RU2768247C1 - Three-circuit system of all-season thermal stabilization of permafrost soils of bases - Google Patents
Three-circuit system of all-season thermal stabilization of permafrost soils of bases Download PDFInfo
- Publication number
- RU2768247C1 RU2768247C1 RU2021127071A RU2021127071A RU2768247C1 RU 2768247 C1 RU2768247 C1 RU 2768247C1 RU 2021127071 A RU2021127071 A RU 2021127071A RU 2021127071 A RU2021127071 A RU 2021127071A RU 2768247 C1 RU2768247 C1 RU 2768247C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- circuit
- soils
- possibility
- coolant
- represented
- 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
Abstract
Description
Изобретение относится к области строительства зданий и сооружений на многолетнемерзлых грунтах, в частности, предназначено для промораживания и всесезонной термостабилизации грунтов оснований зданий и сооружений.The invention relates to the field of construction of buildings and structures on permafrost soils, in particular, is intended for freezing and all-season thermal stabilization of the soils of the foundations of buildings and structures.
Известны системы и способы сбора и обработки газов многолетней мерзлоты, а также охлаждения многолетнемерзлых грунтов (далее по тексту – ММГ), в которых получают газ из жертвенной области оттаивающей мерзлоты. Диссоциацию газа в негорючем химическом процессе и циркуляцию составляющей газа осуществляют через сохраняемую область оттаивающей области ММГ для охлаждения сохраняемой области (Патент № US 8888408 B2. Опубл. 2014-11-18).Known systems and methods for collecting and processing permafrost gases, as well as cooling permafrost soils (hereinafter referred to as MMG), in which gas is obtained from the sacrificial area of thawing permafrost. Dissociation of gas in a non-combustible chemical process and circulation of the gas component is carried out through the retained area of the defrosting area of the MMG to cool the retained area (Patent No. US 8888408 B2. publ. 2014-11-18).
Однако минусом описанного технического решения является невозможность обеспечения взрыво- и пожаробезопасности посредством размещения используемого электротехнического оборудования вне опасных производственных объектов и зон, а также отсутствие автоматизации процесса управления функционированием системы. Кроме того, описанное решение, в отличие от представляемого изобретения, не может использоваться для экстренного промораживания грунтов на опасных участках критического растепления.However, the disadvantage of the described technical solution is the impossibility of ensuring explosion and fire safety by placing the used electrical equipment outside hazardous production facilities and areas, as well as the lack of automation of the system operation control process. In addition, the described solution, unlike the present invention, cannot be used for emergency freezing of soils in dangerous areas of critical thawing.
Известна система термостабилизации грунта оснований на вечномерзлых грунтах, включающая контур из охлаждающих труб с заглушенным торцом с одной стороны и открытым торцом с другой, полость которых заполнена незамерзающей жидкостью. Данная система также включает размещенные над контуром труб слои теплоизоляции и отсыпку грунта. Охлаждающие трубы расположены под отсыпкой грунта и слоем теплоизоляции с уклоном к продольной оси основания в сторону заглушенных торцов. Открытые торцы труб выведены за границы контура, в пределах которого охлаждающие трубы оснащены установленными в их внутренних полостях охлаждающими элементами. По периметру контура дополнительно установлены вертикальные гильзы, полость которых заполнена незамерзающей жидкостью. Внутри гильз установлены охлаждающие элементы, причем верхняя часть каждой гильзы и охлаждающей трубы снабжена крышкой с отверстием для размещения охлаждающего элемента и заливной горловиной с пробкой (Патент № RU 116871. Опубл. 10.06.2012 г.).A known system for thermal stabilization of the soil bases on permafrost soils, including a circuit of cooling pipes with a plugged end on one side and an open end on the other, the cavity of which is filled with a non-freezing liquid. This system also includes layers of thermal insulation placed above the pipe contour and backfilling. The cooling pipes are located under the soil filling and thermal insulation layer with a slope to the longitudinal axis of the base towards the closed ends. The open ends of the pipes are brought out of the boundaries of the contour, within which the cooling pipes are equipped with cooling elements installed in their internal cavities. Along the perimeter of the circuit, vertical sleeves are additionally installed, the cavity of which is filled with a non-freezing liquid. Cooling elements are installed inside the sleeves, and the upper part of each sleeve and the cooling pipe is provided with a lid with a hole for accommodating the cooling element and a filler neck with a plug (Patent No. RU 116871. Published on June 10, 2012).
