RU2650005C1 - Method of cold accumulation in the ground - Google Patents

Method of cold accumulation in the ground Download PDF

Info

Publication number
RU2650005C1
RU2650005C1 RU2017117432A RU2017117432A RU2650005C1 RU 2650005 C1 RU2650005 C1 RU 2650005C1 RU 2017117432 A RU2017117432 A RU 2017117432A RU 2017117432 A RU2017117432 A RU 2017117432A RU 2650005 C1 RU2650005 C1 RU 2650005C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
refrigerant
column
freezing
nozzle
pipe
Prior art date
Application number
RU2017117432A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Геннадьевич Бочаров
Михаил Евгеньевич Бочаров
Сергей Андреевич Кожевников
Original Assignee
Алексей Геннадьевич Бочаров
Михаил Евгеньевич Бочаров
Сергей Андреевич Кожевников
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 Алексей Геннадьевич Бочаров, Михаил Евгеньевич Бочаров, Сергей Андреевич Кожевников filed Critical Алексей Геннадьевич Бочаров
Priority to RU2017117432A priority Critical patent/RU2650005C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2650005C1 publication Critical patent/RU2650005C1/en

Links

Images

Classifications

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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: invention relates to the construction on permanently frozen soils and is intended for freezing and temperature stabilization of soil bases of buildings and structures. Technical result is achieved by a method of accumulating cold in the ground, which is carried out by removing heat from the ground around a two-pipe coaxial column by means of the circulation of the refrigerant, while using removable, of different functionality and universal attachments for removable attachments on a two-pipe column.
EFFECT: invention makes it possible under control to ensure a rapid freezing of the soil in the warm season, acceleration of the natural process of ground freezing and supporting its frozen state during the cold season.
13 cl, 5 dwg

Description

Заявляемое изобретение относится к строительству на вечномерзлых грунтах и предназначено для создания круглогодичных систем замораживания и температурной стабилизации грунтовых оснований зданий и сооружений.The claimed invention relates to the construction on permafrost soils and is intended to create year-round freezing and temperature stabilization systems for the soil foundations of buildings and structures.

Известен способ охлаждения грунта путем подачи охлаждающего агента, который циркулирует по змеевику гравитационной тепловой трубы, погруженной в грунт. Циркуляция может быть прекращена или возобновлена, в том числе, под управлением средства, реагирующего на температуру зоны конденсации (см. патент РФ №68108, МПК F28D 15/00, опубл. 10.11.2007 г.).A known method of cooling the soil by supplying a cooling agent that circulates through the coil of a gravitational heat pipe immersed in the soil. The circulation can be stopped or resumed, including under the control of an agent that responds to the temperature of the condensation zone (see RF patent No. 68108, IPC F28D 15/00, published on November 10, 2007).

Рассмотренный способ рассчитан только на работу по парожидкостной (двухфазной) схеме, т.е. с зонами конденсации и испарения, к тому же между этими зонами, в так называемой транспортной зоне, предусматривается дополнительное охлаждение паров теплоносителя при недостаточно холодной температуре окружающего воздуха в зоне конденсации. Наличие дополнительного оборудования препятствует естественному процессу циркуляции паров и сконденсированного хладагента в транспортной зоне. Все это ограничивает эффективность технологии, требует дополнительного энергоёмкого оборудования и удорожает реализацию способа.The considered method is designed only for operation in a vapor-liquid (two-phase) circuit, i.e. with condensation and evaporation zones, moreover, between these zones, in the so-called transport zone, additional cooling of the coolant vapor is provided at an insufficiently cold ambient temperature in the condensation zone. The presence of additional equipment prevents the natural process of circulation of vapors and condensed refrigerant in the transport zone. All this limits the effectiveness of the technology, requires additional energy-intensive equipment and increases the cost of implementing the method.

Известен способ охлаждения грунта, включающий нагнетание вентилятором холодного воздуха во внутреннюю трубу в обсадной трубе, который затем по межтрубному пространству между обсадной трубой и внутренней трубой поступает на поверхность грунта, или, наоборот, при работе по схеме всасывания холодный воздух с поверхности грунта по межтрубному пространству засасывается внутрь обсадной трубы и по внутренней трубе поступает во всасывающий патрубок вентилятора. Внутренняя труба на конце может иметь эжектирующую насадку (см. патент РФ №2110647, МПК E02D 3/115, опубл. 10.05.1998 г.).A known method of cooling the soil, including the fan blowing cold air into the inner pipe in the casing, which then passes through the annulus between the casing and the inner pipe to the soil surface, or, conversely, when working according to the intake circuit, cold air from the soil surface through the annulus it is sucked into the casing and through the inner pipe enters the suction pipe of the fan. The inner tube at the end may have an ejection nozzle (see RF patent No. 2110647, IPC E02D 3/115, publ. 05/10/1998).

Недостатком известного способа является узкая сфера применимости, необходимость использования внешнего энергоёмкого оборудования и сложность обслуживания подземной части устройства, в том числе эжектирующей насадки, которая подвержена риску возможного засорения и обмерзания.The disadvantage of this method is the narrow scope of applicability, the need to use external energy-intensive equipment and the difficulty of servicing the underground part of the device, including the ejection nozzle, which is at risk of possible clogging and freezing.

Известен способ для замораживания почвы, который включает охлаждение холодной среды жидким азотом. Холодный носитель охлаждается холодной средой. В качестве холодной среды используют этанол, бутан, изобутан или пропан. В качестве холодного носителя используют рассол, синтетический солевой раствор или смесь водного гликоля. Холодный носитель вводится в массу грунта через стенку трубы, где передача холода осуществляется от холодного носителя в массу грунта стенкой трубы (см. патент EP2757199, МПК E02D 3/115).A known method for freezing the soil, which includes cooling the cold environment with liquid nitrogen. The cold carrier is cooled by a cold medium. Ethanol, butane, isobutane or propane are used as a cold medium. As a cold carrier use brine, synthetic saline or a mixture of aqueous glycol. The cold carrier is introduced into the soil mass through the pipe wall, where the cold is transferred from the cold carrier to the soil mass by the pipe wall (see patent EP2757199, IPC E02D 3/115).

Недостатком известного способа является повышенная сложность его реализации, т.к. кроме необходимости в большом количестве энергоёмкого оборудования требуется еще контроль обслуживающего персонала. The disadvantage of this method is the increased complexity of its implementation, because in addition to the need for a large number of energy-intensive equipment, control of the maintenance personnel is also required.

