating on the principle of gravity heat pipes and vapor-liquid thermosyphons, designed primarily for cooling and freezing soil under structures built in the permafrost zone, namely, the design of the installation specified destination and a set of products for its construction, i.e. form a group of inventions, one of which is intended to obtain the other.
Известно устройство для охлаждения грунта в виде гравитационной тепловой трубы, содержащей герметичный заправленный жидким теплоносителем корпус с зоной испарения, зоной конденсации и транспортной зоной между ними, причем зона испарения и зона конденсации расположены под углом друг к другу. Данное устройство изображено и описано в патенте РФ на промышленный образец №55511 (опубл. 16.10.2004 [1]).A device for cooling the soil in the form of a gravitational heat pipe containing a sealed case filled with liquid heat carrier with an evaporation zone, a condensation zone and a transport zone between them, the evaporation zone and the condensation zone are located at an angle to each other. This device is depicted and described in the patent of the Russian Federation for industrial design No. 55511 (publ. 16.10.2004 [1]).
В таком устройстве зона испарения не может быть отделена от зоны конденсации, и поэтому эти части устройства (первая из которых является подземной, а вторая - надземной) не могут быть смонтированы на объекте отдельно друг от друга. По этой причине сразу после размещения в грунте испарителя такого охлаждающего устройства его конденсатор оказывается возвышающимся над поверхностью грунта на 2 - 3 метра и мешает дальнейшим строительно-монтажным работам. В еще большей степени этот недостаток проявляется, когда необходимо обеспечить площадное охлаждение, например, под основанием сооружения, используя установку, содержащую большое количество таких устройств. Частями такой установки являются независимо друг от друга изготавливаемые и устанавливаемые на месте предстоящей эксплуатации устройства описанной конструкции.In such a device, the evaporation zone cannot be separated from the condensation zone, and therefore these parts of the device (the first of which is underground and the second above ground) cannot be mounted separately from each other on the object. For this reason, immediately after placing such a cooling device in the evaporator’s soil, its condenser appears to rise 2–3 meters above the soil surface and interferes with further construction and installation works. To an even greater extent, this drawback is manifested when it is necessary to provide area cooling, for example, under the base of the structure, using an installation containing a large number of such devices. Parts of such an installation are independently manufactured and installed on the site of the upcoming operation of the device of the described construction.
В патенте РФ на полезную модель №33955 (опубл. 20.11.2003 [2]) описано осуществление термостабилизации грунта, выполняемое с помощью установки, содержащей совокупность гравитационных тепловых труб, аналогичных известным из патента [1]. Испаритель каждой из них имеет заполненный теплоносителем патрубок, который расположен в теле охлаждаемого основания с наклоном по отношению к горизонту и соединен отдельным транспортным трубопроводом со своим конденсатором, расположенным над поверхностью грунта. На практике испарители располагают в грунте равномерно на расстоянии порядка одного метра друг от друга. Конденсаторы, располагаемые над поверхностью грунта, при наличии возможности также целесообразно размещать равномерно. Однако из-за наличия подъездных дорог, установленного возле здания оборудования и по другим аналогичным причинам конденсаторы приходится размещать в свободных зонах, удаленных от испарителей. В этом случае удлиняются транспортные зоны гравитационных тепловых труб, возрастают их цена и стоимость работ по укладке в грунт. Аналогичные трудности могут иметь место и при использовании имеющих сходную конструкцию установок по патенту США №3217791 (опубл. 30.07.1964 [3]) и авторскому свидетельству СССР №872640 (опубл. 15.10.1981 [4]).The RF patent for utility model No. 33955 (published on November 20, 2003 [2]) describes the implementation of soil thermal stabilization performed using an installation containing a combination of gravitational heat pipes similar to those known from the patent [1]. The evaporator of each of them has a nozzle filled with coolant, which is located in the body of the cooled base with an inclination with respect to the horizon and is connected by a separate transport pipe to its condenser located above the soil surface. In practice, evaporators are placed in the soil evenly at a distance of the order of one meter from each other. Capacitors located above the soil surface, if possible, it is also advisable to place evenly. However, due to the presence of access roads, equipment installed near the building, and for other similar reasons, condensers must be placed in free zones remote from the evaporators. In this case, the transport zones of gravitational heat pipes are lengthened, their price and the cost of laying in the ground increase. Similar difficulties can occur when using installations having a similar design according to US patent No. 3217791 (publ. 07/30/1964 [3]) and USSR copyright certificate No. 872640 (publ. 10/15/1981 [4]).
Как и при использовании установки в виде совокупности устройств по патенту [1], подземная и надземная части установки для охлаждения грунта по документам [2-4] не могут быть отделены друг от друга, и, следовательно, конденсаторы могут оказаться помехой при дальнейшем строительстве в зоне подлежащего охлаждению основания сооружения.As with the installation in the form of a combination of devices according to the patent [1], the underground and aboveground parts of the installation for cooling the soil according to the documents [2-4] cannot be separated from each other, and therefore, the condensers can be an obstacle to further construction in zone of the base of the structure to be cooled.
Как и в случае, относящемся к использованию установки в виде совокупности устройств по патенту [1], частями установки по документам [2-4] являются независимо друг от друга изготавливаемые и устанавливаемые на месте предстоящей эксплуатации устройства описанной в данном патенте конструкции. Поэтому комплектом изделий для сооружения данной установки является совокупность идентичных изделий, каждое из которых представляет самостоятельное средство для охлаждения и замораживания грунта, аналогичное устройству по патенту [1] и имеющее патрубок зоны испарения, оребренную трубу зоны конденсации и трубопровод транспортной зоны.As in the case relating to the use of the installation in the form of a set of devices according to the patent [1], the parts of the installation according to the documents [2-4] are independently manufactured and installed at the place of the upcoming operation of the device of the design described in this patent. Therefore, the set of products for the construction of this installation is a set of identical products, each of which represents an independent means for cooling and freezing the soil, similar to the device according to the patent [1] and having a nozzle for the evaporation zone, a finned tube of the condensation zone and a pipeline for the transport zone.
Установка по патенту [2] и совокупность образующих ее частей, являющихся упомянутыми идентичными изделиями, являются техническими решениями, наиболее близкими, соответственно к первому и второму предлагаемым изобретениям.The installation according to the patent [2] and the totality of its constituent parts, which are the mentioned identical products, are the technical solutions closest, respectively, to the first and second proposed inventions.
Предлагаемые изобретения направлены на достижение технического результата, заключающегося в упрощении конструкции установки в целом, позволяющем уменьшить количество выходящих на поверхность трубопроводов, соединяющих зону испарения с зоной конденсации, без снижения эффективности работы этих зон. Изобретения направлены также на обеспечение удобного транспортирования установки после изготовления и на упрощение работ по ее размещению на месте предстоящей эксплуатации с возможностью разнесения во времени монтажа подземной и надземной частей и завершения его после окончания других работ в окрестности зоны, подлежащей охлаждению.The present invention aims to achieve a technical result, which consists in simplifying the design of the installation as a whole, which allows to reduce the number of pipelines coming to the surface connecting the evaporation zone with the condensation zone, without reducing the efficiency of these zones. The inventions are also aimed at providing convenient transportation of the installation after manufacture and at simplifying the work of its placement at the site of its upcoming operation with the possibility of spacing the installation of underground and aboveground parts and completing it after completion of other work in the vicinity of the area to be cooled.