Однако, несмотря на то, что вышеописанная известная система позволяет обеспечить термостабилизацию грунтов оснований, недостатком подобной системы является снижение экономической эффективности, которое происходит за счет отсутствия опции термостабилизации в режиме сезонно-действующих охлаждающих устройств (далее по тексту – СОУ) за счет достаточно низких температур окружающего воздуха в холодные сезоны. Термостабилизация осуществляется здесь исключительно в энергозатратном режиме принудительного охлаждения. Также отсутствует возможность автоматизации процесса управления функционированием системы. Кроме того, описанная система предназначена исключительно для постоянной стационарной эксплуатации и не может при необходимости использоваться мобильно для экстренного временного промораживания грунтов на опасных участках критического растепления. Дополнительно, в описанном техническом решении отсутствует возможность обеспечения взрыво- и пожаробезопасности посредством размещения используемого электротехнического оборудования вне опасных производственных объектов и зон.However, despite the fact that the known system described above makes it possible to provide thermal stabilization of foundation soils, the disadvantage of such a system is a decrease in economic efficiency, which occurs due to the lack of an option for thermal stabilization in the mode of seasonally operating cooling devices (hereinafter referred to as SDA) due to sufficiently low temperatures. ambient air during cold seasons. Thermal stabilization is carried out here exclusively in the energy-consuming mode of forced cooling. There is also no possibility of automating the process of managing the functioning of the system. In addition, the described system is intended exclusively for permanent stationary operation and cannot, if necessary, be used mobilely for emergency temporary freezing of soils in dangerous areas of critical thawing. Additionally, in the described technical solution, there is no possibility of ensuring explosion and fire safety by placing the used electrical equipment outside hazardous production facilities and zones.
Известна система температурной стабилизации грунтов оснований зданий и сооружений, включающая сезонно-действующие охлаждающие устройства. Каждое из данных устройств содержит зону испарения, по краям которой расположены транспортная зона и зона конденсации, и выполнено в виде корпуса трубчатого сечения с возможностью заправки теплоносителем. При этом зоны конденсации установлены над поверхностью грунта под углом 90° к горизонту и оснащены теплообменниками, а зоны испарения размещены в основании сооружения параллельно друг другу с уклоном от 10° до 0° к продольной оси сооружения. Зоны испарения размещены в сквозных скважинах, пробуренных по всей площади сооружения, выведены за пределы контура сооружения с двух противоположных сторон в траншеи, ориентированные вдоль продольной оси сооружения, и соединены с транспортными зонами, уложенными в траншеи. Свободные края транспортных зон соединены с зонами конденсации, собранными в куст с каждой из упомянутых сторон, закрепленный на поддерживающей конструкции, оборудованной площадкой для заправки и обслуживания охлаждающих устройств. Дополнительно на поверхности грунта основания, под всем сооружением, непосредственно под полами первого этажа уложен теплозащитный экран (Патент № RU 141110. Опубл. 27.05.2014 г.).Known system of temperature stabilization of soil foundations of buildings and structures, including seasonally operating cooling devices. Each of these devices contains an evaporation zone, along the edges of which there is a transport zone and a condensation zone, and is made in the form of a tubular section body with the possibility of filling with a coolant. In this case, the condensation zones are installed above the soil surface at an angle of 90° to the horizon and are equipped with heat exchangers, and the evaporation zones are placed in the base of the structure parallel to each other with a slope of 10° to 0° to the longitudinal axis of the structure. Evaporation zones are placed in through holes drilled over the entire area of the structure, brought out of the contour of the structure from two opposite sides into trenches oriented along the longitudinal axis of the structure, and connected to transport zones laid in trenches. The free edges of the transport zones are connected to the condensation zones, collected in a bush on each of the mentioned sides, fixed on a supporting structure, equipped with a platform for refueling and maintenance of cooling devices. Additionally, a heat shield was laid on the ground surface of the foundation, under the entire structure, directly under the floors of the first floor (Patent No. RU 141110. Published on May 27, 2014).