Общим недостатком этих способов является использование энергоёмкого оборудования. Для установки энергоёмкого оборудования нужны временные фундаменты, которые также могут растеплять многолетнемерзлые грунты (ММГ), и от этого тепла тоже нужна защита, особенно в теплое время года. Для обслуживания этого оборудования необходимо присутствие персонала, что для линейных объектов в условиях природной среды расположения ММГ, особенно в теплое время года, нереализуемо. Кроме того, реализация таких способов нуждается во внешнем электроснабжении достаточной мощности, что также не всегда возможно для протяженных линейных объектов.A common disadvantage of these methods is the use of energy-intensive equipment. The installation of energy-intensive equipment requires temporary foundations, which can also thaw permafrost soils (MMG), and this heat also needs protection, especially in the warm season. Maintenance of this equipment requires the presence of personnel, which is impossible for linear facilities in the environment of the MMG location, especially in the warm season. In addition, the implementation of such methods requires external power supply of sufficient power, which is also not always possible for extended linear objects.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ аккумуляции холода в грунте, который содержит этапы активного и пассивного замораживания грунта с помощью циркуляции хладагента как минимум в одной колонке, внутри которой установлена внутренняя труба для принудительной подачи охлаждённого хладагента от внешнего насоса, и с удаленной внутренней трубой при естественной циркуляции (см. патент РФ №2039861, МПК E02D 3/115, опубл. 20.07.1995 г.).Closest to the proposed method is a method of accumulating cold in the soil, which contains the steps of active and passive freezing of the soil by circulating the refrigerant in at least one column, inside which an inner pipe is installed to force the supply of refrigerated refrigerant from an external pump, and with the inner pipe removed natural circulation (see RF patent No. 2039861, IPC E02D 3/115, publ. July 20, 1995).

Существенным недостатком упомянутого способа является сложность реализации, при которой, например, при переводе с активного на пассивный режим охлаждения возникает необходимость в демонтаже внутренней трубы, а при использовании жидкого хладагента, такого как керосин, не исключены риски экологической нагрузки на окружающую среду. Недостатком является невозможность организации активного охлаждения без энергоёмкого оборудования и узкая сфера применения способа. A significant drawback of this method is the difficulty of implementation, in which, for example, when switching from active to passive cooling mode, it becomes necessary to dismantle the inner pipe, and when using liquid refrigerant such as kerosene, environmental risks to the environment are not excluded. The disadvantage is the impossibility of organizing active cooling without energy-intensive equipment and the narrow scope of the method.

Исходя из практики заморозки, поддержания или усиления замороженного состояния грунта в основаниях сооружений, расположенных на ММГ, известно, что период активного охлаждения в теплое время года желателен год или два после строительства. После этого, как правило, достаточно работы любого из известных типов устройств термостабилизации грунта (далее – ТСГ) в холодное время года, но желательно под контролем процесса замораживания. Оптимальным вариантом могло бы быть использование ТСГ в первые годы в режиме активного охлаждения летом и пассивного – зимой, но с условием незначительных затрат на его перевод из режима в режим, особенно при наличии большого количества ТСГ на эксплуатируемом объекте. Оценивать эксплуатационные затраты первых двух лет, с извлечением длинных внутренних труб весной и установкой обратно – осенью, причем с соблюдением коаксиальности, с откачкой и заливкой керосина, установкой и снятием насосно-вентиляционного оборудования и прочими работами, как минимум сложно. И, кроме того, для реализации способа необходимо электрическое питание большой мощности и защита ММГ от растепления, вызванного работой насосно-вентиляционного оборудования.Based on the practice of freezing, maintaining or enhancing the frozen state of soil in the foundations of structures located at MMG, it is known that a period of active cooling in the warm season is desirable a year or two after construction. After this, as a rule, enough work of any of the known types of devices for thermal stabilization of soil (hereinafter - TSG) in the cold season, but preferably under the control of the freezing process. The best option would be to use TSG in the early years in active cooling mode in summer and passive in winter, but with the condition of low costs for its transfer from mode to mode, especially if there is a large amount of TSG in the facility in operation. It is at least difficult to evaluate the operating costs of the first two years, with the extraction of long inner pipes in the spring and installation back in the fall, and with coaxiality, with pumping and pouring kerosene, installing and removing pump-ventilation equipment and other works. And, in addition, for the implementation of the method, high-power electric power and protection of MMG from thawing caused by the operation of pumping and ventilation equipment are necessary.

Сложности, указанные выше, не привели к широкому использованию известных способов. На практике зачастую используют известные конструкции и системы ТСГ, как правило, с двухфазным принципом работы, в которых отсутствует контроль за работой ТСГ, особенно в автоматическом режиме, что приводит к ряду неприятных последствий. Критика однофазных ТСГ во многом обоснована из-за ряда недостатков, преодолеть которые позволяет предлагаемый способ. The difficulties mentioned above have not led to the widespread use of known methods. In practice, they often use well-known designs and systems of TSG, as a rule, with a two-phase principle of operation, in which there is no control over the operation of TSG, especially in automatic mode, which leads to a number of unpleasant consequences. The criticism of single-phase TSH is largely justified due to a number of disadvantages, which the proposed method allows to overcome.

Таким образом, из уровня техники не выявлено универсального способа и устройства, применение которых позволило реализовать принципы аккумуляции холода в грунте, лишенных вышеуказанных недостатков.Thus, the prior art does not reveal a universal method and device, the use of which allowed to realize the principles of accumulation of cold in the soil, devoid of the above disadvantages.

Технической проблемой настоящего изобретения является создание способа аккумуляции холода в грунте, позволяющего обеспечить быстрое, при необходимости, замораживание грунта в теплое время года, ускорение естественного процесса замораживания грунта и поддержку его замороженного состояния в холодное время года.The technical problem of the present invention is the creation of a method of accumulating cold in the soil, which allows for quick, if necessary, freezing of the soil in the warm season, acceleration of the natural process of freezing the soil and maintaining its frozen state in the cold season.

Технический результат заключается в предложении способа, который обеспечивает гибкий контролируемый режим замораживания грунта без энергоёмкого оборудования и без растепляющего воздействия от этого дополнительного оборудования на грунт.The technical result consists in proposing a method that provides a flexible controlled mode of soil freezing without energy-intensive equipment and without the thawing effect of this additional equipment on the soil.

Техническая проблема решается тем, что в способе аккумуляции холода в грунте, включающем активное и пассивное замораживание грунта путем циркуляции хладагента в как минимум одной двухтрубной коаксиальной колонке, заглубленной в грунт, с осуществлением при активном замораживании путем принудительной циркуляции хладагента, а при пассивном замораживании - путем естественной циркуляции хладагента, при этом перед началом процесса замораживания замкнутый контур вакуумируют и заполняют хладагентом, согласно решению при активном замораживании в теплое время года хладагент нагнетают внутрь центральной трубы колонки через съемную нагнетательную двухтрубную насадку, устанавливаемую на колонку, охлаждают хладагент путем дросселирования; при активном замораживании в холодное время года хладагент нагнетают через съемную нагнетательную двухтрубную насадку внутрь центральной трубы колонки; при пассивном замораживании в холодное время года используют съемную двухтрубную насадку, устанавливаемую на колонку, с внешним и внутренним оребрением, обеспечивают естественную циркуляцию хладагента по замкнутому контуру – по центральной трубе колонки вниз, по объему между центральной и наружной трубой колонку наверх, а далее вверх по центральной трубе насадки, затем между центральной и наружной трубой насадки вниз в центральную трубу колонки.The technical problem is solved in that in the method of accumulating cold in the soil, including active and passive freezing of the soil by circulating the refrigerant in at least one two-pipe coaxial column, buried in the soil, with the active freezing by forced circulation of the refrigerant, and in passive freezing by natural circulation of the refrigerant, and before the start of the freezing process, the closed circuit is evacuated and filled with refrigerant, according to the solution with active freezing In the warmer months, the refrigerant is injected into the central pipe of the column through a removable discharge two-pipe nozzle mounted on the column, the refrigerant is cooled by throttling; with active freezing in the cold season, the refrigerant is pumped through a removable discharge two-pipe nozzle into the central pipe of the column; with passive freezing in the cold season, a removable two-tube nozzle mounted on the column with external and internal fins is used, they provide natural refrigerant circulation in a closed loop - down the central pipe of the column, up to the volume between the central and external pipes, and then up the central tube of the nozzle, then between the central and outer tube of the nozzle down into the central tube of the column.

