RU33955U1 - The cooled base of structures - Google Patents

The cooled base of structures

Info

Publication number
RU33955U1
RU33955U1 RU2003121851/20U RU2003121851U RU33955U1 RU 33955 U1 RU33955 U1 RU 33955U1 RU 2003121851/20 U RU2003121851/20 U RU 2003121851/20U RU 2003121851 U RU2003121851 U RU 2003121851U RU 33955 U1 RU33955 U1 RU 33955U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
base
soil
structures
cooling pipes
cooled base
Prior art date
Application number
RU2003121851/20U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.И. Абросимов
В.И. Гвоздик
М.А. Минкин
Original Assignee
Абросимов Александр Иванович
Гвоздик Виктор Иванович
Минкин Марк Абрамович
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 Абросимов Александр Иванович, Гвоздик Виктор Иванович, Минкин Марк Абрамович filed Critical Абросимов Александр Иванович
Priority to RU2003121851/20U priority Critical patent/RU33955U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU33955U1 publication Critical patent/RU33955U1/en

Links

Landscapes

  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
  • Building Environments (AREA)

Abstract

1. Охлаждаемое основание сооружений, содержащее отсыпку грунта с расположенным на нем слоем теплоизоляции и размещенными внутри него охлаждающими трубами с зонами конденсации и испарения, отличающееся тем, что охлаждающие трубы выполнены герметичными и состоящими из двух участков, первый из которых расположен вертикально или отклонен от вертикали не более, чем на 30°, а второй расположен наклонно к горизонту под углом не более 10°, при этом на первом участке трубы на внутренней ее стенке ниже уровня грунта выполнены карманы для задерживания стекающего конденсата.2. Охлаждаемое основание сооружений по п.1, отличающееся тем, что теплоизоляция расположена на разных уровнях: с наружной стороны сооружения ниже уровня основания, а внутри сооружения - выше уровня основания.3. Охлаждаемое основание сооружений по п.1, отличающееся тем, что с наружной стороны сооружения по его периметру выполнена дополнительная отсыпка.1. The cooled base of the structures, containing a bed of soil with a layer of thermal insulation and cooling pipes placed inside it with condensation and evaporation zones, characterized in that the cooling pipes are sealed and consisting of two sections, the first of which is located vertically or deviated from the vertical no more than 30 °, and the second is inclined to the horizon at an angle of no more than 10 °, while in the first section of the pipe on its inner wall below the ground pockets are made to hold I am draining condensate. 2. The cooled base of structures according to claim 1, characterized in that the thermal insulation is located at different levels: on the outside of the structure below the level of the base, and inside the structure above the level of the base. The cooled base of the structures according to claim 1, characterized in that from the outside of the structure along the perimeter of the additional filling.

Description

мп&ттmp & tt

О  ABOUT

МПК: E02D3/115IPC: E02D3 / 115

Охлаждаемое основание сооруженийThe cooled base of structures

Полезная модель относится к строительству оснований сооружений, возводимых в районах вечной мерзлоты и на слабых грунтах.The utility model relates to the construction of foundations of structures constructed in permafrost areas and on soft soils.

Особенности возведения оснований сооружений определяются специфическими условиями в высокоширотных районах Севера. В зимнее время температура воздуха там сохраняется в пределах минус 20 - минус 40° . Однако теплофизические свойства грунтов таковы, что уже на глубине до 1,5 м температура грунта не опускается ниже 8 -10 С. В летнее время года (июль - август) под действием тепла мерзлый грунт тает, и при этом создается угроза деформации фундаментов зданий и сооружений. Поэтому возникает необходимость значительного продления мерзлого состояния грунта в летний период. Это достигается путем дополнительного захолаживания грунта на глубинах до двух- трех метров до температуры минус 15° - минус С с помощью охлаждающих установок. Это обеспечивает поддержание мерзлого грунта на весь летний период, а, следовательно, и сохранение несущей способности грунта.Features of the construction of the foundations of structures are determined by the specific conditions in the high-latitude regions of the North. In winter, the air temperature there remains within minus 20 - minus 40 °. However, the thermophysical properties of soils are such that even at a depth of 1.5 m, the temperature of the soil does not drop below 8 -10 C. In the summer (July - August), frozen soil melts under the influence of heat, and this creates a threat of deformation of the foundations of buildings and facilities. Therefore, there is a need for a significant extension of the frozen state of the soil in the summer. This is achieved by additional cooling the soil at depths of up to two to three meters to a temperature of minus 15 ° - minus C using cooling units. This ensures the maintenance of frozen soil for the entire summer period, and, consequently, the preservation of the bearing capacity of the soil.