Ниже при раскрытии конструкции заявляемой установки и комплекта изделий для ее сооружения, а также при описании работы установки могут быть названы и другие виды достигаемого технического результата.Below, when disclosing the design of the claimed installation and a set of products for its construction, as well as when describing the operation of the installation, other types of achieved technical result can be named.
Предлагаемая установка для охлаждения грунта, как и наиболее близкая к ней известная установка [2], заправлена жидким теплоносителем и имеет зону испарения и зону конденсации, соединенные через транспортную зону. Она содержит в зоне конденсации несколько ориентированных вертикально оребренных труб, а в зоне испарения - несколько патрубков, имеющих отличное от горизонтального расположение и заглушенные нижние концы.The proposed installation for cooling the soil, as well as the closest known installation [2], is charged with a liquid coolant and has an evaporation zone and a condensation zone connected through a transport zone. It contains in the condensation zone several oriented vertically finned tubes, and in the evaporation zone there are several nozzles having a different from horizontal position and muffled lower ends.
Для достижения названного выше технического результата в предлагаемой установке, в отличие от наиболее близкой к ней известной установки, транспортная зона образована последовательно соединенными верхним трубопроводом, запорным вентилем, находящимся в открытом состоянии, и нижним трубопроводом. В зоне конденсации дополнительно расположены имеющие заглушенные концы верхняя и нижняя горизонтальные трубы, с которыми указанные вертикальные оребренные трубы соединены соответственно своими верхними и нижними концами. Верхняя горизонтальная труба снабжена штуцером для стравливания воздуха. Все указанные вертикальные оребренные трубы и горизонтальные трубы образуют моноблочный конденсатор. Нижняя горизонтальная труба последнего соединена с возможностью разъединения с верхним концом указанного верхнего трубопровода транспортной зоны, соединение которого с указанным запорным вентилем тоже является разъемным. Зона испарения дополнительно содержит выполненный в виде трубы коллектор, к которому в разных местах по его длине присоединены незаглушенными концами указанные несколько патрубков. Конец нижнего трубопровода транспортной зоны, противоположный его концу, соединенному с запорным вентилем, либо соединен с одним из концов коллектора, и при этом противоположный конец коллектора заглушен, либо соединен с коллектором в месте, расположенном между его концами, и при этом оба конца коллектора заглушены. Нижний трубопровод транспортной зоны и патрубки зоны испарения изготовлены из легко деформируемого материала. Коллектор размещен горизонтально или с наклоном в сторону указанных единственного или обоих заглушенных концов. Присоединенные к коллектору патрубки зоны испарения и сам коллектор заполнены жидким теплоносителем таким образом, что просвет коллектора по всей его длине занят теплоносителем, по меньшей мере, частично. При этом жидкий теплоноситель выбран из числа веществ, плотность пара которых выше плотности воздуха.To achieve the above technical result in the proposed installation, in contrast to the closest known installation, the transport zone is formed by a series-connected upper pipeline, a shut-off valve in the open state, and a lower pipeline. In the condensation zone, upper and lower horizontal pipes having muffled ends are additionally located with which said vertical finned tubes are connected respectively by their upper and lower ends. The upper horizontal pipe is equipped with a fitting for bleeding air. All of these vertical finned tubes and horizontal tubes form a monoblock capacitor. The lower horizontal pipe of the latter is connected with the possibility of disconnection with the upper end of the specified upper pipeline of the transport zone, the connection of which with the specified shut-off valve is also detachable. The evaporation zone additionally contains a manifold made in the form of a pipe, to which at several places along its length these several nozzles are connected with unbuffed ends. The end of the lower pipeline of the transport zone, opposite to its end connected to the shut-off valve, is either connected to one of the ends of the collector, while the opposite end of the collector is plugged, or connected to the collector at a place located between its ends, while both ends of the collector are plugged . The lower pipeline of the transport zone and the nozzles of the evaporation zone are made of easily deformable material. The collector is placed horizontally or with an inclination towards the indicated single or both muffled ends. The evaporation zone pipes and the collector attached to the collector are filled with liquid coolant in such a way that the collector lumen along its entire length is occupied by the coolant, at least partially. In this case, the heat transfer fluid is selected from among substances whose vapor density is higher than air density.
При описанном выполнении установки все элементы зоны испарения соединены с моноблочным конденсатором общей для всех них частью конструкции системы, являющейся единой транспортной зоной, а именно указанными верхним и нижним патрубками, соединенными через запорный вентиль. Наличие коллектора и единой транспортной зоны, вне зависимости от количества испарительных патрубков и оребренных труб моноблочного конденсатора (причем количество вторых не обязательно должно совпадать с количеством первых), наряду с упрощением конструкции установки облегчает решение задачи ее размещения в зоне предстоящей эксплуатации в ходе проводимых в этой зоне строительных работ.In the described installation, all the elements of the evaporation zone are connected to a monoblock condenser common to all of them part of the system design, which is a single transport zone, namely the indicated upper and lower pipes connected through a shut-off valve. The presence of a collector and a single transport zone, regardless of the number of evaporation tubes and fins of a monoblock condenser (and the number of the second ones does not have to coincide with the number of the first), along with simplifying the design of the installation, makes it easier to solve the problem of its placement in the zone of the upcoming operation during this construction zone.
Разъемный характер соединения частей установки и выполнение коллектора и патрубков зоны испарения из легко деформируемого материала, благодаря чему эта зона может быть компактно сложена, обеспечивают удобство транспортирования установки от места ее изготовления до места размещения и предстоящей эксплуатации. Вместе с тем это позволяет разнести во времени монтаж на месте эксплуатации подземной и надземной частей установки и обеспечить согласование этих операций с ходом других строительных работ.The detachable nature of the connection of the parts of the installation and the design of the collector and the nozzles of the evaporation zone from easily deformable material, so that this zone can be compactly folded, provide ease of transportation of the installation from the place of its manufacture to the location and upcoming operation. At the same time, this makes it possible to separate in time the installation at the place of operation of the underground and aboveground parts of the installation and to ensure coordination of these operations with the progress of other construction works.
При этом заправка теплоносителем "нижней" части установки, включающей элементы зоны испарения и нижний трубопровод транспортной зоны, заканчивающийся присоединенным к нему запорным вентилем, может быть выполнена в производственных условиях на предприятии-изготовителе с приведением запорного вентиля по окончании заправки в закрытое состояние. Наличие такой возможности освобождает от необходимости осуществлять заправку в ненадлежащих условиях непосредственно при размещении установки на месте ее предстоящей эксплуатации. После размещения частей установки, их соединения и открывания запорного вентиля испаряющийся теплоноситель, будучи тяжелее воздуха, вытесняет его в верхнюю часть установки, откуда он может быть стравлен через предназначенный для этого штуцер, находящийся на верхней горизонтальной трубе моноблочного конденсатора.In this case, the coolant refueling of the "lower" part of the installation, including the elements of the evaporation zone and the lower pipeline of the transport zone, ending with a shut-off valve connected to it, can be performed under production conditions at the manufacturer with the shut-off valve brought to the end when filling is closed. The presence of such an opportunity eliminates the need to refuel in inappropriate conditions directly when placing the unit at the place of its forthcoming operation. After placing the parts of the installation, connecting them and opening the shut-off valve, the evaporating heat carrier, being heavier than air, displaces it to the upper part of the installation, from where it can be etched through a fitting designed for this, located on the upper horizontal pipe of the monoblock condenser.