Дальнейшее, по тексту, использование термина ТСГ подразумевает под собой однообъёмную систему, состоящую из колонки, насадки и при необходимости внешнего нагнетающего устройства.Further, in the text, the use of the term TSG implies a one-volume system consisting of a column, nozzle and, if necessary, an external pumping device.

При этом под нагнетающим устройством понимается устройство, обеспечивающее необходимый уровень компримирования хладагента и содержащее в своем составе элементы контроля и управления, в том числе и дистанционного, а в случае автономного варианта – источник питания и накопления электрической энергии. Нагнетающее устройство может быть внешним и обеспечивать работу нескольких ТСГ. Количество ТСГ, работающих от одного нагнетающего устройства, определяется необходимостью и технологической возможностью поддержания герметичности общего замкнутого контура всех ТСГ, в особенности, если хладагент будет содержать гелий. In this case, by means of a pumping device is meant a device that provides the necessary level of refrigerant compression and contains control and management elements, including remote control, and in the case of an autonomous version, a power source and electric energy storage. The injection device may be external and provide the operation of several TSG. The number of TSG working from one pumping device is determined by the need and technological ability to maintain the tightness of the common closed loop of all TSG, especially if the refrigerant contains helium.

Съемная нагнетательная двухтрубная насадка для активного замораживания может иметь внешнее и внутреннее оребрение. При активном замораживании в теплое и холодное время года внутри или на ней размещают нагнетающее устройство, а самой насадке при необходимости обеспечивают дополнительное крепление. Насадка может содержать автономный источник питания с накопительным аккумулятором, в качестве непосредственных источников энергии использовать солнечную батарею и ветровой генератор. При этом работу нагнетающего устройства осуществляют периодами по мере накопления энергии аккумулятором, а насадке и нагнетающему устройству обеспечивают антивандальную защиту. The removable two-tube discharge nozzle for active freezing may have external and internal fins. With active freezing in the warm and cold season, an injection device is placed inside or on it, and if necessary, additional attachment is provided to the nozzle itself. The nozzle may contain an autonomous power source with a storage battery, as a direct energy source use a solar battery and a wind generator. In this case, the operation of the pumping device is carried out for periods as the battery accumulates energy, and the nozzle and the pumping device provide anti-vandal protection.

Съемная нагнетательная двухтрубная насадка для этапа активного замораживания может быть оборудована внешним и внутренним оребрением, которое в совокупности с аналогичными ореберениями колонки обеспечивают атмосферное охлаждение хладагента.The removable discharge two-pipe nozzle for the active freezing stage can be equipped with external and internal fins, which, together with similar fins of the column, provide atmospheric cooling of the refrigerant.

Съемная двухтрубная насадка для этапа пассивного замораживания содержит дополнительно внутренний лабиринт, устройство которого описано ниже. The removable two-tube nozzle for the passive freezing step further comprises an internal maze, the device of which is described below.

В качестве хладагента используют гелий или смесь гелия с газами с количественным содержанием гелия не менее 30%. Для циркуляции хладагента при пассивном замораживании предусматривают дополнительные меры по организации потока хладагента с помощью по крайней мере одного клапана, установленного в насадке.As a refrigerant, helium or a mixture of helium with gases with a quantitative helium content of at least 30% is used. For the circulation of the refrigerant during passive freezing, additional measures are provided for organizing the flow of the refrigerant using at least one valve installed in the nozzle.

Способ предусматривает визуальный контроль герметичности и сохранности давления внутри ТСГ, а также дистанционной контроль за температурой хладагента внутри центральной трубы колонки и между центральной трубой и корпусом колонки. При активном замораживании дополнительно организуют дистанционный контроль за электрическим током потребления нагнетающего устройства. The method provides for visual control of the tightness and safety of pressure inside the TSG, as well as remote control of the temperature of the refrigerant inside the central pipe of the column and between the central pipe and the body of the column. With active freezing, remote control of the electric current consumption of the discharge device is additionally organized.

При необходимости корпус колонки ТСГ размещают внутри фундамента. При активном замораживании корпус колонки или его нижнюю часть можно располагать горизонтально или под углом к вертикали. При активном замораживании сводов корпус колонки располагают на замораживаемых сводах, при этом насадку располагают в нижней части колонки.If necessary, the TSG column casing is placed inside the foundation. With active freezing, the column casing or its lower part can be positioned horizontally or at an angle to the vertical. With active freezing of the arches, the column body is placed on the frozen arches, while the nozzle is placed in the lower part of the column.

Сущность изобретения поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 схематически показан принцип реализации способа аккумуляции холода в грунте согласно этапу активного замораживания в теплое время года, по варианту комплектации внешним нагнетающим устройством и насадкой, снабженной внешним и внутренним оребрением.In FIG. 1 schematically shows the principle of the implementation of the method of accumulation of cold in the soil according to the stage of active freezing in the warm season, according to the version equipped with an external pumping device and a nozzle equipped with external and internal fins.

На фиг. 2 схематически показан принцип реализации способа аккумуляции холода в грунте согласно этапу пассивного замораживания.In FIG. 2 schematically shows the principle of implementing the method of accumulating cold in the soil according to the passive freezing step.

На фиг. 3 - разрез А-А фиг. 1.In FIG. 3 is a section AA of FIG. one.

На фиг. 4 схематически показан принцип реализации способа аккумуляции холода в грунте согласно этапу пассивного замораживания с использованием клапана (фрагмент).In FIG. 4 schematically shows the principle of the implementation of the method of accumulation of cold in the soil according to the step of passive freezing using a valve (fragment).

На фиг. 5 схематически показан принцип реализации способа аккумуляции холода в грунте по организации визуального контроля герметичности и сохранности давления внутри замкнутого контура циркуляции хладагента (фрагмент).In FIG. 5 schematically shows the principle of implementing the method of accumulating cold in the soil by organizing a visual control of the tightness and preservation of pressure inside a closed refrigerant circuit (fragment).