Известна конструкция фундамента для наружных стен зданий, содержащая размещенные вдоль фундамента однотрубные, двухтрубные или трехтрубные изогнутые охлаждающие установки на расстоянии 3-4 м друг от друга (Гапеев С.И. «Укрепление мерзлых оснований охлаждением Л., 1977 г., с.58-60).A known construction of the foundation for the outer walls of buildings, containing one-pipe, two-pipe or three-pipe curved cooling units located along the foundation at a distance of 3-4 m from each other (Gapeev SI, “Strengthening frozen bases by cooling L., 1977, p. 58 -60).

Паиболее близкой по технической сущности к предлагаемой полезной модели является конструкция насыпного охлаждаемого основания сооружений, содержащая охлаждающие трубы, соединенные с конденсаторной частью, и размещенные над ними слои теплоизоляции и отсыпку грунта, приThe closest in technical essence to the proposed utility model is the design of the bulk cooled base of structures, containing cooling pipes connected to the condenser part, and layers of thermal insulation placed above them and soil filling, with

этом охлаждающие, трубы, заполненные низкокипящей жидкостью, размещены внутри защитных труб, выполненных с заглущенным торцом с одной стороны и открытым торцом с другой, и полостью, заполненной теплопроводной жидкостью, причем защитные трубы расположены под отсыпкой грунта и слоем теплоизоляции с уклоном 10° к продольной оси основания в сторону заглущенных торцов, а открытые торцы выведены за пределы контура отсыпки грунта (см. патент РФ №2157872, Е02В 3/115, опубл. 20.10.2000г.)this cooling, pipes filled with low-boiling liquid are placed inside the protective pipes made with a thickened end on one side and an open end on the other, and a cavity filled with heat-conducting liquid, and the protective pipes are located under the filling of the soil and a layer of insulation with a slope of 10 ° to the longitudinal the axis of the base towards the thickened ends, and the open ends are taken out of the boundaries of the soil dumping contour (see RF patent No. 2157872, EV 3/115, publ. 10/20/2000)

В этой конструкции конденсаторную часть и охлаждающие трубы заполняют низкокипящей жидкостью, например, пропаном. При понижении температуры атмосферного воздуха и температуры грунта начинается циркуляция газожидкостного потока в системе: конденсаторная часть - охлаждающие трубы, сопровождающаяся отбором тепла от многолетнемерзлого грунта.In this design, the condenser part and the cooling pipes are filled with a low boiling liquid, for example propane. When lowering the temperature of the atmospheric air and the temperature of the soil, the circulation of the gas-liquid flow in the system begins: the condenser part is the cooling pipes, accompanied by the removal of heat from permafrost.

Недостатком известной конструкции является её низкая тепловая эффективность из-за больщой протяженности парожидкостного тракта. Основание сооружения растепляется, особенно в области входа труб в грунт, даже в период весенних и осенних заморозков. По этой же причине затруднен запуск устройства в работу, особенно при суточных колебаниях температур. Кроме того, охлаждающие трубы соединены между собой, и выход из строя одной трубы нарушает циркуляцию газожидкостного потока всей системы.A disadvantage of the known design is its low thermal efficiency due to the large extent of the vapor-liquid tract. The base of the structure is thawed, especially in the area where the pipes enter the soil, even during the spring and autumn frosts. For the same reason, it is difficult to start the device in operation, especially with daily temperature fluctuations. In addition, the cooling pipes are interconnected, and the failure of one pipe disrupts the circulation of the gas-liquid flow of the entire system.

Технической задачей, рещаемой настоящей полезной моделью, является повышение эффективности охлаждения фундамента.The technical problem solved by this utility model is to increase the cooling efficiency of the foundation.

Для этого в известной конструкции насыпного охлаждаемого основания сооружений, содержащей отсыпку грунта с расположенным на нем слоем теплоизоляции и размещенными внутри него охлаждающими трубами с зонами конденсации и испарения, новым является то, что, каждая охлаждающая труба выполнена герметичной и состоящей из двух участков, первый из которых расположен вертикально или отклонен от вертикали не более, чем на ЗО , а второй расположен наклонно к горизонту под углом не более 10° , при этом, на первом участке трубы на внутренней её стенке ниже уровня грунта выполнены карманы для задерживания стекающего конденсата.To this end, in the known construction of a bulk cooled foundation of structures containing soil sprinkling with a heat insulation layer located on it and cooling pipes with condensation and evaporation zones placed inside it, it is new that each cooling pipe is sealed and consists of two sections, the first of which is located vertically or deviated from the vertical by no more than 3 °, and the second is inclined to the horizon at an angle of no more than 10 °, while in the first section of the pipe on its inner wall the level of soil formed pockets for retention flowing condensate.