Таким образом, все описанные особенности предлагаемой установки в совокупности и лишь при совместной их реализации обеспечивают достижение охарактеризованного выше технического результата.Thus, all the described features of the proposed installation in the aggregate and only with their joint implementation ensure the achievement of the technical result described above.
В частном случае соединение нижней горизонтальной трубы моноблочного конденсатора с верхним концом верхнего трубопровода транспортной зоны может быть осуществлено через дополнительный запорный вентиль, находящийся в открытом состоянии. Такое дополнение может потребоваться, если соотношение конкретных размеров трубопроводов транспортной зоны, оребренных труб моноблочного конденсатора и коллектора с патрубками зоны испарения таково, что объема теплоносителя, которым заправлена "нижняя" часть установки, недостаточно для того, чтобы было осуществлено описанное выше заполнение теплоносителем патрубков и коллектора зоны испарения и при этом была заполнена парами теплоносителя "верхняя" часть установки. В этом случае необходимое дополнительное расчетное количество теплоносителя может быть "запасено" в трубах моноблочного конденсатора, а при вводе установки в эксплуатацию должны быть открыты оба запорных вентиля. Наличие дополнительного запорного вентиля позволяет реализовать и другой вариант введения в действие предлагаемой установки (при ином соотношении упомянутых выше размеров), в котором первоначально (после изготовления установки) достаточное для работы установки количество жидкого теплоносителя находится только в трубах моноблочного конденсатора. В этом случае для запуска установки тоже нужно открыть оба запорных вентиля.In the particular case, the connection of the lower horizontal pipe of the monoblock capacitor with the upper end of the upper pipeline of the transport zone can be carried out through an additional shut-off valve, which is in the open state. Such an addition may be required if the ratio of the specific sizes of the pipelines of the transport zone, the finned tubes of the monoblock condenser, and the collector with the nozzles of the evaporation zone is such that the volume of the coolant that is charged with the "lower" part of the installation is not sufficient for the filling of the nozzles described above and collector of the evaporation zone and at the same time the "upper" part of the installation was filled with coolant vapors. In this case, the necessary additional calculated amount of coolant can be “stored” in the pipes of the monoblock condenser, and when the unit is commissioned, both shut-off valves must be open. The presence of an additional shut-off valve makes it possible to implement another variant of putting the proposed installation into operation (with a different ratio of the dimensions mentioned above), in which initially (after the installation is made) the quantity of liquid coolant sufficient for the operation of the installation is located only in the pipes of the monoblock condenser. In this case, to start the installation, you must also open both shut-off valves.
Предлагаемая установка для охлаждения грунта может быть снабжена опирающейся на грунт или частично заглубленной в него поддерживающей конструкцией, к которой прикреплена своими концами, по меньшей мере, верхняя горизонтальная труба моноблочного конденсатора. Дополнение установки такой конструкцией может потребоваться в частном случае, когда при конкретных конструктивных параметрах расположенной над поверхностью грунта части установки и материале, из которого изготовлен нижний трубопровод транспортной зоны, не могут быть обеспечены достаточные устойчивость и жесткость установки.The proposed installation for cooling the soil may be provided with a support structure resting on the soil or partially buried in it, to which at least the upper horizontal pipe of the monoblock condenser is attached at its ends. Supplementing the installation with such a construction may be required in the particular case when, with the specific structural parameters of the part of the installation located above the soil surface and the material from which the lower pipeline of the transport zone is made, sufficient stability and rigidity of the installation cannot be ensured.
Предлагаемый комплект изделий для сооружения установки для охлаждения грунта представляет собой совокупность частей этой установки, в виде которых она должна быть изготовлена для обеспечения возможности достижения указанного выше технического результата как при транспортировании, так и при сборке установки на месте будущей эксплуатации, так и при запуске ее в работу. Поэтому указанный выше технический результат относится и к предлагаемому комплекту изделий. Вместе с тем, возможность достижения такого технического результата обусловлена не только особенностями самой рассмотренной выше конструкции установки, но и особенностями изделий предлагаемого комплекта, которые таковы, что установка в целом не является результатом простого механического объединения этих изделий, и им присущи некоторые признаки, не присущие установке как таковой, но позволяющие реализовать ее особенности.The proposed set of products for the construction of an installation for cooling the soil is a set of parts of this installation, in the form of which it must be manufactured in order to ensure the possibility of achieving the above technical result both during transportation and during assembly of the installation at the place of future operation, and when it is launched to work. Therefore, the above technical result applies to the proposed set of products. At the same time, the possibility of achieving such a technical result is due not only to the features of the installation design discussed above, but also to the features of the products of the proposed kit, which are such that the installation as a whole is not the result of a simple mechanical combination of these products, and they have some inherent features installation as such, but allowing to realize its features.
Как и в рассмотренном выше наиболее близком известном техническом решении по патенту [2], предлагаемый комплект изделий содержит первое изделие, в состав которого входят оребренные трубы конденсаторной зоны, второе изделие, относящееся к транспортной зоне, и третье изделие, в состав которого входят патрубки испарительной зоны установки для охлаждения грунта.As in the closest known technical solution for the patent [2] discussed above, the proposed set of products contains a first product, which includes finned tubes of the condenser zone, a second product related to the transport zone, and a third product, which includes evaporation tubes installation zones for soil cooling.
В отличие от наиболее близкого известного комплекта изделий, для достижения названного выше технического результата в предлагаемом комплекте изделий для сооружения установки для охлаждения грунта указанным первым изделием является моноблочный конденсатор указанной установки, в котором оребренные трубы конденсаторной зоны расположены параллельно друг другу и присоединены своими одними концами к первой трубе, а другими концами - ко второй трубе, параллельной первой, концы обеих названных труб заглушены. При этом одна из них снабжена штуцером для стравливания воздуха, а другая имеет - элементом, предназначенным для разъемного соединения со вторым указанным изделием. Указанным вторым изделием является верхний трубопровод транспортной зоны указанной установки, выполненный с возможностью разъемного соединения с первым и вторым указанными изделиями. Указанным третьим изделием является выполненный в виде трубы коллектор, к которому в разных местах по его длине присоединены незаглушенными концами несколько патрубков зоны испарения. Кроме того, к коллектору одним из своих концов присоединен трубопровод, являющийся нижним трубопроводом транспортной зоны указанной установки и заканчивающийся установленным на противоположном его конце запорным вентилем, предназначенным для разъемного соединения со вторым указанным изделием. Соединение нижнего трубопровода транспортной зоны с коллектором осуществлено либо с одним из концов последнего, и при этом противоположный конец коллектора заглушен, либо в месте, расположенном между его концами, и при этом оба конца коллектора заглушены. Указанные патрубки и трубопровод третьего изделия изготовлены из легко деформируемого материала. При этом внутренний объем указанного третьего изделия заполнен жидким теплоносителем, выбранным из числа веществ, плотность пара которых выше плотности воздуха, а указанный запорный вентиль находится в закрытом положении. Кроме того, указанные патрубки и трубопровод третьего изделия изогнуты и свернуты в бухты вокруг трубы коллектора, либо указанный трубопровод третьего изделия изогнут и уложен вдоль трубы коллектора рядом с нею, а указанные патрубки изогнуты и свернуты в бухты вокруг трубы коллектора и уложенного рядом с нею указанного трубопровода.Unlike the closest known set of products, in order to achieve the technical result mentioned above, in the proposed set of products for constructing an installation for cooling the soil, said first product is a monoblock condenser of said installation, in which finned tubes of the condenser zone are parallel to each other and connected at their ends to the first pipe, and the other ends to the second pipe parallel to the first, the ends of both of these pipes are plugged. In this case, one of them is equipped with a fitting for bleeding air, and the other has an element designed for detachable connection with the second specified product. The specified second product is the upper pipeline of the transport zone of the specified installation, made with the possibility of detachable connection with the first and second specified products. The specified third product is a manifold made in the form of a pipe, to which several nozzles of the evaporation zone are connected at different places along its length with unbuffed ends. In addition, one of its ends is connected to the manifold by a pipeline, which is the lower pipeline of the transport zone of the specified installation and ending with a shut-off valve installed on its opposite end, designed for detachable connection with the second specified product. The lower pipeline of the transport zone is connected to the collector either at one of the ends of the latter, while the opposite end of the collector is plugged, or at a place located between its ends, while both ends of the collector are plugged. These pipes and the pipeline of the third product are made of easily deformable material. In this case, the internal volume of the specified third product is filled with a liquid coolant selected from among substances whose vapor density is higher than air density, and the specified shut-off valve is in the closed position. In addition, these pipes and the pipe of the third product are bent and rolled into coils around the pipe of the collector, or the pipe of the third product is bent and laid along the pipe of the collector next to it, and these pipes are bent and rolled into coils around the pipe of the collector and the pipe specified next to it the pipeline.