Позициями на чертежах обозначено:The positions in the drawings indicate:

1. Двухтрубная коаксиальная колонка;1. Two-pipe coaxial column;

2. Двухтрубная насадка;2. Two-pipe nozzle;

3. Внешнее оребрение колонки;3. External ribbing of the column;

4. Внутреннее вертикальное оребрение колонки;4. Internal vertical fins of the column;

5. Поток хладагента;5. The flow of refrigerant;

6. Нагнетающее устройство;6. Forcing device;

7. Дросселирующее устройство;7. Throttling device;

8. Центральная труба колонки;8. The central tube of the column;

9. Внешнее оребрение насадки;9. External finning of the nozzle;

10. Центральная труба насадки;10. Central pipe nozzles;

11. Внутреннее вертикальное оребрение насадки;11. Internal vertical finning of the nozzle;

12. Клапан;12. The valve;

13. Заправочный штуцер;13. Filling nozzle;

14. Сигнальный элемент;14. The signal element;

15. Мембрана;15. The membrane;

16. Колпак.16. Cap.

Способ аккумуляции холода в грунте осуществляют в виде этапов, различающихся по типу замораживания (активное и пассивное), при этом этапы активного замораживания могут осуществляться круглогодично, а этап пассивного замораживания - только в холодное время года. Холодным временем года считается период, когда разница температур воздуха и грунта обеспечивает процесс естественной циркуляции хладагента. Этапы способа осуществляют путем отвода тепла из грунта вокруг двухтрубной коаксиальной колонки в окружающую атмосферу с помощью циркуляции хладагента, при этом используют сменные, различной функциональности и универсальные по креплению насадки на двухтрубную колонку.The method of accumulation of cold in the soil is carried out in the form of stages that differ in the type of freezing (active and passive), while the stages of active freezing can be carried out year-round, and the passive freezing stage only in the cold season. The cold season is the period when the difference in temperature between air and soil provides the process of natural circulation of the refrigerant. The stages of the method are carried out by removing heat from the soil around a two-pipe coaxial column to the surrounding atmosphere using a refrigerant circulation, using replaceable nozzles of different functionality and universal mounting brackets on a two-pipe column.

На этапе активного замораживания грунта в теплое время года (фиг. 1) дросселируют хладагент 5 внутрь центральной трубы 8 колонки 1 за счет нагнетающего устройства 6. Хладагент 5 охлаждается за счет работы дросселирующего устройства 7 и циркулирует по замкнутому контуру – по центральной трубе 8 колонки 1 вниз, по объему между центральной трубой 8 и корпусом колонки 1 наверх через насадку 2 в нагнетающее устройство 6, а затем через нагнетающее устройство 6 и насадку 2 обратно внутрь центральной трубы 8 колонки 1. Перед реализацией этапа общий объем замкнутого контура ТСГ, состоящего из насадки 2, колонки 1 и нагнетающего устройства 6, заполняют хладагентом 5, предварительно провакуумировав. Этот этап позволяет, по завершении строительной части и не дожидаясь холодного времени года, производить заморозку грунта. Использование в качестве хладагента 5 гелия или смеси гелия с газами с количественным содержанием гелия не менее 30% позволяет снизить энергозатратность способа. Смесь газов при этом не должна содержать водяные пары или газы, которые способствуют коррозионному разрушению элементов ТСГ.At the stage of active freezing of the soil in the warm season (Fig. 1), the refrigerant 5 is throttled inside the central pipe 8 of column 1 due to the pumping device 6. The refrigerant 5 is cooled by the operation of the throttling device 7 and circulates in a closed loop through the central pipe 8 of column 1 downward, in volume, between the central pipe 8 and the column housing 1 upwards through the nozzle 2 to the blower 6, and then through the blower 6 and the nozzle 2 back into the central pipe 8 of column 1. Before the stage is completed, the total volume of mknutogo TSG circuit consisting of the nozzle 2, column 1 and the booster unit 6 is filled with refrigerant of 5 previously provakuumirovav. This stage allows, upon completion of the construction part and without waiting for the cold season, to freeze the soil. The use of helium 5 as a refrigerant or a mixture of helium with gases with a quantitative helium content of at least 30% can reduce the energy consumption of the method. The gas mixture should not contain water vapor or gases that contribute to the corrosion destruction of the TSG elements.

Этап активного замораживания в холодное время года исключает операцию дросселирования, что позволяет использовать тоже нагнетающее устройство 6, т.к. его энергия расходуется только на циркуляцию хладагента 5. Этот этап позволяет с максимальной эффективностью использовать холодное время года за счет более интенсивного теплообмена грунта с атмосферой при принудительной циркуляции и дополнительного охлаждения хладагента 5 за счет внешнего и внутреннего вертикального оребрения (9, 11 соответственно) насадки 2. The stage of active freezing in the cold season eliminates the throttling operation, which allows the use of a pressure device 6, too, because its energy is spent only on the circulation of refrigerant 5. This stage allows maximum efficiency to use the cold season due to more intensive heat exchange of the soil with the atmosphere during forced circulation and additional cooling of the refrigerant 5 due to external and internal vertical fins (9, 11, respectively) of the nozzle 2 .

Таким образом, нагнетательная насадка для этапа активного замораживания грунта:Thus, the discharge nozzle for the stage of active soil freezing:

– в теплое время года содержит дросселирующее устройство 7, обеспечивающее снижение температуры хладагента 5, основанное на эффекте Джоуля-Томсона. При варианте реализации способа с автономным источником питания и накопительным аккумулятором работу нагнетающего устройства 6 осуществляют периодами, по мере накопления энергии аккумулятором и преимущественно в темное время суток, когда тепловое воздействие от солнечных лучей на надземное оборудование ТСГ минимально; - in the warm season, contains a throttling device 7, which provides a decrease in the temperature of the refrigerant 5, based on the Joule-Thomson effect. In an embodiment of the method with an autonomous power source and a storage battery, the operation of the pumping device 6 is carried out in periods when the battery accumulates energy and mainly in the dark, when the thermal effect from sunlight on the ground equipment of the TSG is minimal;

– в холодное время года обеспечивает дополнительное снижение температуры хладагента 5 за счет теплопередачи в окружающий воздух через внутреннее и внешнее оребрение (11, 9 соответственно) насадки 2. Конструктивным отличием является отсутствие дросселирующего устройства 7, что позволяет эффективней использовать мощность нагнетающего устройства 6.- in the cold season provides an additional reduction in the temperature of the refrigerant 5 due to heat transfer to the ambient air through the internal and external fins (11, 9, respectively) of the nozzle 2. The structural difference is the absence of a throttling device 7, which makes it possible to more efficiently use the power of the blowing device 6.

