RU51636U1

RU51636U1 - DEVICE FOR COMPENSATION OF THERMAL INFLUENCE OF THE STRUCTURE FOUNDATION ON THE PERMANENT FROZEN SOIL

Info

Publication number: RU51636U1
Application number: RU2005128141/22U
Authority: RU
Inventors: Григорий Петрович Васильев; Николай Александрович Тимофеев; Виктор Федорович Горнов; Виталий Александрович Лесков
Original assignee: Оао "Инсолар-Инвест"
Priority date: 2005-09-09
Filing date: 2005-09-09
Publication date: 2006-02-27

Abstract

Предлагаемая полезная модель относится к теплоэнергетике и строительству и может быть использована в системах теплоснабжения зданий и сооружений в зоне вечной мерзлоты. Предлагаемое устройство содержит средство для охлаждения фундамента и примыкающего к нему грунта, выполненное в виде коаксиальных труб, заполненных теплоносителем, при этом коаксиальные трубы образуют горизонтальную систему, представляющую собой горизонтальный теплообменник, расположенный в грунте на глубине сезонного протаивания и экранирующий примыкающий к фундаменту слой грунта от теплового воздействия строения, при этом коаксиальные трубы снабжены приспособлениями для прокачки теплоносителя, а для использования низкопотенциального тепла грунта в системе теплоснабжения строения установлены один и более тепловых насосов.The proposed utility model relates to power engineering and construction and can be used in heat supply systems of buildings and structures in the permafrost zone. The proposed device contains a means for cooling the foundation and adjacent soil, made in the form of coaxial pipes filled with a coolant, while the coaxial pipes form a horizontal system, which is a horizontal heat exchanger located in the ground at a depth of seasonal thawing and shielding the soil layer adjacent to the foundation from thermal effects of the structure, while the coaxial pipes are equipped with devices for pumping the coolant, and for using low potential ceiling elements heat the soil structure in the heating system installed one or more heat pumps.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к теплоэнергетике и строительству и может быть использована в системах теплоснабжения зданий и сооружений в зоне вечной мерзлоты.The proposed utility model relates to power engineering and construction and can be used in heat supply systems of buildings and structures in the permafrost zone.

Известно устройство для замораживания грунта, содержащее последовательно соединенные одна с другой замораживающие колонки с подачей по ним хладагента в направлении от одной колонки к другой, при этом направление подачи хладагента периодически изменяется на противоположное (Хакимов Х.Р. Замораживание грунтов в строительных целях. - М Госстройиздат, 1962, с.126) Недостатком этого устройства является низкая эффективность, обусловленная тем, что при непрерывном прокачивании теплоносителя по трубам грунтовых колонок слои грунта с низкой теплопроводностью вблизи труб изменяют свою температуру быстрее, чем далеко отстоящие слои.A device for freezing soil containing freezing columns connected in series with one another with the supply of refrigerant along them from one column to another, while the direction of supply of the refrigerant periodically changes to the opposite (Khakimov H.R. Freezing soils for construction purposes. - M Gosstroyizdat, 1962, p.126) The disadvantage of this device is its low efficiency, due to the fact that with continuous pumping of the coolant through the pipes of the soil columns, soil layers with low heat rovodnostyu near tubes change its temperature faster than the far-spaced layers.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению являются саморегулирующие охлаждающие устройства для охлаждения и замораживания грунтов под основанием зданий и о сооружений, которые выполняются в виде коаксиальных труб, погруженных в грунт, в простейшем варианте это может быть скважина с опущенной в нее трубой меньшего диаметра (И.Андреев, «Термосваи для северных широт, Строительная газета, 29.03.2004 г., прототип). Однако энергетическая эффективность этого устройства недостаточно высока, поскольку извлекаемое при Closest to the proposed technical solution are self-regulating cooling devices for cooling and freezing soils under the base of buildings and structures, which are made in the form of coaxial pipes immersed in the soil, in the simplest version it can be a well with a pipe of a smaller diameter lowered into it (I. Andreev, “Thermal piles for northern latitudes, Stroitelnaya Gazeta, 03/29/2004, prototype) However, the energy efficiency of this device is not high enough, since the extracted

охлаждении грунта низкопотенциальное тепло не используется для теплоснабжения здания или сооружения.cooling the soil low-grade heat is not used to heat the building or structure.