При таком выполнении предлагаемого комплекта благодаря наличию в нем трех не соединенных друг с другом изделий, а также благодаря тому, что наиболее громоздкое из них третье изделие в результате указанных укладывания и свертывания нижнего трубопровода транспортной зоны и патрубков зоны испарения становится более компактным (что, в свою очередь, достигается благодаря выполнению патрубков зоны испарения и нижнего трубопровода транспортной зоны из легко деформируемого материала), обеспечивается удобство транспортирования установки к месту ее будущей эксплуатации. Вместе с тем возможна несложная сборка этих изделий в единую конструкцию, причем с разнесением во времени размещения частей установки в месте, выбранном для ее будущей эксплуатации, и присоединением "верхней" части (первого и второго изделий комплекта) к нижней части (третьему изделию комплекта) тогда, когда это будет удобно с учетом общего хода строительных работ в месте размещения установки. Обеспечивается также описанная выше возможность запуска установки в работу с использованием запорного вентиля и штуцера для стравливания воздуха. При этом отсутствует необходимость осуществлять заправку теплоносителем в ненадлежащих условиях реальной эксплуатации, поскольку заправка уже выполнена в условиях промышленного производства.With this implementation of the proposed kit, due to the presence of three products not connected to each other, and also due to the fact that the most cumbersome of them, the third product, as a result of the laying and folding of the lower pipeline of the transport zone and the nozzles of the evaporation zone becomes more compact (which, in this, in turn, is achieved through the implementation of the nozzles of the evaporation zone and the lower pipeline of the transport zone from easily deformable material), and the convenience of transporting the unit to m stu its future operation. At the same time, a simple assembly of these products into a single design is possible, moreover, with the time spacing of the installation parts in a place chosen for its future operation, and the attachment of the "upper" part (the first and second products of the kit) to the lower part (third product of the kit) then, when it will be convenient, taking into account the general progress of construction work at the installation location. It also provides the above-described ability to start the installation in operation using a shut-off valve and a fitting for bleeding air. At the same time, there is no need to refuel with a coolant in inappropriate conditions of actual operation, since refueling has already been completed in an industrial production environment.
Первое изделие, которым является моноблочный конденсатор, может содержать дополнительный запорный вентиль, присоединенный к соединительному элементу, которым снабжена в своей средней части одна из труб моноблочного конденсатора. При этом внутренний объем первого изделия содержит жидкий теплоноситель, идентичный жидкому теплоносителю, которым заполнен внутренний объем третьего изделия, а указанный дополнительный вентиль находится в закрытом состоянии. Такое дополнение может потребоваться, если соотношение конкретных размеров изделий таково, что объема теплоносителя, находящегося в первом изделии, недостаточно для того, чтобы было осуществлено описанное выше при рассмотрении предлагаемой установки в целом заполнение теплоносителем патрубков и коллектора зоны испарения, принадлежащих третьему изделию, и вместе с этим был заполнен парами теплоносителя внутренний объем второго и первого изделий. В этом случае необходимое дополнительное расчетное количество теплоносителя может быть "запасено" во внутреннем объеме первого изделия, а при запуске установки в работу должны быть открыты оба запорных вентиля.The first product, which is a monoblock capacitor, may contain an additional shut-off valve connected to the connecting element, which is equipped in its middle part with one of the pipes of the monoblock capacitor. In this case, the internal volume of the first product contains a liquid coolant identical to the liquid coolant with which the internal volume of the third product is filled, and the specified additional valve is in a closed state. Such an addition may be required if the ratio of the specific sizes of the products is such that the volume of coolant in the first product is not enough to ensure that the above described when considering the proposed installation as a whole filled the coolant pipes and the evaporator zone collector belonging to the third product, and together with this, the internal volume of the second and first products was filled with coolant vapor. In this case, the necessary additional calculated amount of coolant can be “stored” in the internal volume of the first product, and when the unit is put into operation, both shut-off valves must be open.
В частном случае предлагаемый комплект изделий для сооружения установки для охлаждения грунта может дополнительно содержать четвертое изделие, которым является поддерживающая конструкция, предназначенная для опоры на грунт или заглубления в нем и прикрепления к ней обеих труб, перпендикулярных оребренным трубам моноблочного конденсатора, являющегося первым изделием, или только той из этих труб, которая снабжена штуцером для стравливания воздуха. Дополнение установки такой конструкцией может потребоваться, если при конкретных конструктивных параметрах располагаемых над поверхностью грунта части сооружаемой установки и материале, использованном для изготовления нижнего трубопровода транспортной зоны первого изделия, не могут быть обеспечены достаточные жесткость и устойчивость установки.In a particular case, the proposed set of products for the construction of an installation for cooling the soil may additionally contain a fourth product, which is a supporting structure designed to support or deepen in the soil and attach to it both pipes perpendicular to the finned tubes of the monoblock condenser, which is the first product, or only one of these pipes, which is equipped with a fitting for bleeding air. Supplementing the installation with such a construction may be required if, with the specific design parameters of the part of the installation being located above the soil surface and the material used to make the lower pipeline of the transport zone of the first product, sufficient rigidity and stability of the installation cannot be ensured.
Предлагаемые изобретения иллюстрируются чертежами, на которых показаны:The invention is illustrated by drawings, which show:
- на фиг. 1 - предлагаемая установка в сборе после размещения ее зоны испарения в грунте, а зоны конденсации - над поверхностью грунта;- in FIG. 1 - the proposed installation in the collection after placing its evaporation zone in the soil, and the condensation zone above the soil surface;
- на фиг. 2 - фиг. 4 - частные случаи выполнения зоны испарения, отличные от представленного на фиг. 1;- in FIG. 2 - FIG. 4 - special cases of the execution of the evaporation zone, different from that shown in FIG. one;
- на фиг. 5А, Б и В - изделия предлагаемого комплекта, являющиеся частями установки по фиг. 1, подготовленной к транспортированию.- in FIG. 5A, B and C - products of the proposed kit, which are parts of the installation of FIG. 1, prepared for transportation.