Этап пассивного замораживания в холодное время года (фиг. 2) позволяет, в том числе, используя в качестве хладагента 5 гелий и гелийсодержащий газ, осуществлять циркуляцию хладагента 5 естественным образом за счет разности температур грунта и воздуха с большей эффективностью. Этому, кроме известных физико-химических свойств гелия, способствует и то, что насадка 2 имеет внешнее и внутреннее вертикальное оребрение (9, 11 соответственно), а также то, что внутри насадки 2 меняются местами расположения восходящего и нисходящего потоков хладагента 5. Восходящий поток, несущий тепло грунта по объему между центральной трубой 8 и корпусом колонки 1, переходит в центральную трубу 10 насадки 2, доходит по ней до верха насадки 2 и переходит в объем между центральной трубой 10 и корпусом насадки 2, где отдает тепло окружающей атмосфере через внутреннее вертикальное и внешнее оребрение (11, 9 соответственно) насадки 2 и переходит в центральную трубу 8 колонки 1. Таким образом, существенным отличием от известных способов организации работы однофазных ТСГ является использование для теплопередачи от грунта к хладагенту и от хладагента к окружающему воздуху внутренних оребрений (11 и 4) соответственно насадки 2 и колонки 4. Причем внутри колонки 1 внутреннее оребрение 4 размещается в тех местах, в которых эта теплопередача наиболее уместна – верху, в области внешнего оребрения 3 и внизу, в области замораживания грунта. The passive freezing stage in the cold season (Fig. 2) allows, inter alia, using helium 5 and a helium-containing gas as a refrigerant, to circulate the refrigerant 5 naturally due to the difference in soil and air temperatures with greater efficiency. This, in addition to the well-known physicochemical properties of helium, is facilitated by the fact that the nozzle 2 has external and internal vertical fins (9, 11, respectively), as well as the fact that inside the nozzle 2 they change the locations of the ascending and descending flows of the refrigerant 5. Upward flow , which carries soil heat in volume between the central pipe 8 and the casing of column 1, passes into the central pipe 10 of the nozzle 2, passes through it to the top of the nozzle 2 and passes into the volume between the central pipe 10 and the body of the nozzle 2, where it gives off heat to the surrounding atmosphere e through the internal vertical and external fins (11, 9, respectively) of the nozzle 2 and passes into the central pipe 8 of column 1. Thus, a significant difference from the known methods of organizing the operation of single-phase TSG is the use for heat transfer from the soil to the refrigerant and from the refrigerant to the ambient air internal fins (11 and 4), respectively, nozzles 2 and columns 4. Moreover, inside the column 1, the internal fins 4 are located in those places in which this heat transfer is most appropriate - at the top, in the area of the external fins 3 and below, in the area of soil freezing.

Предлагаемое способом улучшение теплопередачи в колонке и насадке создаст дополнительные эффекты и позволит: The proposed method of improving heat transfer in the column and nozzle will create additional effects and will allow:

а) осуществлению естественной циркуляции при большей температуре окружающего воздуха, что позволяет запускаться процессу естественной циркуляции раньше и заканчиваться позже; a) the implementation of natural circulation at a higher ambient temperature, which allows you to start the process of natural circulation earlier and end later;

б) охлаждаться корпусу колонки от потока хладагента неравномерно, что позволит создавать более холодные локальные зоны колонки; b) it is not evenly cooled from the flow of refrigerant to the column body, which will create cooler local zones of the column;

в) уменьшить размер насадки, не снижая КПД теплопередачи. c) reduce the size of the nozzle without decreasing the heat transfer efficiency.

При необходимости возможна дополнительная организация естественной циркуляции от применения по крайней мере одного клапана 12, открывающегося в направлении необходимого движения потока хладагента 5. Так же, как и при остальных этапах, смена насадок 2 на колонке 1 сопровождается вакуумированием ТСГ и последующим заполнением его хладагентом 5.If necessary, it is possible to additionally organize natural circulation from the use of at least one valve 12, which opens in the direction of the necessary movement of the refrigerant flow 5. As in the remaining steps, the change of nozzles 2 on column 1 is accompanied by evacuation of TSG and its subsequent filling with refrigerant 5.

Особенностью конструкции колонки 1, которая является общей для всех этапов способа, является то, что она имеет внешнее, в верхней надземной части и располагаемое выше уровня снегозанесения, теплорассеивающее оребрение 3, а также внутреннее вертикальное оребрение 4 в верхней и нижней части колонки 1. Внутреннее вертикальное оребрение 4 колонки 1 может выполняться в виде отдельного устройства (фиг. 3), состоящего из двух коаксиально расположенных цилиндров, соединённых пластинами. Материал изготовления с хорошей теплопередачей. Внутренний диаметр внутреннего цилиндра оребрения 4 должен быть больше внешнего диаметра центральной трубы 8 с таким расчетом, чтобы труба 8 располагалась свободно внутри оребрения 4. Контакт оребрения 4 с корпусом колонки 1 должен быть как можно лучше. Для этого оребрение 4 должно входить в корпус колонки 1 максимально плотно, а для улучшения теплопередачи возможно использование термопасты, химически устойчивой к хладагенту 5. Основная задача внутреннего оребрения 4 – усиление теплопередачи между потоком хладагента 5 и корпусом колонки 1 в местах установки оребрения 4, а дополнительная – центрирование трубы 8 внутри колонки 1. The design feature of column 1, which is common to all stages of the method, is that it has an external, in the upper above-ground part and located above the snow level, heat-dissipating fins 3, as well as internal vertical fins 4 in the upper and lower parts of column 1. Internal vertical ribbing 4 of column 1 can be performed as a separate device (Fig. 3), consisting of two coaxially arranged cylinders connected by plates. Manufacturing material with good heat transfer. The inner diameter of the inner cylinder of the fins 4 should be larger than the outer diameter of the central pipe 8 so that the pipe 8 is located freely inside the fins 4. The contact of the fins 4 with the body of the column 1 should be as good as possible. For this, the fins 4 must enter the casing of column 1 as tightly as possible, and to improve the heat transfer it is possible to use a thermal paste chemically resistant to refrigerant 5. The main task of the internal fins 4 is to increase the heat transfer between the flow of refrigerant 5 and the casing of column 1 at the installation of the fins 4, additional - centering the pipe 8 inside the column 1.

Колонку 1 ТСГ для реализации способа, особенно для этапов активного замораживания, можно установить в любом направлении от вертикального до горизонтального, а нижняя часть колонки может иметь дополнительно наклонную или горизонтальную часть, при этом сама колонка может быть составной частью фундамента или фундаментной опоры, заглубленной в грунт. Дополнительное гравитационное сопротивление движению хладагента 5 компенсируется увеличением мощности нагнетающего устройства 6. Column 1 TSG for implementing the method, especially for the active freezing stages, can be installed in any direction from vertical to horizontal, and the lower part of the column can have an additional inclined or horizontal part, while the column itself can be an integral part of the foundation or foundation support, recessed into priming. Additional gravitational resistance to the movement of the refrigerant 5 is compensated by an increase in the power of the blowing device 6.

Для случаев применения способа, например замораживание сводов для обеспечения их крепости и водонепроницаемости, колонку 1 располагают выше, чем насадку 2.For applications of the method, for example, freezing arches to ensure their strength and waterproofness, column 1 is positioned higher than the nozzle 2.