Однако в описанной известной системе отсутствует возможность обеспечения взрыво- и пожаробезопасности на объекте посредством размещения используемого системой электротехнического оборудования на удалении от опасных производственных объектов и зон, а также возможность автоматизации процесса управления функционированием системы. Также описанная стационарная система не может при необходимости использоваться мобильно для экстренного промораживания грунтов на опасных участках критического растепления.However, in the described well-known system, there is no possibility of ensuring explosion and fire safety at the facility by placing the electrical equipment used by the system at a distance from hazardous production facilities and zones, as well as the possibility of automating the process of controlling the system operation. Also, the described stationary system cannot, if necessary, be used mobilely for emergency freezing of soils in dangerous areas of critical thawing.
Известен способ термостабилизации грунтов оснований свайных опор трубопроводов и трубопроводов подземной прокладки, при котором выполняют выемку льдистых грунтов с замещающей выемку укладкой композитного материала. По краям выемки производят установку по меньшей мере двух термостабилизаторов грунта. При этом композитный материал имеет состав при определенном соотношении компонентов, причем для пропитки полимера выбирают жидкий теплоноситель с высокой теплоемкостью и низкой температурой замерзания (Патент № RU 2616029. Опубл. 14.04.2017 г.).A known method of thermal stabilization of soils of the foundations of pile supports of pipelines and pipelines of underground laying, in which icy soils are excavated with the laying of a composite material replacing the excavation. At the edges of the excavation, at least two soil thermal stabilizers are installed. At the same time, the composite material has a composition at a certain ratio of components, and for the impregnation of the polymer, a heat-transfer fluid with a high heat capacity and a low freezing point is chosen (Patent No. RU 2616029. Published on April 14, 2017).
Однако, несмотря на то, что описанное известное техническое решение предназначено для повышения надежности оснований и безопасной эксплуатации магистральных трубопроводов в районах распространения ММГ, оно является экономически неэффективным за счет значительного объема земляных работ и работ по укладке замещающих выемки грунта композитных материалов при одновременном дублировании термостабилизаторами. Кроме того, данное техническое решение допускает нарушение почвенно-растительного слоя, что приводит к активизации эрозионных процессов и нарушению естественного температурного режима грунтов оснований. Предлагаемое изобретение не предусматривает проведения земляных работ, а также, за счет автоматизации управления, предпочтительнее для использования на таких удаленных линейных объектах, как трубопроводы и железные дороги.However, despite the fact that the described well-known technical solution is intended to improve the reliability of foundations and safe operation of main pipelines in the areas of distribution of MMG, it is economically inefficient due to the significant amount of excavation and laying of composite materials replacing excavations while duplicating with thermal stabilizers. In addition, this technical solution allows the violation of the soil and vegetation layer, which leads to the activation of erosion processes and the violation of the natural temperature regime of the foundation soils. The present invention does not provide for earthworks, and also, due to automation of control, it is preferable for use on such remote linear objects as pipelines and railways.
Известна насыпь железной дороги на вечномерзлых грунтах, в которой использована охлаждающая система, размещаемая в теле железнодорожных насыпей на ММГ. Охлаждающая система в основании насыпи состоит из двух независимых частей - основной и вспомогательной. Основная часть - объемная жесткая, выполнена из отработанных цистерн, установленных на мерзлом основании вдоль оси насыпи и соединенных трубопроводами. Вспомогательная часть выполнена в виде плоского упруго-эластичного ковра, внутри которого закреплены термоэлектрические модули Пельтье, и уложенного в верхнем слое насыпи в основании балластной призмы (Патент № RU 2657310. Опубл. 13.06.2018 г.).Known railroad embankment on permafrost, which uses a cooling system placed in the body of railroad embankments on the MMG. The cooling system at the base of the embankment consists of two independent parts - main and auxiliary. The main part is volumetric rigid, made of waste tanks, installed on a frozen base along the axis of the embankment and connected by pipelines. The auxiliary part is made in the form of a flat resilient-elastic carpet, inside of which Peltier thermoelectric modules are fixed, and laid in the upper layer of the embankment at the base of the ballast prism (Patent No. RU 2657310. Published on June 13, 2018).
