WO2019083404A1 - Device for regulating heat transmission - Google Patents
Device for regulating heat transmissionInfo
- Publication number
- WO2019083404A1 WO2019083404A1 PCT/RU2018/000550 RU2018000550W WO2019083404A1 WO 2019083404 A1 WO2019083404 A1 WO 2019083404A1 RU 2018000550 W RU2018000550 W RU 2018000550W WO 2019083404 A1 WO2019083404 A1 WO 2019083404A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- plate
- lower plate
- upper plate
- heat
- coefficient
- Prior art date
Links
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D27/00—Foundations as substructures
- E02D27/32—Foundations for special purposes
- E02D27/35—Foundations formed in frozen ground, e.g. in permafrost soil
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D31/00—Protective arrangements for foundations or foundation structures; Ground foundation measures for protecting the soil or the subsoil water, e.g. preventing or counteracting oil pollution
Abstract
A device for regulating heat transmission relates to construction and concerns the implementation of heat protection measures directed towards regulating a heat flow on the surface of soil, structures and equipment in accordance with the temperature of the environment. The device for regulating heat transmission consists of a lower plate connected to the surface, and an upper plate. The upper plate is tightly pressed against the lower plate. The lower plate and the upper plate are joined to each other and are attached rigidly along two short opposite edges. The lower plate is formed from a material having higher flexural rigidity and a lower coefficient of heat expansion, and the upper plate is formed from a material having lower flexural rigidity and a higher coefficient of heat expansion in relation to the lower plate. The upper plate is coated from the outside with a layer of light-coloured polyfluoroethylene, and the lower plate is fastened to the surface with the aid of fastening elements. The technical result consists in allowing heat transmission to be regulated by the structure of the device on the basis of the temperature of the environment and the difference in the flexural rigidity and coefficient of heat expansion of the upper and lower plates, and in allowing the claimed installation to be transportable.
Description
УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ DEVICE FOR REGULATING HEAT TRANSFER
Область техники Technical field
Предлагаемое изобретение относится к строительству и касается выполнения теплозащитных мероприятий, направленных на регулирование теплового потока на поверхности грунтов, сооружений, оборудования в зависимости от температуры окружающей среды. Предшествующий уровень техники The present invention relates to the construction and relates to the implementation of thermal measures aimed at regulating the heat flux on the surface of soils, structures, equipment, depending on the ambient temperature. Prior art
В настоящее время существуют проблемы охлаждения различных поверхностей, в том числе поверхности грунтов, стен зданий, стенок инженерных сооружений и пр. Как правило, для охлаждения применяются тепловые машины различной конструкции, требующие подведения источника энергии и радиаторов охлаждения. К таким устройствам можно отнести, например, холодильные машины. Такие устройства позволяют охладить поверхности до температур ниже температуры окружающей среды. Также для охлаждения применяются различного рода жидкостные и воздушные системы охлаждения, снабженные радиаторами охлаждения, и циркуляционными насосами, где в качестве хладагента выступает воздух или жидкость. Такие устройства позволяют охлаждать поверхность до температуры не ниже температуры окружающей среды. Еще одной разновидностью охлаждающих машин являются тепловые насосы, работающие на принципе естественной конвекции. К таким можно отнести сезонно-действующие охлаждающие устройства (СОУ), где в качестве хладагента используется аммиак, углекислота (в случае парожидкостных устройств) или керосин и т.п. В данном случае работа устройства аналогична ниппелю для теплового потока, а именно при снижении
температуры окружающей среды ниже температуры охлаждаемого массива грунта осуществляется передача тепла из грунта в окружающую среду за счет чего возникает охлаждение грунта. При повышении температуры окружающей среды выше температуры грунта, циркуляция хладагента в устройстве прекращается, теплопередача прекращается, что препятствует нагреву грунта. Currently, there are problems of cooling various surfaces, including the surface of soils, walls of buildings, walls of engineering structures, etc. As a rule, heat engines of various designs are used for cooling, requiring the application of an energy source and cooling radiators. These devices include, for example, chillers. Such devices allow you to cool the surface to temperatures below ambient temperature. Also, various types of liquid and air cooling systems are used for cooling, equipped with cooling radiators and circulation pumps, where air or liquid acts as a refrigerant. Such devices allow you to cool the surface to a temperature not lower than the ambient temperature. Another type of cooling machines are heat pumps that operate on the principle of natural convection. These include seasonally operating cooling devices (SOU), where ammonia, carbon dioxide (in the case of vapor-liquid devices) or kerosene, etc. are used as the refrigerant. In this case, the operation of the device is similar to the nipple for the heat flow, namely, by reducing ambient temperature below the temperature of the cooled array of soil is the transfer of heat from the soil to the environment due to which there is a cooling of the soil. When the ambient temperature rises above the ground temperature, the refrigerant circulation in the device stops, the heat transfer stops, which prevents the soil from heating.