Тепловое разделение нисходящих и восходящих потоков обеспечивает низкая теплопроводность стенок центральных труб (8, 10) соответственно колонки 1 и насадки 2, что особенно важно при режиме естественной циркуляции.Thermal separation of downward and upward flows provides low thermal conductivity of the walls of the central pipes (8, 10) of column 1 and nozzle 2, respectively, which is especially important in the natural circulation mode.

За реализацией способа на любом этапе, кроме известных прямых методов контроля работы при использовании нагнетающего устройства, можно судить по косвенным признакам, например, наблюдая за контролем герметичности ТСГ. Для этого обеспечивают выдвижение сигнального подпружиненного элемента 14 из корпуса насадки при давлении хладагента 5 внутри ТСГ выше минимально допустимого за счет действия гибкой мембраны 15, разделяющей объемы ТСГ и атмосферы. При снижении давления хладагента 5 внутри ТСГ ниже минимально допустимого пружина преодолевает выдавливающее действие мембраны 15, и сигнальный элемент 14 утапливается внутрь корпуса насадки 2. При этом выдвигаемую часть сигнального элемента 14 защищают прозрачным колпаком 16 от внешних воздействий (фиг. 5).The implementation of the method at any stage, except for the well-known direct methods of monitoring the operation when using a pumping device, can be judged by indirect signs, for example, by monitoring the tightness of the TSG. To do this, the signal spring element 14 is extended from the nozzle body at a refrigerant pressure 5 inside the TSG above the minimum allowable due to the action of the flexible membrane 15 separating the volumes of the TSG and the atmosphere. When the pressure of the refrigerant 5 inside the TSH decreases below the minimum permissible spring, the spring overcomes the extruding action of the membrane 15, and the signal element 14 is recessed inside the nozzle body 2. In this case, the extendable part of the signal element 14 is protected by a transparent cap 16 from external influences (Fig. 5).

Дистанционный контроль температуры хладагента позволяет проводить сопоставление и анализ температур хладагента до и после теплопередачи с замораживаемым грунтом, а при учете температуры окружающего воздуха позволяют определить температуру замораживаемого грунта, работоспособность ТСГ и, как косвенный показатель, – давление хладагента внутри ТСГ. Статистический анализ получаемых данных по температуре позволяет моделировать зоны промерзания грунта и принимать решение о применении соответствующих этапов настоящего способа. При активном замораживании показатель – ток потребления нагнетающего устройства 6 - позволяет контролировать процесс активного замораживания и обеспечивать необходимые действия по сохранению работоспособности нагнетающего устройства, а также его охрану от возможного разграбления. Источником питания для дистанционного контроля при активном замораживании является источник питания устройства нагнетания хладагента, а при пассивном замораживании – стандартный элемент питания гальванического типа, аккумулятор, солнечная батарея и т.д. Передача данных дистанционного контроля осуществляется в режиме реального времени известными способами, например для объектов локального расположения по проводным и беспроводным сетям известных типов. Remote control of the temperature of the refrigerant allows you to compare and analyze the temperatures of the refrigerant before and after heat transfer with the frozen soil, and when you take into account the ambient temperature, you can determine the temperature of the frozen soil, the performance of the TSG and, as an indirect indicator, the pressure of the refrigerant inside the TSG. Statistical analysis of the obtained data on temperature allows you to simulate the freezing zone of the soil and decide on the application of the corresponding steps of the present method. With active freezing, the indicator - current consumption of the injection device 6 - allows you to control the process of active freezing and provide the necessary actions to maintain the efficiency of the injection device, as well as protecting it from possible looting. The power source for remote control during active freezing is the power source of the refrigerant injection device, and in passive freezing it is a standard galvanic type battery, battery, solar panel, etc. Remote control data is transmitted in real time by known methods, for example, for objects of local location over wired and wireless networks of known types.

Работа любого ТСГ зависит от расчетного количества хладагента, участвующего в процессе теплопередачи, особенно если речь идет о таком хладагенте, как гелий. Преимуществом применения гелия как хладагента является повышенная теплопередача и сверхтекучесть, что выгодно отличает его от других газов и позволяет ускорить процесс аккумуляции холода. Также использование гелия позволит обеспечить конкурентные преимущества ТСГ на основе предлагаемого способа перед известными двухфазными и однофазными охлаждающими устройствами, в том числе и за счет стоимости гелия. Поэтому использование ТСГ на основе предлагаемого способа позволит пересмотреть обычно используемое количество известных ТСГ в сторону уменьшения, а универсальность крепления и возможная ремонтопригодность насадок в теплом помещении позволит реализовывать способ с максимальным экономическим эффектом.The operation of any TSH depends on the estimated amount of refrigerant involved in the heat transfer process, especially when it comes to a refrigerant such as helium. The advantage of using helium as a refrigerant is increased heat transfer and superfluidity, which distinguishes it from other gases and allows you to accelerate the process of accumulation of cold. Also, the use of helium will ensure competitive advantages of TSH based on the proposed method over the known two-phase and single-phase cooling devices, including due to the cost of helium. Therefore, the use of TSG on the basis of the proposed method will allow us to review the commonly used number of known TSG in the direction of reduction, and the universality of fastening and possible maintainability of nozzles in a warm room will allow you to implement a method with maximum economic effect.

Вакуумирование при сезонных сменах насадок 2 позволит использовать гелий или гелийсодержащий газ при повторных перезарядках. Кроме того, гелий нетоксичен, не взрыво- и огнеопасен, не оказывает вредного воздействия на экологию, более подвижен и сопоставим по цене с известными хладагентами, а также позволяет исключить внутренние намерзания, коррозию и отложение солей внутри ТСГ. Недостатком гелия, как и его достоинством, применительно к предлагаемому способу, является его сверхтекучесть, поэтому герметизации разъемного соединения насадки и колонки должно быть уделено особое внимание при разработке устройства реализации предлагаемого способа. Например, для герметизации возможно использование различных известных уплотнителей, в том числе терморасширенного графита, а при переводе на постоянный этап пассивного замораживания стык проклеивается или обваривается. Преимуществом гелия как хладагента является также то, что на любом этапе реализации способа добавление гелия в замкнутый контур циркуляции хладагента легко осуществляется через заправочный штуцер 13 (фиг. 4). Нетоксичность и невзрывопожароопасность гелия позволяют осуществлять эту работу без влияния на работу другого оборудования, например, на опасном производственном объекте. Evacuation during seasonal changes of nozzles 2 will allow the use of helium or helium-containing gas during repeated recharges. In addition, helium is non-toxic, non-explosive and flammable, has no harmful effects on the environment, is more mobile and comparable in price to known refrigerants, and also eliminates internal freezing, corrosion and salt deposition inside the TSH. The disadvantage of helium, as well as its advantage, as applied to the proposed method, is its superfluidity, therefore, special attention must be paid to sealing the detachable connection of the nozzle and column when developing a device for implementing the proposed method. For example, for sealing, it is possible to use various known sealants, including thermally expanded graphite, and when transferred to a permanent passive freezing step, the joint is glued or scalded. The advantage of helium as a refrigerant is also that at any stage of the implementation of the method, the addition of helium to the closed circuit of the refrigerant circulation is easily carried out through the filling nozzle 13 (Fig. 4). Helium non-toxicity and non-explosive fire hazard allow this work to be carried out without affecting the operation of other equipment, for example, at a hazardous production facility.