Однако, описанное известное техническое решение имеет крайне низкий коэффициент полезного действия (далее по тексту – КПД) и вызывает сложности при применении данной технологии в зонах повышенной взрыво- и пожароопасности (например, на предприятиях нефтегазовой отрасли). В описанной известной системе отсутствует возможность обеспечения взрыво- и пожаробезопасности на объекте посредством размещения используемого системой электротехнического оборудования на удалении от опасных производственных объектов и зон, а также возможность автоматизации процесса управления функционированием системы. Также описанная стационарная система не может при необходимости использоваться мобильно для экстренного промораживания грунтов на опасных участках критического растепления. Еще одним недостатком подобной системы является снижение экономической эффективности, которое происходит за счет отсутствия опции термостабилизации в режиме СОУ за счет достаточно низких температур окружающего воздуха в холодные сезоны. Термостабилизация осуществляется здесь исключительно в энергозатратном режиме принудительного охлаждения. Кроме того, отсутствует возможность автоматизации процесса управления функционированием системы. However, the described well-known technical solution has an extremely low efficiency (hereinafter referred to as efficiency) and causes difficulties when using this technology in areas of increased explosion and fire hazard (for example, in oil and gas industry enterprises). In the described well-known system, there is no possibility of ensuring explosion and fire safety at the facility by placing the electrical equipment used by the system at a distance from hazardous production facilities and areas, as well as the possibility of automating the process of controlling the system operation. Also, the described stationary system cannot, if necessary, be used mobilely for emergency freezing of soils in dangerous areas of critical thawing. Another disadvantage of such a system is the decrease in economic efficiency, which occurs due to the lack of an option for thermal stabilization in the COA mode due to sufficiently low ambient temperatures in cold seasons. Thermal stabilization is carried out here exclusively in the energy-consuming mode of forced cooling. In addition, there is no possibility of automating the process of managing the functioning of the system.
При термостабилизации охлаждение происходит при поглощении тепла из окружающего испарительную часть термостабилизатора грунта. Для поддержания непрерывной циклической работы термостабилизатора также отводят тепло от конденсаторной части термостабилизатора. В существующих на текущий момент системах термостабилизации эту функцию обеспечивает наземная часть термостабилизатора посредством контакта с атмосферным воздухом достаточно низкой температуры. При разнице температур грунта и окружающего конденсаторную часть воздуха порядка 12° по Цельсию отвод тепла от наземной части термостабилизатора может происходить в режиме СОУ (естественный режим циркулирования хладагента, не требующий искусственных источников энергии). Также в настоящее время существуют двухконтурные системы термостабилизации грунтов оснований, в которых охлаждение «конденсаторной» части происходит за счёт работы специализированной холодильной установки, расположенной в непосредственном контакте с термостабилизатором.With thermal stabilization, cooling occurs when heat is absorbed from the soil surrounding the evaporative part of the thermal stabilizer. To maintain continuous cyclic operation of the heat stabilizer, heat is also removed from the condenser part of the heat stabilizer. In currently existing thermal stabilization systems, this function is provided by the ground part of the thermal stabilizer through contact with atmospheric air of a sufficiently low temperature. When the temperature difference between the soil and the air surrounding the condenser part is about 12° Celsius, heat removal from the ground part of the heat stabilizer can occur in the SDA mode (natural refrigerant circulation mode that does not require artificial energy sources). Also, at present, there are double-circuit systems for thermal stabilization of foundation soils, in which the cooling of the “condenser” part occurs due to the operation of a specialized refrigeration unit located in direct contact with the thermal stabilizer.
Исследованный уровень техники не позволил выявить наиболее близкого аналога к заявляемому техническому решению с получением аналогичного технического результата.The studied level of technology did not allow to identify the closest analogue to the claimed technical solution with obtaining a similar technical result.
Задачей настоящего изобретения является возможность всесезонного промораживания и поддержания температур грунтов оснований в пределах требуемых проектных значений.The objective of the present invention is the possibility of all-weather freezing and maintaining the temperatures of the foundation soils within the required design values.