Показанная на фиг. 1 установка для охлаждения грунта содержит зону конденсации, образованную несколькими конденсаторами в виде оребренных труб 1, размещенными вертикально над поверхностью 2 грунта 3. Верхние и нижние концы оребренных труб 1 соединены соответственно с верхней 4 и нижней 5 горизонтальными трубами. Все вертикальные оребренные трубы 1 и горизонтальные трубы 4, 5 в совокупности образуют моноблочный конденсатор 6. Верхняя горизонтальная труба 4 моноблочного конденсатора 6 снабжена штуцером 7 для стравливания воздуха, которое осуществляется перед началом эксплуатации установки.Shown in FIG. 1 installation for cooling the soil contains a condensation zone formed by several condensers in the form of
Моноблочный конденсатор 6 в средней части его нижней горизонтальной трубы 5 соединен с помощью соединительного элемента 8 с верхним концом верхнего трубопровода 9 транспортной зоны непосредственно или через дополнительный запорный вентиль 10. Последний необходим лишь в некоторых частных случаях и поэтому на фиг. 1 показан штриховыми линями. Соединение верхнего конца верхнего трубопровода 9 транспортной зоны с моноблочным конденсатором 6 или дополнительным запорным вентилем 10 (когда он присутствует) является разъемным.A
Верхний трубопровод 9 транспортной зоны соединен своим нижним концом через запорный вентиль 11 с верхним концом нижнего трубопровода 12.1 транспортной зоны. Соединение нижнего конца верхнего трубопровода 9 транспортной зоны с запорным вентилем 11 является разъемным. Транспортная зона 13 образована, таким образом, указанными нижним 12.1 и верхним 9 трубопроводами и соединяющим их запорным вентилем 11. Оба трубопровода транспортной зоны могут быть теплоизолированы (наличие теплоизоляции на чертеже не показано).The
Зона испарения 14 установки, размещенная в грунте 3, образована коллектором 15.1, выполненным в виде трубы с присоединенными к ней в разных местах по ее длине патрубками 16.1, свободные концы которых заглушены. Коллектор 15.1, патрубки 16.1 зоны испарения 14 и верхний трубопровод 9 транспортной зоны 13 на фиг. 1 показаны в разрезе. Коллектор 15.1 в показанном на фиг. 1 случае соединен с нижним концом нижнего трубопровода 12.1 транспортной зоны одним из своих концов (это соединение показано позицией 17.1). Труба коллектора 15.1, к которой присоединены патрубки 16.1, расположена горизонтально или с небольшим наклоном вниз в сторону конца, противоположную месту его соединения с нижним трубопроводом 12.1 транспортной зоны. Что касается ориентации самих патрубков 16.1, то они на фиг. 1 условно показаны повернутыми вокруг оси коллектора 15.1 на угол, близкий к 90°, относительно их фактического положения. В действительности предпочтительной является не вертикальная ориентация патрубков, а ориентация с небольшим наклоном в сторону их заглушенных концов. В этом случае обеспечивается охват наибольшей площади поверхности, под которой осуществляется охлаждение, необходимое в связи с оттаиванием верхнего слоя грунта, происходящего в зоне вечной мерзлоты в летний период.The
Нижний трубопровод 12.1 транспортной зоны и присоединенные к коллектору 15.1 патрубки 16.1 изготовлены из легко деформируемого материала, например, из алюминиевого сплава АД1 или АД0.The lower pipeline 12.1 of the transport zone and the nozzles 16.1 attached to the collector 15.1 are made of easily deformable material, for example, aluminum alloy AD1 or AD0.
Возможны и другие варианты выполнения коллектора зоны испарения, присоединения к нему патрубков этой зоны и их ориентации. Один из таких случаев схематически иллюстрируется фиг. 2. На этой фигуре коллектор 15.2 аналогичен показанному на фиг. 1, а каждый из патрубков 16.2 имеет часть, ориентированную вертикально, и часть, ориентированную относительно горизонта с небольшим наклоном вниз. Знаком "X" на фиг. 2 (а также на поясняемых ниже фигурах 3 и 4) условно показан запорный вентиль 11, с которым соединен конец нижнего трубопровода транспортной зоны, противоположный его концу, соединенному с коллектором.There are other options for the implementation of the collector of the evaporation zone, the connection to it of the nozzles of this zone and their orientation. One such case is schematically illustrated in FIG. 2. In this figure, the collector 15.2 is similar to that shown in FIG. 1, and each of the nozzles 16.2 has a part oriented vertically and a part oriented relative to the horizon with a slight downward slope. The sign “X” in FIG. 2 (and also in the figures 3 and 4 explained below), a shut-off
Наряду с показанным на фиг. 2 сплошными линиями случаем, когда все патрубки 16.2 расположены по одну сторону от коллектора 15.2, к которому они присоединены, возможно и такое выполнение, при котором разные патрубки расположены по разные стороны от коллектора. Один из патрубков, расположенный, в отличие от остальных, с другой стороны коллектора 15.2, показан на фиг. 2 штриховой линией (позиция 16.3). То или иное расположение патрубков зоны испарения может быть выбрано для обеспечения наилучшего охвата подлежащего охлаждению приповерхностного объема грунта.Along with that shown in FIG. 2 by solid lines in the case when all the nozzles 16.2 are located on one side of the collector 15.2 to which they are connected, it is also possible that different nozzles are located on different sides of the collector. One of the nozzles, located, unlike the others, on the other side of the manifold 15.2, is shown in FIG. 2 by a dashed line (position 16.3). One or another arrangement of the nozzles of the evaporation zone can be selected to ensure the best coverage of the surface volume of soil to be cooled.
Другой частный случай выполнения зоны испарения показан на фиг. 3. Патрубки 16.4 этой зоны испарения имеют выполнение, аналогичное показанному на фиг. 2. Коллектор 15.3 соединен с нижним трубопроводом 12.3 транспортной зоны в своей средней части. При этом нижний трубопровод 12.3 транспортной зоны имеет более сложную форму, чем трубопровод 12.2 на фиг. 2.Another particular embodiment of the evaporation zone is shown in FIG. 3. The nozzles 16.4 of this evaporation zone have a design similar to that shown in FIG. 2. The collector 15.3 is connected to the lower pipeline 12.3 of the transport zone in its middle part. In this case, the lower pipeline 12.3 of the transport zone has a more complex shape than the pipeline 12.2 in FIG. 2.
Позициями 12.2-12.4 на фиг. 2 - фиг. 4 показан соответственно нижний трубопровод транспортной зоны, а позициями 17.1-17.4 - его соединения с коллектором.Positions 12.2-12.4 in FIG. 2 - FIG. 4 shows the lower pipeline of the transport zone, respectively, and positions 17.1-17.4 show its connections to the collector.
Выбором формы нижнего трубопровода транспортной зоны (а ему может быть придана разная форма благодаря выполнению из легко деформируемого материала) может быть достигнуто различное взаимное расположение зон конденсации и испарения в плане.By choosing the shape of the lower pipeline of the transport zone (and it can be given a different shape due to its construction from easily deformable material), different relative positions of the condensation and evaporation zones in plan can be achieved.