Предлагаемая полезная модель решает техническую задачу повышения энергетической эффективности устройства для компенсации теплового воздействия фундамента строения на грунт в зоне вечной мерзлоты.The proposed utility model solves the technical problem of increasing the energy efficiency of the device to compensate for the thermal effect of the foundation of the structure on the soil in the permafrost zone.

Поставленная техническая задача решается тем, что устройство для компенсации теплового воздействия фундамента строения на грунт вечной мерзлоты, содержащее средство для охлаждения фундамента и примыкающего к нему грунта, выполнен в виде коаксиальных труб, заполненных теплоносителем и образующих горизонтальную систему коаксиальных труб, образующих горизонтальный теплообменник, 1 экранирующий примыкающий к фундаменту слой грунта от теплового воздействия, расположенный в грунте на глубине сезонного протаивания, при этом коаксиальные трубы снабжены приспособлением для прокачки теплоносителя, а для использования низкопотенциального тепла грунта в системе теплоснабжения строения установлены один или более тепловых насосов.The stated technical problem is solved in that a device for compensating for the thermal effect of a building foundation on permafrost soil, containing means for cooling the foundation and adjacent soil, is made in the form of coaxial pipes filled with a coolant and forming a horizontal system of coaxial pipes forming a horizontal heat exchanger, 1 shielding adjacent to the foundation layer of soil from heat exposure, located in the soil at the depth of seasonal thawing, while coaxial the pipes are equipped with a device for pumping the coolant, and one or more heat pumps are installed to use the low-grade soil heat in the building heat supply system.

Такое выполнение устройства полезной модели позволяет решить поставленную техническую задачу за счет того, что упрощается процесс строительства, так как отпадает необходимость бурения дополнительных скважин для охлаждающих устройств фундамента. Повышение эффективности охлаждения фундамента и грунта обеспечивается равномерным тепловым экранированием вечномерзлого грунтового основания и увеличением площади равномерного температурного поля охлажденного грунта и граничащего с ним фундамента.This embodiment of the utility model device allows us to solve the technical problem due to the fact that the construction process is simplified, since there is no need to drill additional wells for foundation cooling devices. Improving the cooling efficiency of the foundation and soil is ensured by uniform thermal shielding of the permafrost soil base and an increase in the area of the uniform temperature field of the cooled soil and the foundation adjacent to it.

Сущность предлагаемой полезной модели поясняется схемой, показанной на фиг.1The essence of the proposed utility model is illustrated by the circuit shown in figure 1.

Устройство для компенсации теплового воздействия фундамента строения на грунт вечной мерзлоты содержит горизонтальный теплообменник 1, состоящий из горизонтальных коаксиальных труб элемента фундамента 2, трубы 3 для прокачки хладагента и связанный с ними циркуляционный насос 4, тепловой насос 5.A device for compensating for the thermal effect of a building foundation on permafrost soil contains a horizontal heat exchanger 1, consisting of horizontal coaxial pipes of the foundation element 2, pipes 3 for pumping refrigerant and the associated circulation pump 4, heat pump 5.

Это устройство работает следующим образом:This device works as follows:

По поверхностно-горизонтальному теплообменнику 1, расположенному поперек элементов фундамента 2,создающим вместе эффект охлаждения, прокачивается хладагент, поступающий на теплообменный аппарат теплового насоса 5, а тепловой насос 5 преобразует низкопотенциальное тепло в тепло, сбрасываемое потребителю.On the surface-horizontal heat exchanger 1, located across the elements of the foundation 2, which create the cooling effect together, the refrigerant is pumped to the heat exchanger of the heat pump 5, and the heat pump 5 converts low-grade heat into heat discharged to the consumer.

Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом имеет более высокую эффективность и позволяет не только вымораживать грунт, но использовать аккумулируемое тепло для обеспечения потребителя, находящегося в зданиях и сооружениях в зоне вечной мерзлоты.The proposed device in comparison with the prototype has a higher efficiency and allows not only to freeze the soil, but to use the accumulated heat to provide the consumer located in buildings and structures in the permafrost zone.

Claims

A device for compensating for the thermal effect of a building foundation on permafrost soil, containing means for cooling the foundation and adjacent soil, made in the form of coaxial pipes filled with a coolant, characterized in that the coaxial pipes form a horizontal heat exchanger located in the ground at a depth of seasonal thawing and shielding adjacent to the foundation soil layer from the thermal effects of the structure, while the coaxial pipes are equipped with a device for pumping heat of Tell, and for the use of low-grade heat in the ground structure of the heating system installed one or more heat pumps.