Технический результат изобретения проявляется в следующем: The technical result of the invention is as follows:
- крайне высокие показатели КПД за счет обеспечения значительных теплопередающих характеристик системы (коэффициент теплопроводности конденсаторной части термостабилизатора в системе, тепловой поток от грунта к конденсаторной части, линейное термическое сопротивление термостабилизатора в системе); - extremely high efficiency rates due to the provision of significant heat transfer characteristics of the system (thermal conductivity coefficient of the condenser part of the thermal stabilizer in the system, heat flow from the ground to the condenser part, linear thermal resistance of the thermal stabilizer in the system);
- возможность размещения используемого системой электротехнического оборудования на удалении от взрыво- и пожароопасных территорий; - the possibility of placing the electrical equipment used by the system at a distance from explosive and fire hazardous areas;
- возможность автоматизации процесса управления функционированием системы при переходе из режима СОУ в режим принудительного охлаждения грунтов и обратно в соответствии с текущими природно-климатическими условиями и данными термометрии грунтов оснований;- the possibility of automating the process of controlling the functioning of the system during the transition from the SDA mode to the mode of forced cooling of soils and vice versa in accordance with the current natural and climatic conditions and thermometry data of the foundation soils;
- возможность в кратчайшие сроки промораживать значительные массивы грунта до достижения требуемых проектных температур с дальнейшим функционированием в экономичном режиме поддержания необходимого температурного режима; - the ability to freeze large areas of soil in the shortest possible time until the required design temperatures are reached with further operation in an economical mode to maintain the required temperature regime;
- возможность мобильного использования системы для экстренного промораживания грунтов на опасных участках критического растепления, определенных по результатам геотехнического мониторинга.- the possibility of mobile use of the system for emergency freezing of soils in dangerous areas of critical thawing, determined by the results of geotechnical monitoring.
Поставленный технический результат достигается тем, что трёхконтурная система всесезонной термостабилизации многолетнемерзлых грунтов оснований, состоит из трех опосредованно взаимосвязанных совместно работающих контуров охлаждения грунта, при этом первый контур представлен холодильной машиной, предназначенной для охлаждения хладоносителя, второй контур представлен гидромодулем, обеспечивающим циркуляцию хладоносителя, третий контур представлен термостабилизатором, оснащенным теплообменником, все три контура охлаждения соединены с помощью трубопроводов и оснащены элементами автоматизации управления.The stated technical result is achieved by the fact that the three-loop system for all-season thermal stabilization of permafrost soils of bases consists of three indirectly interconnected jointly working soil cooling circuits, while the first circuit is represented by a refrigeration machine designed to cool the coolant, the second circuit is represented by a hydraulic module that circulates the coolant, the third circuit represented by a heat stabilizer equipped with a heat exchanger, all three cooling circuits are connected by pipelines and equipped with control automation elements.
В варианте выполнения, для повышения коэффициента полезного действия, в трехконтурной системе холодильная машина может быть выполнена в виде замкнутого блока, в котором последовательно соединены компрессор, конденсатор, терморегулирующий вентиль и испаритель, при этом гидромодуль включает насосы для перекачивания хладоносителя, соединенные опосредовано и соответственно с испарителем холодильной машины и теплообменником термостабилизатора, кроме того первый и второй контуры оснащены элементами автоматизации управления, выполненными в виде контроллеров и датчиков. In an embodiment, in order to increase the efficiency, in a three-circuit system, the refrigeration machine can be made in the form of a closed unit in which a compressor, a condenser, a thermostatic expansion valve and an evaporator are connected in series, while the hydraulic module includes pumps for pumping the coolant, connected indirectly and, accordingly, with the evaporator of the refrigerating machine and the heat exchanger of the heat stabilizer, in addition, the first and second circuits are equipped with control automation elements made in the form of controllers and sensors.
Настоящее изобретение описано подробным пояснением и схемами, на которых:The present invention is described by detailed explanation and diagrams, in which:
Фиг. 1 показывает блок-схему трехконтурной системы всесезонной термостабилизации ММГ оснований;Fig. 1 shows a block diagram of a three-circuit system for all-season thermal stabilization of MMG bases;
Фиг. 2 характеризует технические элементы блоков каждого из трех контуров системы;Fig. 2 characterizes the technical elements of the blocks of each of the three circuits of the system;
Фиг. 3 поясняет структурную схему элементов автоматизации трехконтурной системы.Fig. 3 explains the block diagram of the automation elements of a three-loop system.