Для прекращения деградации многолетнемерзлых грунтов широко применяются солнеосадкозащитные навесы профессора В.Г. Кондратьева. Известные навесы предназначены для дополнительного охлаждения массива грунтов, который достигается главным образом за счёт того, что летом под них не проникают осадки и солнечные лучи («Инженерная геология», jVs 4/2015, с.57). To halt the degradation of permafrost soils, sun-shielding canopies of Professor V.G. Kondratieff. Known canopies are intended for additional cooling of the array of soils, which is achieved mainly due to the fact that in the summer under them no precipitations and sun rays penetrate (Engineering Geology, jVs 4/2015, p.57).
Известен солнцеосадкозащитный навес для понижения температуры мерзлых грунтов («Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов» N° 2(22), 2016, с.70) в виде деревянного каркаса из столбов, брусьев и досок, настила из профилированных металлических листов на обрешетке из досок и слое синтетической ткани. A well-known sun shade cover for lowering the temperature of frozen soils (“Science and technology of pipeline transportation of oil and oil products” N ° 2 (22), 2016, p.70) in the form of a wooden frame of pillars, bars and boards, flooring of profiled metal sheets on the crate from boards and a layer of synthetic fabric.
Недостатком известного навеса является отсутствие возможности регулирования суммарного коэффициента теплопередачи через конструкцию в зависимости от температуры окружающей среды, снижение теплового потока от грунта в окружающую среду за счет уменьшения скорости ветра и снегозанесения под экраном, а также отсутствие мобильности данного устройства, поскольку оно выполнено на фундаменте из брусьев и имеет достаточно большие размеры для транспортировки. A disadvantage of the known overhang is the inability to regulate the total heat transfer coefficient through the structure depending on the ambient temperature, reduction of heat flow from the soil to the environment due to a decrease in wind speed and snow application under the screen, as well as the lack of mobility of this device, since it is made on the foundation of bars and has a sufficiently large size for transportation.
Известен солнцеосадкозащитный навес (патент Ν° 2209270, РФ) из преимущественно оцинкованного профилированного настила и морозостойкого теплоизоляционного материала, причем солнцеосадкозащитный навес размещен вокруг опоры в зоне радиусом не меньше глубины сезонного оттаивания грунта и имеет высоту
не меньше максимальной толщины снежного покрова, но не меньше 0,5 м, причем верхняя поверхность навеса окрашены в светоотражающий свет. Недостатком известного устройство является отсутствие возможности регулирования суммарного коэффициента теплопередачи через конструкцию в зависимости от температуры окружающей среды. The sun-shielded canopy (patent Ν ° 2209270, Russian Federation) is known from a predominantly galvanized profiled flooring and frost-resistant insulation material, with the sun-shielding canopy placed around the support in a zone with a radius not less than the depth of seasonal ground thawing and has a height not less than the maximum thickness of the snow cover, but not less than 0.5 m, with the upper surface of the canopy painted in reflecting light. A disadvantage of the known device is the inability to control the total heat transfer coefficient through the structure depending on the ambient temperature.
Данный недостаток обусловлен отсутствием подвижных частей устройства, что приводит к необходимости определения некоторой оптимальной средней высоты экрана. Таким образом, уменьшение высоты установки экрана приводит к риску снегозанесения сооружения и формирования теплоизолирующей воздушной прослойки под экраном, что препятствует охлаждению грунта, а увеличение высоты установки экрана приводит к уменьшению степени затенения грунта. This disadvantage is due to the lack of moving parts of the device, which leads to the need to determine some optimal average height of the screen. Thus, reducing the height of the installation of the screen leads to the risk of snowbreaking structures and the formation of insulating air gap under the screen, which prevents the cooling of the soil, and increasing the height of the installation of the screen leads to a decrease in the degree of shading of the soil.
Известны солнцеосадкозащитные навесы из панелей-сэндвичей на откосах насыпи («Транспорт Российской федерации», J4S6 (25) 2009, с.53-54). There are well-known sunshade protective shelters from sandwich panels on the slopes of the embankment (“Transport of the Russian Federation”, J4S6 (25) 2009, p.53-54).