Кроме того, теплоизоляция расположена на разных уровнях: с наружной стороны сооружения ниже уровня основания, а внутри сооружения выше уровня основания, при этом с наружной стороны сооружения по его периметру выполнена дополнительная отсыпка для предотвращения попадания воздуха под сооружение.In addition, the insulation is located at different levels: on the outside of the structure below the level of the base, and inside the structure above the level of the base, while on the outside of the structure along its perimeter an additional dumping is performed to prevent air from entering the structure.

В предлагаемой полезной модели охлаждение основания производится несколькими отдельными трубами, в которых расстояние между конденсатором и наклонной частью (испарителем) много меньше, чем в прототипе, где охлаждающие трубы соединены последовательно и, следовательно, имеют протяженный парожидкостный тракт. По этой причине эффективность замораживания основания в предлагаемом решении значительно выше, чем в прототипе.In the proposed utility model, the cooling of the base is carried out by several separate pipes, in which the distance between the condenser and the inclined part (evaporator) is much smaller than in the prototype, where the cooling pipes are connected in series and, therefore, have an extended vapor-liquid path. For this reason, the effectiveness of freezing the base in the proposed solution is significantly higher than in the prototype.

Выполнение капиллярных карманов на внутренней поверхности трубы в приповерхностном слое способствует запуску охлаждающей трубы в работу при небольших перепадах температуры между воздухом и приповерхностного слоя грунта на входе трубы в землю. Происходит подмораживание грунта даже в период ночных заморозков в весенне-осенний период, что задерживает растепление грунта, связанное с большими теплопритоками по стенкам трубы.The implementation of capillary pockets on the inner surface of the pipe in the surface layer helps to start the cooling pipe in operation with small temperature differences between air and the surface layer of soil at the pipe inlet to the ground. Freezing of the soil occurs even during night frosts in the spring-autumn period, which delays the thawing of the soil associated with large heat inflows along the walls of the pipe.

Предлагаемая полезная модель поясняется чертежами.The proposed utility model is illustrated by drawings.

Па фиг. 1 изображена конструкция насыпного охлаждаемого основания сооружений, общий вид;Pa fig. 1 shows the design of the bulk cooled base of structures, General view;

на фиг. 2 - вид А-А фиг. 1.in FIG. 2 is a view aa of FIG. 1.

на фиг. 3 - конструкция охлаждающих труб в приповерхностном слое на входе в грунт.in FIG. 3 - design of cooling pipes in the near-surface layer at the entrance to the soil.

Конструкция насыпного охлаждаемого основания сооружений содержит отсыпку грунта 1 высотой около 2 метров, внутри которой расположены охлаждающие трубы 2. Охлаждающие трубы 2 состоят из двух участков: первый 3 расположен вертикально или отклонен от вертикали не более чем на 30° , и выведен одним концом наружу; второй участок 4, расположен наклонно к горизонту под углом не более чем на Ю и расположен под сооружением 5.The design of the bulk cooled base of the structures contains a bed of soil 1 with a height of about 2 meters, inside which there are cooling pipes 2. Cooling pipes 2 consist of two sections: the first 3 is located vertically or deviated from the vertical by no more than 30 °, and is led out to one end; the second section 4 is located obliquely to the horizon at an angle of no more than southeast and is located under building 5.

На отсыпке грунта 1 снаружи сооружения 5 расположен слой теплоизоляции 6-а с термическим сопротивлением Я,3,0 град/вт, верхняя граница которого находится примерно на уровне нижней границы основания сооружения. Внутри сооружения слой теплоизоляции 6-6 расположен выше уровня нижней границы основания.On the soil backfill 1, outside the structure 5, there is a 6-a insulation layer with thermal resistance I, 3.0 deg / W, the upper boundary of which is approximately at the level of the lower boundary of the base of the structure. Inside the structure, the thermal insulation layer 6-6 is located above the level of the lower boundary of the base.