Термины:Terms:
КПД – коэффициент полезного действия;Efficiency - efficiency factor;
ММГ – многолетнемерзлый грунт;MMG - permafrost soil;
СОУ – сезонно-действующее охлаждающее устройство;SOU - seasonally operating cooling device;
ТСВТ – трёхконтурная система всесезонной термостабилизации многолетнемерзлых грунтов оснований.TSVT is a three-loop system for all-season thermal stabilization of permafrost base soils.
Трёхконтурная система всесезонной термостабилизации многолетнемерзлых грунтов оснований содержит опосредованно соединенные три совместно работающих контура 1, 2, 3 охлаждения грунтов (Фиг.1). Первый контур 1 выполнен в виде предназначенной для охлаждения хладоносителя холодильной машины. Второй промежуточный контур 2 выполнен в виде гидромодуля. Третий контур 3 выполнен из оснащенного теплообменником термостабилизатора, установленного в грунт основания. Каждый контур соединен с помощью трубопроводов и оснащен элементами автоматизации управления, включающими главный контроллер 4.The three-circuit system of all-season thermal stabilization of permafrost soils of the bases contains indirectly connected three jointly working
Для повышения КПД холодильная машина первого контура 1 имеет замкнутый контур (Фиг. 2). Замкнутый контур образован из, соединенных между собой прямой связью, компрессора 5, конденсатора 6, терморегулирующего вентиля 7, испарителя 8. To increase the efficiency, the chiller of the
Первый контур 1 связан со вторым промежуточным контуром 2 посредством испарителя 8, который соединен с насосами 9 и 10 гидромодуля. The
Насосы 9, 10 опосредованно соединены с третьим контуром 3, выполненным из термостабилизатора 11. На термостабилизаторе 11 установлен теплообменник 12. Термостабилизатор 11 нижним концом установлен в многолетнемерзлый грунт 13. При этом теплообменник 12 расположен над многолетнемерзлым грунтом 13 основания.
Главный контроллер 4 взаимосвязан с контроллерами и датчиками каждого из контуров 1, 2, 3.The
Холодильная машина первого контура 1 оснащена элементом автоматизации в виде контроллера 14 соединенного с датчиками 15 температуры хладагента и датчиками 16 давления хладагента (Фиг. 3). The chiller of the
Гидромодуль второго контура 2 оснащен элементом автоматизации в виде контроллера 17, соединенного с датчиками 18 протока хладоносителя, датчиками 19 уровня хладоносителя, датчика 20 температуры хладоносителя, датчиков 21 давления хладоносителя.The hydraulic module of the
Элементы третьего контура 3, а именно термостабилизатор 11 и теплообменник 12, установленные в многолетнемерзлый грунт 13 основания, оснащены элементами автоматизации в виде контроллера 22 подачи хладоносителя, соединенного с датчиками 23 температуры хладоносителя. Кроме того, контроллер 24 показаний термокос соединен с датчиками 25 температуры грунта.The elements of the
Принцип работы ТСВТ следующий. The principle of operation of TSVT is as follows.
ТСВТ представляет собой три совместно работающих контура 1, 2, 3 охлаждения, итогом работы которых является охлаждение грунтов оснований до требуемых проектных значений (Фиг. 1, 2, 3).TSVT consists of three jointly working
Первым 1 контуром ТСВТ выступает предназначенная для охлаждения жидкости холодильная машина. В качестве хладагента холодильной машины контура 1 использовали аммиак, фреон (хладон), элегаз. Термостабилизатор 11 одним из его концов установили в многолетнемерзлом грунте 13 основания (далее по тексту - грунт). Теплообменник 12 при этом расположился над грунтом 13. Хладоноситель - тосол, неорганические соединения (рассол), органические соединения (растворы гликолей), от гидромодуля с помощью насоса 10 поступил в теплообменник 12 охлажденным для дальнейшего теплообмена с хладагентом термостабилизатора 11, непосредственно охлаждающего грунт 13 основания. Затем поступил к испарителю 7, контактирующему с хладагентом холодильной машины контура 1. После того как хладоноситель достигнул требуемой температуры, с помощью насоса 9 он переместился в обратном порядке к теплообменнику 12 термостабилизатора 11. Контроль температурного режима для круглогодичного поддержания требуемой температуры ММГ осуществляли контроллер 14, датчики 15 температуры хладагента и датчики 16 давления хладагента. The first 1 circuit of the TSVT is a refrigerating machine designed to cool the liquid. Ammonia, freon (freon), and SF6 gas were used as the refrigerant of the refrigeration machine of
Настоящее изобретение может использоваться как стационарно (постоянная эксплуатация), так и мобильно, позволяя в кратчайшие сроки установить требуемые проектом значения температур в основаниях зданий и сооружений, а также осуществлять эффективное экстренное промораживание грунтов оснований зданий и сооружений до достижения проектных температур на выявленных посредством геотехнического мониторинга участках критического растепления.The present invention can be used both stationary (permanent operation) and mobile, allowing you to quickly set the temperature values required by the project in the bases of buildings and structures, as well as to carry out effective emergency freezing of the soils of the bases of buildings and structures until the design temperatures are reached at those identified through geotechnical monitoring. areas of critical thaw.