Еще один частный случай (фиг. 4), близкий по выполнению к случаю по фиг. 3, отличается от него тем, что коллектор 15.4 является не прямым, а имеющим изгиб в месте его соединения с нижним трубопроводом 12.4 транспортной зоны, выполненным аналогично показанному на фиг. 3.Another particular case (FIG. 4), close in execution to the case of FIG. 3, differs from it in that the collector 15.4 is not straight, but having a bend at its junction with the lower pipeline 12.4 of the transport zone, made similar to that shown in FIG. 3.
Описанные выше примеры приведены для иллюстрации разнообразия возможностей выполнения подземной части предлагаемой установки и сопряжения ее с надземной частью, что позволяет осуществлять такое сопряжение, адаптируясь к конкретным условиям, диктующим самые различные варианты взаимного расположения этих частей.The examples described above are given to illustrate the variety of possibilities for performing the underground part of the proposed installation and pairing it with the aboveground part, which allows for such pairing, adapting to specific conditions dictating the most varied options for the relative position of these parts.
Размещенная на месте предстоящей эксплуатации установка может содержать показанную на фиг. 1 штриховыми линиями поддерживающую конструкцию 22, частично заглубленную в грунт 2 с фиксацией в бетонных блоках 18 и соединенную в данном случае с концами обеих горизонтальных труб 4, 5 моноблочного конденсатора 6 (представляющую собой, например, два вертикальных швеллера). Как уже было пояснено при раскрытии сущности изобретения, поддерживающая конструкция может оказаться необходимой, когда при конкретных конструктивных параметрах расположенной над поверхностью грунта части установки (моноблочный конденсатор 6 и верхний трубопровод 9 транспортной зоны, запорный вентиль 11 и частично - нижний трубопровод 12.1 транспортной зоны, а также, возможно, дополнительный запорный вентиль 8) и материале, из которого изготовлен нижний трубопровод 12.1 транспортной зоны, не могут быть обеспечены достаточные жесткость и устойчивость установки.The installation located at the site of the upcoming operation may include the one shown in FIG. 1 by dashed lines the supporting
Установку изготавливают в виде нескольких не соединенных друг с другом изделий, образующих комплект для ее сооружения.The installation is made in the form of several products not connected to each other, forming a kit for its construction.
Первое изделие представляет собой моноблочный конденсатор 6 (в частном случае к соединительному элементу 8 моноблочного конденсатора 6 может быть присоединен дополнительный запорный вентиль 10, который в этом частом случае тоже входит в состав первого изделия).The first product is a monoblock capacitor 6 (in a particular case, an additional shut-off
Вторым изделием является верхний трубопровод 9 транспортной зоны, который выполнен с возможностью разъемного соединения своим верхним концом с моноблочным конденсатором 9 (непосредственно или через дополнительный запорный вентиль 10), а нижним концом - с запорным вентилем 11, входящим в состав третьего изделия.The second product is the
Третьим изделием является коллектор 15.1 с присоединенными к нему патрубками 16.1 и нижним трубопроводом 12.1 транспортной зоны (соединение последнего с коллектором показано на фиг. 1 позицией 17). В состав третьего изделия входит также запорный вентиль 11, установленный на нижнем трубопроводе 12.1 транспортной зоны со стороны, противоположной его соединению с коллектором 15.1. Запорный вентиль 11 имеет выполнение, допускающее его разъемное соединение с нижним концом верхнего трубопровода 9 транспортной зоны, являющегося вторыми изделием.The third product is the collector 15.1 with the pipes 16.1 attached to it and the lower pipeline 12.1 of the transport zone (the connection of the latter with the collector is shown in Fig. 1 at 17). The third product also includes a shut-off
Четвертым изделием комплекта может быть поддерживающая конструкция 22. В отличие от первых трех изделий, которые изготавливаются и после изготовления транспортируются совместно, четвертое изделие может изготавливаться как вместе с первыми тремя, так и отдельно от них, в том числе непосредственно на месте размещения установки. Это объясняется тем, что размеры и форма поддерживающей конструкции в наибольшей степени зависят от конкретных условий размещения установки в месте ее эксплуатации.The fourth product of the kit may be a supporting
Изготовление третьего изделия завершается заполнением его внутреннего объема жидким теплоносителем. Заполнение производится через открытый запорный вентиль 11 с использованием вспомогательного приспособления. После заполнения теплоносителем запорный вентиль 11 закрывают.The manufacture of the third product is completed by filling its internal volume with a liquid coolant. Filling is done through an open shut-off
При необходимости иметь в установке больше теплоносителя, чем позволяет внутренний объем третьего изделия (подробнее это было пояснено выше при раскрытии сущности изобретения) используют первое изделие в комплектации, включающей в его состав дополнительный запорный вентиль 10, и требуемое недостающее количество жидкого теплоносителя, идентичного теплоносителю, заполняющему внутренний объем третьего изделия, вводят во внутренний объем моноблочного конденсатора 6. Это может быть сделано с использованием вспомогательного приспособления через открытый дополнительный запорный вентиль 10, который после осуществления заправки теплоносителем закрывают. Возможна также заправка через штуцер 7, основным назначением которого является использование для стравливания воздуха при вводе установки в эксплуатацию, описываемом ниже. В этом случае заправку производят при закрытом дополнительном запорном вентиле 10 и открытом упомянутом штуцере 7, который по окончании заправки закрывают.If it is necessary to have more coolant in the installation than the internal volume of the third product allows (it was explained in more detail above when disclosing the essence of the invention), the first product is used in a configuration that includes an additional shut-off
В качестве жидкого теплоносителя могут быть использованы, например, двуокись углерода, хладон Р22, хладон Р404а, хладон Р407, пары которых тяжелее воздуха.As the heat transfer fluid, for example, carbon dioxide, P22 freon, P404a freon, P407 freon, the vapors of which are heavier than air, can be used.
Первое и второе изделия готовы к транспортированию в том виде, в каком они были описаны выше. Третье же изделие, имеющее наибольшие габаритные размеры, для уменьшения этих размеров деформируют, изгибая патрубки 16.1 зоны испарения и нижний трубопровод 12.1 транспортной зоны и свертывая их в бухты вокруг трубы коллектора 15.1, либо трубопровод 12.1 изгибают и укладывают вдоль трубы коллектора 15.1 рядом с нею, а патрубки 16.1 изгибают и свертывают в бухты вокруг трубы коллектора 15.1 и уложенной рядом с нею частью трубопровода 12.1. Свертывание нижнего трубопровода 12.1 транспортной зоны в бухту вокруг трубы коллектора более целесообразно, когда соединение этого трубопровода с коллектором осуществлено в средней части коллектора, а укладывание его вдоль трубы коллектора - когда соединение осуществлено с одним из концов коллектора.The first and second products are ready for transportation in the form in which they were described above. The third product, which has the largest overall dimensions, is deformed to reduce these dimensions by bending the nozzles 16.1 of the evaporation zone and the lower pipeline 12.1 of the transport zone and rolling them into coils around the manifold pipe 15.1, or the pipe 12.1 is bent and laid along the collector pipe 15.1 next to it, and the nozzles 16.1 are bent and rolled into coils around the manifold pipe 15.1 and a part of the pipeline 12.1 laid next to it. The folding of the lower pipeline 12.1 of the transport zone to the bay around the collector pipe is more appropriate when the connection of this pipeline to the collector is made in the middle of the collector, and laying it along the collector pipe when the connection is made to one of the ends of the collector.