Монтаж колонки 1 в грунт при строительстве может осуществляться с технологической заглушкой вместо насадки 2, что позволяет избежать затруднений и повреждений при последующих строительных работах. Installation of column 1 in the ground during construction can be carried out with a technological plug instead of nozzle 2, which avoids difficulties and damage during subsequent construction work.

Предлагаемый способ будет эффективным также для ситуаций, когда растепляющее действие оборудования на установленном фундаменте в процессе эксплуатации незначительно, а гораздо важнее быстрая заморозка после строительства, например для опор линии электропередачи или трубопровода. В этом случае после необходимой заморозки грунта нагнетательная насадка 2 как наиболее дорогостоящий элемент ТСГ может быть демонтирована для повторного использования, а стоимостью колонки 1 и хладагента 5 (гелий – экологически безвреден) можно пренебречь. Это позволит избежать известных ситуаций, когда бесконтрольное использование известных ТСГ приводит к перемораживанию грунтов с последующим вспучиванием и смещением фундаментов. С учетом сложившейся практики предлагаемый способ будет иметь значительную экономическую выгоду, в особенности при использовании известных ТСГ с экологически небезопасными хладагентами.The proposed method will also be effective in situations where the thawing effect of the equipment on the installed foundation during operation is insignificant, and much more important is quick freezing after construction, for example, for transmission line supports or pipelines. In this case, after the necessary freezing of the soil, the discharge nozzle 2, as the most expensive TSG element, can be dismantled for reuse, and the cost of column 1 and refrigerant 5 (helium is environmentally friendly) can be neglected. This will avoid known situations where the uncontrolled use of known TSG leads to freezing of soils with subsequent expansion and displacement of foundations. Taking into account the prevailing practice, the proposed method will have significant economic benefits, especially when using well-known TSG with environmentally unsafe refrigerants.

Несомненным преимуществом способа является то, что переход от активного к пассивному замораживанию не связан с большими финансовыми и временными затратами на перемонтаж насадок 2. Кроме того, эти работы и эксплуатация ТСГ не требуют привлечения специализированных организаций, достаточно собственного обученного персонала. Нагнетательные насадки этапа активного замораживания после перевода ТСГ на пассивное замораживание могут использоваться повторно, что, например, удобно при строительстве линейных объектов. The undoubted advantage of the method is that the transition from active to passive freezing is not associated with large financial and time costs for remounting nozzles 2. In addition, these works and the operation of TSG do not require the involvement of specialized organizations, their own trained personnel are sufficient. The injection nozzles of the active freezing stage after the transfer of TSH to passive freezing can be reused, which, for example, is convenient in the construction of linear objects.

Таким образом, решается задача настоящего изобретения – создание универсального способа аккумуляции холода в грунте, позволяющего обеспечить быстрое, при необходимости, замораживание грунта в теплое время года, ускорение естественного процесса замораживания грунта и поддержку его замороженного состояния в холодное время года.Thus, the problem of the present invention is solved - the creation of a universal method of accumulation of cold in the soil, which allows for quick, if necessary, freezing of the soil in the warm season, acceleration of the natural process of freezing the soil and maintaining its frozen state in the cold season.

Claims (13)

1. Способ аккумуляции холода в грунте, включающий активное и пассивное замораживание грунта путем циркуляции хладагента в как минимум одной двухтрубной коаксиальной колонке, заглубленной в грунт, с осуществлением при активном замораживании принудительной циркуляции, а при пассивном замораживании - естественной циркуляции хладагента, при этом перед началом процесса замораживания замкнутый контур вакуумируют и заполняют хладагентом, отличающийся тем, что при активном замораживании в теплое время года хладагент нагнетают внутрь центральной трубы колонки через съемную нагнетательную двухтрубную насадку на колонку, охлаждают хладагент путем дросселирования, при активном замораживании в холодное время года хладагент нагнетают через съемную нагнетательную двухтрубную насадку внутрь центральной трубы колонки, при пассивном замораживании в холодное время года используют съемную двухтрубную насадку с внешним и внутренним оребрением, обеспечивают естественную циркуляцию хладагента по замкнутому контуру – по центральной трубе колонки вниз, по объему между центральной трубой и корпусом колонки наверх, а далее вверх по центральной трубе насадки, затем между центральной трубой и корпусом насадки вниз в центральную трубу колонки. 1. The method of accumulation of cold in the soil, including active and passive freezing of the soil by circulating the refrigerant in at least one two-pipe coaxial column, buried in the ground, with the implementation of active freezing forced circulation, and in passive freezing - the natural circulation of the refrigerant, while before starting the freezing process, the closed circuit is evacuated and filled with refrigerant, characterized in that during active freezing in the warm season, the refrigerant is pumped into the center column through a removable discharge two-pipe nozzle on the column, cool the refrigerant by throttling, with active freezing in the cold season, the refrigerant is pumped through the removable discharge two-pipe nozzle inside the central pipe of the column, when passively freezing in the cold season, use a removable two-pipe inner nozzle with an external by fins, they ensure the natural circulation of the refrigerant in a closed circuit - down the central pipe of the column, in volume between the central the pipe and the column body up, and then up the central nozzle pipe, then between the central pipe and the nozzle body down into the central column pipe. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что съемная нагнетательная двухтрубная насадка для активного замораживания снабжена внешним и внутренним оребрением.2. The method according to claim 1, characterized in that the removable discharge two-tube nozzle for active freezing is equipped with external and internal fins. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что стенки центральных труб насадок и колонки выполнены из материала с низкой теплопроводностью или имеют покрытие из материала с низкой теплопроводностью.3. The method according to claim 1, characterized in that the walls of the central pipes of the nozzles and columns are made of a material with low thermal conductivity or have a coating of a material with low thermal conductivity. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при активном замораживании в теплое и холодное время года съемную двухтрубную нагнетательную насадку оборудуют нагнетающим устройством с элементами управления, а насадке обеспечивают дополнительное крепление.4. The method according to claim 1, characterized in that during active freezing in the warm and cold season, the removable two-pipe discharge nozzle is equipped with a discharge device with control elements, and the nozzle provides additional fastening. 5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что насадка дополнительно содержит автономный источник питания с накопительным аккумулятором, в качестве непосредственных источников энергии используют солнечную батарею и ветровой генератор, при этом работу нагнетающего устройства осуществляют периодами по мере накопления энергии аккумулятором, при этом насадке обеспечивают антивандальную защиту.5. The method according to p. 4, characterized in that the nozzle additionally contains an autonomous power source with a storage battery, solar batteries and a wind generator are used as direct energy sources, while the operation of the discharge device is carried out periodically as the battery accumulates energy, while the nozzle provide anti-vandal protection. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве хладагента используют гелий.6. The method according to claim 1, characterized in that helium is used as the refrigerant. 7. Способ по п.1,отличающийся тем, что в качестве хладагента используют смесь гелия с газами с количественным содержанием гелия не менее 30%.7. The method according to claim 1, characterized in that a mixture of helium with gases with a quantitative helium content of at least 30% is used as a refrigerant. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что для циркуляции хладагента при пассивном замораживании предусматривают организацию потока хладагента с помощью по крайней мере одного клапана, установленного в насадке.8. The method according to claim 1, characterized in that for the circulation of the refrigerant during passive freezing provide for the organization of the flow of refrigerant using at least one valve installed in the nozzle. 9. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют визуальный контроль герметичности и сохранности давления внутри замкнутого контура циркуляции хладагента.9. The method according to claim 1, characterized in that they carry out visual control of the tightness and preservation of pressure inside the closed circuit of the refrigerant circulation. 10. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют дистанционной контроль за температурой хладагента внутри центральной трубы колонки и между центральной трубой и корпусом колонки, а при активном замораживании организуют дистанционный контроль за током потребления нагнетающего устройства.10. The method according to claim 1, characterized in that they carry out remote control of the temperature of the refrigerant inside the central pipe of the column and between the central pipe and the casing of the column, and with active freezing, they organize remote control of the current consumption of the discharge device. 11. Способ по п.1, отличающийся тем, что корпус колонки размещают внутри фундамента.11. The method according to claim 1, characterized in that the column housing is placed inside the foundation. 12. Способ по п.1, отличающийся тем, что при активном замораживании корпус колонки располагают горизонтально или под углом к вертикали.12. The method according to claim 1, characterized in that with active freezing, the column housing is positioned horizontally or at an angle to the vertical. 13. Способ по п.1, отличающийся тем, что при активном замораживании корпус колонки располагают на сводах, при этом насадку располагают в нижней части колонки.13. The method according to claim 1, characterized in that with active freezing, the column housing is located on the arches, while the nozzle is located in the lower part of the column.
RU2017117432A 2017-05-19 2017-05-19 Method of cold accumulation in the ground RU2650005C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017117432A RU2650005C1 (en) 2017-05-19 2017-05-19 Method of cold accumulation in the ground