Предложенное изобретение позволяет осуществлять круглогодичную термостабилизацию (без летних и весенне-осенних пауз в работе СОУ) грунтов оснований зданий и сооружений в рамках требуемых проектных температурных значений в течение всего срока эксплуатации строительного объекта.The proposed invention allows for year-round thermal stabilization (without summer and spring-autumn pauses in the operation of the LCS) of the soils of the foundations of buildings and structures within the required design temperature values during the entire life of the construction object.
Представленная система ТСВТ может быть смонтирована, в том числе на ранее установленные и ранее эксплуатируемые на объекте термостабилизаторы от любых производителей и с любыми конфигурациями (геометрические параметры, тип хладагента и пр.). The presented TSVT system can be mounted, including on previously installed and previously operated at the facility heat stabilizers from any manufacturer and with any configuration (geometric parameters, type of refrigerant, etc.).
Помимо этого, предложенное техническое решение позволяет размещать все используемое системой электротехническое оборудование (холодильная машина, гидромодуль, элементы автоматизации и пр.) на значительных удалениях от опасных производственных объектов и зон в целях обеспечения взрыво- и пожаробезопасности. In addition, the proposed technical solution makes it possible to place all the electrical equipment used by the system (refrigerator, hydraulic module, automation elements, etc.) at considerable distances from hazardous production facilities and areas in order to ensure explosion and fire safety.
Предложенное техническое решение позволяет осуществлять процесс круглогодичного охлаждения и термостабилизации грунтов оснований зданий и сооружений в автоматическом режиме. Чередование естественного охлаждения с использованием сезонно-действующих термостабилизаторов и принудительного охлаждения происходит посредством автоматизированного управления датчиками и контроллерами. Использование подобного принципа работы позволяет добиться значительного повышения эффективности и безопасности эксплуатации, а также снизить численность рабочего персонала. The proposed technical solution makes it possible to carry out the process of year-round cooling and thermal stabilization of the soils of the foundations of buildings and structures in automatic mode. The alternation of free cooling with the use of seasonally operating thermostats and forced cooling occurs through automated control of sensors and controllers. The use of this principle of operation makes it possible to achieve a significant increase in the efficiency and safety of operation, as well as to reduce the number of operating personnel.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021127071A RU2768247C1 (en) | 2021-09-14 | 2021-09-14 | Three-circuit system of all-season thermal stabilization of permafrost soils of bases |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021127071A RU2768247C1 (en) | 2021-09-14 | 2021-09-14 | Three-circuit system of all-season thermal stabilization of permafrost soils of bases |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2768247C1 true RU2768247C1 (en) | 2022-03-23 |
Family
ID=80819752
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021127071A RU2768247C1 (en) | 2021-09-14 | 2021-09-14 | Three-circuit system of all-season thermal stabilization of permafrost soils of bases |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2768247C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2786186C1 (en) * | 2022-07-27 | 2022-12-19 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Device for thermostabilization of soil around piles |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3217791A (en) * | 1964-07-30 | 1965-11-16 | Erwin L Long | Means for maintaining perma-frost foundations |
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 |
RU2393300C2 (en) * | 2008-04-28 | 2010-06-27 | Евгений Николаевич Хрусталёв | Methods for erection of foundation and bottom of large reservoir and their design |