Напомним, что внутренний объем этого изделия заполнен жидким теплоносителем, а запорный вентиль 1 закрыт.Recall that the internal volume of this product is filled with liquid coolant, and the shut-off
Подготовленный к транспортированию комплект изделий для сооружения установи для охлаждения грунта иллюстрируется на фиг. 5. Использованные на этой фигуре обозначения соответствуют использованным выше при описании изделий комплекта. Первые три изделия показаны соответственно на фиг. 5А, 5Б, 5В (на фиг. 5В представлены оба описанных выше альтернативных варианта компактной укладки третьего изделия комплекта). Позицией 23 на фиг. 5Б показаны неразличимые в масштабе фиг. 1 соединительные фланцы, которые может иметь верхний трубопровод 9 транспортной зоны.The set of products prepared for transportation for the construction of an installation for cooling the soil is illustrated in FIG. 5. The designations used in this figure correspond to those used above in the description of kit products. The first three products are shown respectively in FIG. 5A, 5B, 5B (in FIG. 5B, both alternative options for compact stacking of the third product of the kit are described above). 23 in FIG. 5B shows indistinguishable to the scale of FIG. 1 connecting flanges, which may have the
Дополнительный запорный вентиль 10, который может входить в состав первого изделия в частном случае, на фиг. 5А показан штриховыми линиями. Напомним, что в этом частном случае в трубах моноблочного конденсатора 6 содержится жидкий теплоноситель; при этом дополнительный запорный вентиль 10 закрыт.An additional shut-off
После доставки установки в разобранном виде к месту ее размещения и предстоящей эксплуатации согнутые в бухты вокруг трубы коллектора 15.1 патрубки 16.1 и нижний трубопровод 12.1 транспортной зоны разгибают и укладывают в грунт в проектное положение. При этом коллектор 15.1 располагают горизонтально или с небольшим наклоном вниз в сторону, противоположную месту его соединения с нижним трубопроводом 12.1 транспортной зоны. Патрубки 16.1 зоны испарения могут быть расположены как вертикально (данный частный случай показан на фиг. 1), так и в соответствии либо с фиг. 2 (в том числе по разные стороны от трубы коллектора), либо с фиг. 3, либо с фиг. 4, либо иным образом для охвата большей площади подлежащего охлаждению приповерхностного слоя грунта.After the installation is delivered disassembled to the place of its location and the forthcoming operation, the branch pipes 16.1 bent into coils around the collector pipe 15.1 and the lower pipeline 12.1 of the transport zone are unbent and laid in the ground in the design position. In this case, the collector 15.1 is placed horizontally or with a slight slope down to the side opposite to the place of its connection with the lower pipeline 12.1 of the transport zone. The nozzles 16.1 of the evaporation zone can be located either vertically (this particular case is shown in FIG. 1), or in accordance with either FIG. 2 (including on opposite sides of the manifold pipe), or with FIG. 3, or with FIG. 4, or otherwise, to cover a larger area of the surface layer to be cooled.
Затем в сроки, согласованные со строительным работами, производимыми в зоне предстоящей эксплуатации установки, ее подземную часть соединяют с надземной частью (при необходимости используя поддерживающую конструкцию 22), и приводят установку к виду, аналогичному показанному на фиг. 1 или отличающемуся от него в соответствии с описанными выше или иными вариантами выполнения зоны испарения. При этом взаимное расположение подземной и надземной частей в плане можно варьировать требуемым образом, в зависимости от наличия в зоне размещения установки других объектов. Это возможно благодаря выполнению нижнего трубопровода 12.1 транспортной зоны из легко деформируемого материала при наличии необходимого "запаса" его по длине.Then, within the time agreed with the construction work carried out in the zone of the upcoming operation of the installation, its underground part is connected to the aboveground part (if necessary using the supporting structure 22), and the installation is brought to a view similar to that shown in FIG. 1 or different from it in accordance with the above or other embodiments of the evaporation zone. Moreover, the relative position of the underground and aboveground parts in the plan can be varied as required, depending on the presence of other objects in the installation area. This is possible due to the implementation of the lower pipeline 12.1 of the transport zone from easily deformable material in the presence of the necessary "reserve" of its length.
Далее открывают запорный вентиль 11, а при наличии дополнительного запорного вентиля 10 - также и этот вентиль, после чего находящийся внутри моноблочного конденсатора 6 жидкий теплоноситель стекает вниз, добавляясь к теплоносителю, содержащемуся в нижнем трубопроводе 12.1 транспортной зоны, коллекторе 15.1 и патрубках 16.1 зоны испарения.Next, open the shut-off
Теплоноситель начинает испаряться, создавая давление на находящийся над ним воздух, имеющий меньшую плотность, чем пары теплоносителя. Через некоторое время после открытия запорного вентиля 11 или этого вентиля вместе с дополнительным запорным вентилем 10, если он присутствует (достаточно 30-50 минут), воздух стравливают через штуцер 7, который при дальнейшей работе установки снова должен быть закрыт.The coolant begins to evaporate, creating pressure on the air above it, which has a lower density than the coolant vapor. Some time after the opening of the shut-off
Как уже отмечалось, для повышения эффективности функционирования установки оба трубопровода 9 и 12.1 транспортной зоны могут быть теплоизолированы.As already noted, to increase the efficiency of the installation, both
Разумеется, все соединения друг с другом коллектора, патрубков зоны испарения, транспортных трубопроводов, запорных вентилей и труб моноблочного конденсатора являются герметичными, и внутренний объем установки полностью изолирован от окружающего пространства.Of course, all connections to each other of the collector, the nozzles of the evaporation zone, transport pipelines, shut-off valves and pipes of the monoblock condenser are tight, and the internal volume of the installation is completely isolated from the surrounding space.
В любом случае заправка жидким теплоносителем третьего изделия (или этого изделия и первого изделия) комплекта при их подготовке к транспортированию должна была быть осуществлена расчетным количеством теплоносителя, выбираемым таким образом, чтобы его было достаточно для заполнения после стравливания воздуха патрубков 16.1 зоны испарения с образованием, по меньшей мере, слоя 19 на нижней части внутренней поверхности коллектора 15.1 (фиг. 1), частично закрывающего просвет коллектора по всей его длине.In any case, the filling of the third product (or this product and the first product) with liquid coolant in preparation for transportation should have been carried out by the estimated amount of coolant selected in such a way that it is sufficient to fill the nozzles 16.1 of the evaporation zone after air bleeding, forming at least a
После этого установка готова к работе.After that, the installation is ready for operation.
Таким образом, после доставки изделий, составляющих предлагаемый комплект по фиг. 5, к месту сооружения предлагаемой установки и выполнения описанных действий по их соединению, а также действий с запорным вентилем (вентилями) и штуцером для стравливания воздуха получают предлагаемую установку в рабочем состоянии, иллюстрируемую фиг. 1.Thus, after delivery of the products constituting the proposed kit of FIG. 5, to the place of construction of the proposed installation and the implementation of the described actions for their connection, as well as actions with a shut-off valve (s) and a fitting for bleeding air, the proposed installation is in working condition, illustrated in FIG. one.
Работа установки происходит следующим образом.The installation is as follows.