Однако известное устройство имеет ряд недостатков, таких как отсутствие мобильности, отсутствие подвижных частей, что снижает эффективность охлаждения, поскольку в зимний период препятствует оттоку тепла от грунта из-за воздушной прослойки под экраном и снижением скорости ветра под экраном, а, следовательно, конвективной составляющей теплообмена, а также риск снегозанесения конструкции с образованием воздушного мешка под экраном, что также приводит к снижению эффективности охлаждения. Кроме того, большая высота экрана снижает степень затенения грунта под экраном и увеличивает влияние прямой и рассеянной радиации на грунт основания. However, the known device has several disadvantages, such as lack of mobility, lack of moving parts, which reduces the cooling efficiency, because in the winter period prevents the outflow of heat from the ground due to the air gap under the screen and reduced wind speed under the screen, and, therefore, the convective component heat exchange, as well as the risk of snow-laying of the structure with the formation of an air bag under the screen, which also leads to a decrease in cooling efficiency. In addition, a large screen height reduces the degree of shading of the soil under the screen and increases the effect of direct and diffuse radiation on the base soil.
Так же общим недостатком для всех аналогов и прототипа является невозможность использования известных конструкций навесов при необходимости теплорегулирования сооружений или оборудования, изменение теплопередачи в зависимости от температуры окружающей среды и отсутствие мобильности конструкции.
Раскрытие изобретения Also a common disadvantage for all analogs and prototypes is the impossibility of using known canopy designs when it is necessary to regulate buildings or equipment, a change in heat transfer depending on the ambient temperature and the lack of mobility of the structure. DISCLOSURE OF INVENTION
Технической проблемой заявляемого изобретения является регулирования теплопередачи через новую конструкцию устройства в зависимости от температуры окружающей среды и возможность мобильности заявляемой установки. The technical problem of the claimed invention is the regulation of heat transfer through the new design of the device depending on the ambient temperature and the possibility of mobility of the proposed installation.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является возможность изменения величины теплового потока в зависимости от температуры окружающей среды с той разницей, что изменение величины теплового потока достигается не за счёт конвекции как в СОУ, а за счет линейного теплового расширения отдельных элементов предлагаемой конструкции, что приводит к изменению общего коэффициента теплопередачи через тело конструкции за счет временного образования солнцезащитного экрана, в результате чего достигается понижение температуры грунта, сооружений или оборудования. The technical result of the invention is the ability to change the heat flux depending on the ambient temperature with the difference that the change in the heat flux is achieved not by convection as in the LDS, but by linear thermal expansion of individual elements of the proposed design, which leads to a change in the overall heat transfer coefficient through the body of the structure due to the temporary formation of a sunscreen, which results in a decrease in the temperature of the soil a, structures or equipment.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для регулирования теплопередачи, выполнено в виде нижней пластины, сопряженной с поверхностью, и верхней пластины, плотно прижатой к нижней пластине, пластины совмещены между собой и жестко закреплены по двум коротким противоположным краям, причем нижняя пластина выполнена из материала имеющего большую изгибную жесткость и меньший коэффициент теплового расширения, верхняя пластина выполнена из материала имеющего меньшую изгибную жесткость и больший коэффициент теплового расширения, по отношению к нижней пластине, при этом верхняя пластина покрыта с внешней стороны слоем фторопласта светлых тонов, а нижняя пластина крепится к поверхности при помощи крепежных элементов. This technical result is achieved by the fact that the device for regulating heat transfer is made in the form of a bottom plate mated to the surface and the top plate tightly pressed to the bottom plate, the plates are aligned with each other and rigidly fixed along two short opposite edges, the bottom plate being made of material having greater flexural rigidity and lower coefficient of thermal expansion, the upper plate is made of material having lower flexural rigidity and greater coefficient of thermal of expansion, relative to the bottom plate, the top plate is covered on the outside layer of polytetrafluorethylene light colors, while the lower plate is attached to the surface by means of fixing elements.
Поставленная техническая проблема решается за счет новой конструкции устройства для регулирования теплопередачи. Новая конструкция заявляемого устройства образует солнцезащитный экран только при достижении определенной температуры.