Охлаждающие трубы предварительно заправлены низкокипящей жидкостью, например, аммиаком. На внутренней стенке вертикальной трубы 3 в зоне испарения ниже уровня грунта выполнены карманы 7 для задерживания конденсата/стекающего по внутренней поверхности трубы. Карманы могут быть выполнены кольцевыми, спиралевидными или иметь иную форму. Благодаря этому достигается увеличение поверхности трубы, смоченной теплоносителем, а, следовательно, и повыщение эффективности и надежности работы устройства.The cooling pipes are pre-charged with a low boiling liquid, such as ammonia. On the inner wall of the vertical pipe 3 in the evaporation zone below the soil level, pockets 7 are made for trapping condensate / flowing down the inner surface of the pipe. Pockets can be made circular, spiral or have a different shape. Due to this, an increase in the surface of the pipe moistened with coolant is achieved, and, consequently, an increase in the efficiency and reliability of the device.

С наружной стороны сооружения по его периметру выполнена дополнительная отсыпка 8 для предотвращения поступления воздуха под сооружение из атмосферы.On the outside of the structure along its perimeter an additional dumping 8 was made to prevent air from entering the building from the atmosphere.

Возведение описанного основания осуществляется следующим образом. На естественном многолетнемерзлом грунте выполняют песчаную отсыпку высотой около двух метров, затем в отсыпке проделывают траншеи перпендикулярно к продольной оси будущего основания глубиной 0,8 - 1,5 м на расстоянии 2-3,5 м друг от друга. Периферические траншеи роют так, чтобы заложенные в них трубы находились примерно под стенами сооружения. Затем в траншеи укладывают охлаждающие трубы и закрепляют их с небольшим уклоном (0-10°) перпендикулярно к продольной оси основания. Выравнивают поверхности отсыпки грунта и на нее устанавливают основание сооружения. Снаружи по внешней стороне основания на поверхность отсыпки укладывают слой теплоизоляции 6-а и 6-6 шириной 1 - 1,5 м с целью предотврап1;ения растепления отсыпки грунта 1. Внутри сооружения размеш,ают слой теплоизоляции, которая уменьшает отепление центральной замороженной части фундамента.The construction of the described base is as follows. On natural permafrost soil, sand filling is carried out about two meters high, then trenches are made in the dumping perpendicular to the longitudinal axis of the future foundation with a depth of 0.8 - 1.5 m at a distance of 2-3.5 m from each other. The peripheral trenches are dug so that the pipes laid in them are approximately under the walls of the structure. Then, cooling pipes are laid in the trenches and fixed with a slight slope (0-10 °) perpendicular to the longitudinal axis of the base. The surface of the soil filling is leveled and the foundation of the structure is installed on it. Outside, on the outside of the base, a heat insulation layer 6-a and 6-6 with a width of 1-1.5 m is laid on the surface to prevent the soil from being thawed 1. The inside of the structure is mixed, the heat insulation layer is shed, which reduces the heating of the central frozen part of the foundation .

С внешней стороны основания сооружают дополнительную отсыпку 8 для предотвраш;ения попадания воздуха из атмосферы под сооружение.On the outside of the base, an additional dump 8 is constructed to prevent air from entering the atmosphere under the structure.

При понижении температуры атмосферного воздуха ниже температуры грунта начинается циркуляция газожидкостного потока в системе, сопровождающаяся отбором тепла от грунта, примыкающего к охлаждающим трубам 2. Предлагаемая конструкция труб позволяет обеспечить равномерное охлаждение грунта по всей длине труб не только на ее наклонном, но и на вертикальном участке. В теплый период года слой теплоизоляции 6 препятствует растеплению грунта отсыпки 1.When the temperature of the air drops below the soil temperature, the circulation of the gas-liquid flow in the system begins, accompanied by the removal of heat from the soil adjacent to the cooling pipes 2. The proposed pipe design allows for uniform cooling of the soil along the entire length of the pipes, not only on its inclined, but also on the vertical section . In the warm season, the thermal insulation layer 6 prevents the thawing of the soil dumping 1.

Описываемое охлаждаемое основание для сооружений достаточно просто в обслуживании, надежно в эксплуатации и не требует применения дорогостоящего оборудования.The described cooled base for structures is quite simple to maintain, reliable in operation and does not require the use of expensive equipment.

Использование предлагаемой полезной модели повышает эффективность замораживания грунта и увеличивает срок сохранения грунта в мерзлом состоянии.Using the proposed utility model increases the effectiveness of soil freezing and increases the shelf life of the soil in a frozen state.