Когда температура воздуха, омывающего трубы моноблочного конденсатора 6, ниже температуры грунта 3, пар из патрубков 16.1 зоны испарения 14 под действием перепада давления и концентрационной диффузии, "пробулькивая" через конденсат 21, поступает в коллектор 15.1 зоны испарения. Затем через нижний трубопровод 12.1 транспортной зоны, открытый запорный вентиль 11, верхний транспортный трубопровод 9 (и открытый дополнительный запорный вентиль 10, если он присутствует) пар поступает в трубы моноблочного конденсатора 6. Там он конденсируется, передавая теплоту грунта стенкам оребренных труб 1 и далее через их ребра - в окружающее пространство. Капли 20 конденсата по стенкам трубопроводов 9 и 12.1 транспортной зоны под действием силы тяжести стекают в коллектор 15.1, пополняя конденсат в нем и патрубках 16.1 зоны испарения 14, и далее цикл повторяется. Так теплота грунта (Q1-Q4, фиг. 1), затраченная на образование пара теплоносителя, передается в окружающее пространство (Q, фиг. 1). В итоге происходит охлаждение грунта 3, окружающего патрубки 16.1 и коллектор 15.1.When the temperature of the air washing the pipes of the
Предлагаемая установка может быть отнесена к охладителям грунта смешанного типа: в патрубках 15.1 зоны испарения реализуется режим парожидкостного термосифона, а коллектор 15.1, нижний 12.1 и верхний 9 трубопроводы транспортной зоны и моноблочный конденсатор 6 работают так же, как и в гравитационной тепловой трубе.The proposed installation can be attributed to mixed-type soil coolers: in the nozzles 15.1 of the evaporation zone, the regime of vapor-liquid thermosyphon is implemented, and the collector 15.1, lower 12.1 and upper 9 pipelines of the transport zone and
Предлагаемые изобретения могут найти применение при создании установок для замораживании грунта под сооружениями, строящимися в зоне вечной мерзлоты. Их использование позволит упростить конструкции охлаждаемых фундаментов, ускорить и удешевить строительно-монтажные работы по устройству фундаментов и оснований различных сооружений.The present invention can find application in the creation of installations for freezing soil under structures under construction in the permafrost zone. Their use will simplify the construction of refrigerated foundations, speed up and reduce the cost of construction and installation work on the installation of foundations and foundations of various structures.
Изобретения могут найти применение также в тех случаях, когда имеются ограничения на размещение оборудования вблизи стен по периметру здания и, следовательно, возникают трудности с размещением зон конденсации при равномерном расположении под сооружением зон испарения охлаждающих устройств, например, если имеются ворота для автомашин, подъездные дороги, установлено электротехническое или другое оборудование.The invention can also be used in cases where there are restrictions on the placement of equipment near walls around the perimeter of the building and, therefore, there are difficulties with the placement of condensation zones when the cooling zones are evenly located under the structure, for example, if there are gates for cars, access roads installed electrical or other equipment.
Источники информацииInformation sources
1. Патент РФ на промышленный образец №55511, опубл. 16.10.2004.1. RF patent for industrial design No. 55511, publ. 10/16/2004.
2. Патент РФ на полезную модель №33955, опубл. 20.11.2003.2. RF patent for utility model No. 33955, publ. 11/20/2003.
3. Патент США №3217791, опубл. 30.07.1964.3. US patent No. 3217791, publ. 07/30/1964.
4. Авторское свидетельство СССР №872640, опубл. 15.10.1981.4. Copyright certificate of the USSR No. 872640, publ. 10/15/1981.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016151368A RU2645193C1 (en) | 2016-12-27 | 2016-12-27 | Plant for cooling the soil and set of products for construction of such plant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016151368A RU2645193C1 (en) | 2016-12-27 | 2016-12-27 | Plant for cooling the soil and set of products for construction of such plant |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2645193C1 true RU2645193C1 (en) | 2018-02-16 |
Family
ID=61227128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016151368A RU2645193C1 (en) | 2016-12-27 | 2016-12-27 | Plant for cooling the soil and set of products for construction of such plant |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2645193C1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR475226A (en) * | 1914-01-29 | 1915-04-26 | Henri Monbeig | Devices for using the temperature difference between the lower soil layers and the atmosphere |
| US3217791A (en) * | 1964-07-30 | 1965-11-16 | Erwin L Long | Means for maintaining perma-frost foundations |
| US4036286A (en) * | 1972-11-02 | 1977-07-19 | Mcdonnell Douglas Corporation | Permafrost stabilizing heat pipe assembly |
| 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 |
| 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 |
| RU33955U1 (en) * | 2003-07-21 | 2003-11-20 | Абросимов Александр Иванович | The cooled base of structures |
-
2016
- 2016-12-27 RU RU2016151368A patent/RU2645193C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR475226A (en) * | 1914-01-29 | 1915-04-26 | Henri Monbeig | Devices for using the temperature difference between the lower soil layers and the atmosphere |
| US3217791A (en) * | 1964-07-30 | 1965-11-16 | Erwin L Long | Means for maintaining perma-frost foundations |
| US4036286A (en) * | 1972-11-02 | 1977-07-19 | Mcdonnell Douglas Corporation | Permafrost stabilizing heat pipe assembly |
| 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 |
| 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 |
| RU33955U1 (en) * | 2003-07-21 | 2003-11-20 | Абросимов Александр Иванович | The cooled base of structures |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4279294A (en) | Heat pipe bag system | |
| EP2212563B1 (en) | Self-powered pump for heated liquid, fluid heating and storage tank and fluid heating system employing same | |
| CN101787692B (en) | Method for maintaining thermal stability of permafrost foundation and complete solar refrigeration device | |
| WO1999061850A1 (en) | Ice thermal storage coil systems and methods | |
| RU2429428C2 (en) | System and distributing tank for low-temperature energy network | |
| Boughanmi et al. | A performance of a heat pump system connected a new conic helicoidal geothermal heat exchanger for a greenhouse heating in the north of Tunisia | |
| US4339929A (en) | Heat pipe bag system | |
| CN101892964B (en) | Cycling hot-dry-rock generating method and device by using gravity vacuum auxiliary heat pipe in myriameter single-deep-well | |
| WO2003062686A2 (en) | Heat pipe loop with pump assistance | |
| CA2710522A1 (en) | Geothermal heat exchange system and method | |
| AU2005202945A1 (en) | Heat exchange apparatus | |
| CN104235594B (en) | Horizontal double-layer buried storage tank | |
| RU2655857C1 (en) | Cooling thermosyphon for site thermal stabilization of soils (options) | |
| CN102012115A (en) | Vacuum phase-transition heat transfer solar flat-plate heat-collecting system and working medium used for same | |
| RU2645193C1 (en) | Plant for cooling the soil and set of products for construction of such plant | |
| RU120974U1 (en) | GROUND FREEZING DEVICE | |
| CN202629586U (en) | Box type gas filling device for liquefied natural gas | |
| US10443950B2 (en) | Method and device for heat transfer | |
| US11408645B2 (en) | Hybrid thermosiphon system | |
| US10345051B1 (en) | Ground source heat pump heat exchanger | |
| CN201954783U (en) | Vacuum phase transition heat transmission type solar flat heat-collecting system | |
| RU2470114C2 (en) | Thermopile for bridge supports | |
| RU2665754C1 (en) | Method and device for heat transfer | |
| JP6861192B2 (en) | LNG satellite equipment | |
| RU108581U1 (en) | GRAVITATIONAL HEAT PIPE |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191228 |