RU2416002C1 (en) * | 2010-06-10 | 2011-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Фундаментстройаркос" | System for temperature stabilisation of structures foundation on permafrost soils |
RU116871U1 (en) * | 2012-03-19 | 2012-06-10 | Сергей Николаевич Стрижков | SYSTEM OF THERMAL STABILIZATION OF THE GROUND OF BASES ON PERMANENTLY FROZEN SOILS |
RU2657310C1 (en) * | 2017-06-27 | 2018-06-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" (ТвГТУ) | Embankment of the railroad on permafrost soils |
-
2021
- 2021-09-14 RU RU2021127071A patent/RU2768247C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3217791A (en) * | 1964-07-30 | 1965-11-16 | Erwin L Long | Means for maintaining perma-frost foundations |
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 |
RU2393300C2 (en) * | 2008-04-28 | 2010-06-27 | Евгений Николаевич Хрусталёв | Methods for erection of foundation and bottom of large reservoir and their design |
RU2416002C1 (en) * | 2010-06-10 | 2011-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Фундаментстройаркос" | System for temperature stabilisation of structures foundation on permafrost soils |
RU116871U1 (en) * | 2012-03-19 | 2012-06-10 | Сергей Николаевич Стрижков | SYSTEM OF THERMAL STABILIZATION OF THE GROUND OF BASES ON PERMANENTLY FROZEN SOILS |
RU2657310C1 (en) * | 2017-06-27 | 2018-06-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" (ТвГТУ) | Embankment of the railroad on permafrost soils |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2786186C1 (en) * | 2022-07-27 | 2022-12-19 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Device for thermostabilization of soil around piles |
RU2786189C1 (en) * | 2022-07-27 | 2022-12-19 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Method for thermostabilization of soil around piles |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2447393C (en) | Method and apparatus for artificial ground freezing | |
CN104790961B (en) | A kind of shield tunnel termination vertical cup type consolidation by freezing structure and method | |
US2932170A (en) | Refrigerated underground storage system | |
US20170299279A1 (en) | Arrangement and method for storing thermal energy | |
Wagner | Review of thermosyphon applications | |
CN110080202B (en) | Horizontal freezing reinforcement structure for foundation pit bottom and construction method | |
CN109209396A (en) | A kind of shield tunnel end joint reinforcement structure and construction method | |
US3564862A (en) | Method and apparatus for supporing a pipeline in permafrost environment | |
RU2768247C1 (en) | Three-circuit system of all-season thermal stabilization of permafrost soils of bases | |
US20130327497A1 (en) | Method of heating/cooling structure using geothermal system | |
CN105952458A (en) | Shield tunnel end semispherical freezing wall reinforcement structure and construction method thereof | |
CN103836258B (en) | Permafrost region buried pipeline thaw collapse prevention and controls that hot pin combines with coarse-grained soil and device | |
Yarmak | Permafrost foundations thermally stabilized using thermosyphons | |
Yarmak Jr et al. | Thermosyphon design for a changing arctic | |
Long et al. | Engineering and economic variables of long duration frozen barriers | |
RU2552253C1 (en) | Method of arrangement of foundation slab on piles for low-temperature product tank | |
Garber-Slaght et al. | Can ground source heat pumps perform well in Alaska? | |
RU141110U1 (en) | SYSTEM OF TEMPERATURE STABILIZATION OF SOILS OF BASES OF BUILDINGS AND STRUCTURES | |
Nikolaev et al. | Low-temperature ground freezing methods for underground construction in urban areas | |
Smith et al. | Thermal analysis of forced-air and thermosyphon cooling systems for the Inuvik airport expansion | |
RU2806888C1 (en) | Method for construction and operation of surface storage facility for solid toxic waste in permafrost zone | |
RU2123648C1 (en) | Method of accumulating cold and device for realization of this method | |
RU2470114C2 (en) | Thermopile for bridge supports | |
RU2789556C1 (en) | Method for preventing coalescence of thaw halos around wells in permafrost formations | |
CN205577995U (en) | Shield tunnel end taper shape freezes wall reinforced structure |