Claims (3)

1. Охлаждаемое основание сооружений, содержащее отсыпку грунта с расположенным на нем слоем теплоизоляции и размещенными внутри него охлаждающими трубами с зонами конденсации и испарения, отличающееся тем, что охлаждающие трубы выполнены герметичными и состоящими из двух участков, первый из которых расположен вертикально или отклонен от вертикали не более, чем на 30°, а второй расположен наклонно к горизонту под углом не более 10°, при этом на первом участке трубы на внутренней ее стенке ниже уровня грунта выполнены карманы для задерживания стекающего конденсата.1. The cooled base of the structures, containing a bed of soil with a layer of thermal insulation and cooling pipes placed inside it with condensation and evaporation zones, characterized in that the cooling pipes are sealed and consisting of two sections, the first of which is located vertically or deviated from the vertical no more than 30 °, and the second is inclined to the horizon at an angle of no more than 10 °, while in the first section of the pipe on its inner wall below the ground pockets are made to hold I am flowing down condensate. 2. Охлаждаемое основание сооружений по п.1, отличающееся тем, что теплоизоляция расположена на разных уровнях: с наружной стороны сооружения ниже уровня основания, а внутри сооружения - выше уровня основания.2. The cooled base of structures according to claim 1, characterized in that the thermal insulation is located at different levels: on the outside of the structure below the level of the base, and inside the structure above the level of the base. 3. Охлаждаемое основание сооружений по п.1, отличающееся тем, что с наружной стороны сооружения по его периметру выполнена дополнительная отсыпка.3. The cooled base of structures according to claim 1, characterized in that from the outside of the structure along the perimeter of the additional filling.
Figure 00000001
Figure 00000001
RU2003121851/20U 2003-07-21 2003-07-21 The cooled base of structures RU33955U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003121851/20U RU33955U1 (en) 2003-07-21 2003-07-21 The cooled base of structures

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003121851/20U RU33955U1 (en) 2003-07-21 2003-07-21 The cooled base of structures

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU33955U1 true RU33955U1 (en) 2003-11-20

Family

ID=48287267

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003121851/20U RU33955U1 (en) 2003-07-21 2003-07-21 The cooled base of structures

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU33955U1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2569388C2 (en) * 2010-10-14 2015-11-27 Хитворк Ас Heat exchange device
RU2645193C1 (en) * 2016-12-27 2018-02-16 Александр Иванович Абросимов Plant for cooling the soil and set of products for construction of such plant
RU2799222C1 (en) * 2023-03-24 2023-07-04 Алигюшад Гасан Оглы Керимов Foundation for vertical steel tank

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2569388C2 (en) * 2010-10-14 2015-11-27 Хитворк Ас Heat exchange device
RU2645193C1 (en) * 2016-12-27 2018-02-16 Александр Иванович Абросимов Plant for cooling the soil and set of products for construction of such plant
RU2799222C1 (en) * 2023-03-24 2023-07-04 Алигюшад Гасан Оглы Керимов Foundation for vertical steel tank

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3217791A (en) Means for maintaining perma-frost foundations
US7234314B1 (en) Geothermal heating and cooling system with solar heating
US4024910A (en) Rock channel heat storage
Wagner Review of thermosyphon applications
US3935900A (en) Permafrost structural support with integral heat pipe means
RU33955U1 (en) The cooled base of structures
RU70269U1 (en) ROAD FILL ON PERMANENTLY FROZEN SOILS
US5238053A (en) Method of and system for warming road surface
US4793146A (en) Cold storage structure
RU141110U1 (en) SYSTEM OF TEMPERATURE STABILIZATION OF SOILS OF BASES OF BUILDINGS AND STRUCTURES
RU2621912C2 (en) Method of cooling underground structures in masses of permafrost rocks and device for its implementation
RU155180U1 (en) CONSTRUCTION FOR THERMOSTATING SOILS UNDER BUILDINGS AND CONSTRUCTIONS
RU83779U1 (en) COOLED FACILITY BASE
RU2250302C1 (en) Heated pile
RU51636U1 (en) DEVICE FOR COMPENSATION OF THERMAL INFLUENCE OF THE STRUCTURE FOUNDATION ON THE PERMANENT FROZEN SOIL
RU2470114C2 (en) Thermopile for bridge supports
JP4289849B2 (en) Heat exchange pile
Zarling et al. Design and performance experience of foundations stabilized with thermosyphons
RU2384672C1 (en) Cooled pile support for structures erected on permanently frozen soil
RU2592113C2 (en) Ground dam on permafrost base and method for creation thereof
RU2813272C1 (en) Method for freezing and maintaining stable condition of permafrost soils
RU2818341C1 (en) Method of construction and installation of piles in permafrost zones using heat stabilization couplings
RU7422U1 (en) BRIDGE SUPPORT ON ETERNAL FROZEN
JP2001133049A (en) Rain water tank with heat-exchanger having condensate draining function
RU2792466C1 (en) Independent cooling unit

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20120722