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017117432A RU2650005C1 (en) 2017-05-19 2017-05-19 Method of cold accumulation in the ground

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2650005C1 true RU2650005C1 (en) 2018-04-06

Family

ID=61867517

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017117432A RU2650005C1 (en) 2017-05-19 2017-05-19 Method of cold accumulation in the ground

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2650005C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2761790C1 (en) * 2021-04-12 2021-12-13 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» Method for combined year-round temperature stabilization of soil
RU2813272C1 (en) * 2023-04-03 2024-02-08 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС) Method for freezing and maintaining stable condition of permafrost soils

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3220470A (en) * 1962-10-08 1965-11-30 Joseph C Balch Soil refrigerating system
SU566902A1 (en) * 1976-01-20 1977-07-30 Государственный Институт По Проектированию Магистральных Трубопроводов И Специального Строительства "Гипроспецгаз" Arrangement for accumulating cold and freezing soil
US4111258A (en) * 1976-05-10 1978-09-05 Exxon Production Research Company Split air convection pile
SU711232A1 (en) * 1977-04-04 1980-01-25 Вилюйская Научно-Исследовательская Мерзлотная Станция Института Мерзлотоведения Со Ан Ссср Apparatus for artificial freezing of soil
RU2039861C1 (en) * 1992-04-03 1995-07-20 Институт физико-технических проблем Севера СО РАН Method for cold accumulation in ground
RU131745U1 (en) * 2013-03-12 2013-08-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" COLD ACCUMULATION DEVICE

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3220470A (en) * 1962-10-08 1965-11-30 Joseph C Balch Soil refrigerating system
SU566902A1 (en) * 1976-01-20 1977-07-30 Государственный Институт По Проектированию Магистральных Трубопроводов И Специального Строительства "Гипроспецгаз" Arrangement for accumulating cold and freezing soil
US4111258A (en) * 1976-05-10 1978-09-05 Exxon Production Research Company Split air convection pile
SU711232A1 (en) * 1977-04-04 1980-01-25 Вилюйская Научно-Исследовательская Мерзлотная Станция Института Мерзлотоведения Со Ан Ссср Apparatus for artificial freezing of soil
RU2039861C1 (en) * 1992-04-03 1995-07-20 Институт физико-технических проблем Севера СО РАН Method for cold accumulation in ground
RU131745U1 (en) * 2013-03-12 2013-08-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" COLD ACCUMULATION DEVICE

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2761790C1 (en) * 2021-04-12 2021-12-13 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» Method for combined year-round temperature stabilization of soil
RU2813272C1 (en) * 2023-04-03 2024-02-08 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС) Method for freezing and maintaining stable condition of permafrost soils

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8567482B2 (en) Heat tube device utilizing cold energy and application thereof
RU2416002C1 (en) System for temperature stabilisation of structures foundation on permafrost soils
CN102548357A (en) Data machine room
KR101535384B1 (en) Heating system of heat pump using solar energy and underground heat storage
RU2650005C1 (en) Method of cold accumulation in the ground
US5327734A (en) Passive-active thermosyphon
RU2416761C1 (en) Method to use heat-accumulating properties of soil
CN102704720A (en) Low-temperature freezer device structure
RU155180U1 (en) CONSTRUCTION FOR THERMOSTATING SOILS UNDER BUILDINGS AND CONSTRUCTIONS
CN211601216U (en) Frozen soil refrigerating system
RU2384671C1 (en) Pile support for structures erected on permanently frozen soil
RU2250302C1 (en) Heated pile
RU2470114C2 (en) Thermopile for bridge supports
RU51636U1 (en) DEVICE FOR COMPENSATION OF THERMAL INFLUENCE OF THE STRUCTURE FOUNDATION ON THE PERMANENT FROZEN SOIL
RU218787U1 (en) REFRIGERATOR UNIT TO ENSURE THE OPERATION OF SOIL THERMOSTABILIZERS IN THE PASSIVE PERIOD
RU141110U1 (en) SYSTEM OF TEMPERATURE STABILIZATION OF SOILS OF BASES OF BUILDINGS AND STRUCTURES
RU147446U1 (en) SEASONAL ACTING UNIT FOR COOLING ETERNAL-FROZEN SOILS OF BASES OF ENGINEERING STRUCTURES
RU2755770C1 (en) Device for cooling plastic-frozen soil
RU2256746C2 (en) Method for ground cooling and heat-conduction pile for ground cooling
RU2384672C1 (en) Cooled pile support for structures erected on permanently frozen soil
RU2783457C1 (en) Cooled pile foundation
RU2785027C1 (en) All-year round cooling unit based on the use of cold outdoor air
RU2813272C1 (en) Method for freezing and maintaining stable condition of permafrost soils
RU2052021C1 (en) Underground structure - cooler
CN205279540U (en) Construction ventilation of tunnel refrigerating system

Legal Events

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

Effective date: 20190520

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20200814