Данный эффект возникает благодаря двум обстоятельствам. Во-первьгх: благодаря тому, что верхняя пластина имеет значительно больший коэффициент линейного теплового расширения, чем нижняя пластина, поэтому возникает разница в удлинении между верхней и нижней пластинами. Во-вторых: благодаря тому, что изгибная жесткость верхней пластины значительно меньше, чем изгибная жесткость нижней пластины, а пластины жестко закреплены между собой на противоположных краях, разница в удлинении компенсируется за счёт изгиба верхней пластины и формирования арки относительно нижней пластины. Таким образом, сформированная арка создает затенение нижней пластины и уменьшает нагрев за счёт солнечной радиации, а также создает воздушную прослойку между верхней и нижней пластинами, что уменьшает кондуктивную теплопередачу между верхней нагретой пластиной и нижней пластиной, а также небольшая высота арки уменьшает скорость ветра между верхней и нижней пластинами, что уменьшает конвективную теплопередачу от воздуха к нижней пластине. При этом суммарный общий коэффициент теплопередачи всей конструкции уменьшается. С другой стороны, при снижении температуры ниже определенной, высота арки уменьшается до нуля за счет разницы коэффициентов линейного теплового расширения между верхней пластиной и нижней пластиной. При этом обеспечивается надежный тепловой контакт между верхней пластиной и нижней пластиной по всей площади, что, благодаря высокому коэффициенту теплопроводности материала пластин, приводит к повышению кондуктивной теплопередачи за счёт уменьшения воздушной прослойки между верхней пластиной и нижней. При этом суммарный общий коэффициент теплопередачи всей конструкции увеличивается. Кроме того, выполненный внешний слой верхней пластины из фторопласта светлых тонов позволяет снизить степень занесения конструкции снегом, листьями или мусором, препятствующим осуществлению
теплообмена на верхней поверхности, а светлые тона слоя фторопласта уменьшают степень нагрева за счёт радиации. The stated technical problem is solved by a new design of the device for regulating heat transfer. The new design of the proposed device forms a sunscreen only when it reaches a certain temperature. This effect arises due to two circumstances. Firstly: due to the fact that the upper plate has a significantly greater coefficient of linear thermal expansion than the lower plate, therefore there is a difference in elongation between the upper and lower plates. Secondly: due to the fact that the bending stiffness of the upper plate is much smaller than the bending stiffness of the lower plate, and the plates are rigidly fixed to each other at opposite edges, the difference in elongation is compensated for by bending the upper plate and forming the arch relative to the lower plate. Thus, the formed arch creates shading of the lower plate and reduces heat due to solar radiation, and also creates an air gap between the upper and lower plates, which reduces the conductive heat transfer between the upper heated plate and the lower plate, and the small height of the arch reduces the wind speed between the upper and lower plates, which reduces convective heat transfer from the air to the lower plate. In this case, the total total heat transfer coefficient of the entire structure is reduced. On the other hand, when the temperature drops below a certain level, the height of the arch decreases to zero due to the difference in the coefficients of linear thermal expansion between the upper plate and the lower plate. This ensures reliable thermal contact between the upper plate and the lower plate over the entire area, which, due to the high thermal conductivity coefficient of the material of the plates, leads to an increase in conductive heat transfer due to a decrease in the air gap between the upper plate and the lower one. In this case, the total total heat transfer coefficient of the whole structure increases. In addition, the outer layer of the upper plate made of a fluoroplastic of light colors makes it possible to reduce the degree to which the structure is covered with snow, leaves or debris that impede the implementation heat exchange on the upper surface, and light tones of the fluoroplastic layer reduce the degree of heating due to radiation.
Под определенной (заданной) температурой подразумевается температура, при которой начинает формироваться арка между верхней и нижней пластинами. By a certain (specified) temperature is meant the temperature at which an arch begins to form between the upper and lower plates.
Краткое описание чертежей Brief Description of the Drawings
Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 схематично изображено устройство для регулирования теплопередачи через поверхность при температуре равной заданной или ниже. На фиг. 2 схематично изображено устройство для регулирования теплопередачи через поверхность при температуре выше заданной. The invention is illustrated by drawings. FIG. 1 schematically shows a device for regulating heat transfer through a surface at a temperature equal to or below a predetermined temperature. FIG. 2 schematically shows a device for controlling heat transfer through a surface at a temperature higher than a predetermined one.
Вариант осуществления изобретения An embodiment of the invention
Устройство для регулирования теплопередачи состоит из нижней пластины 1, сопряженной с поверхностью и верхней пластины 2. Верхняя пластина 2 плотно прижата к нижней пластине 1. Нижняя пластина 1 и верхняя пластина 2 совмещены между собой и жестко закреплены по двум коротким противоположным краям. Нижняя пластина 1 выполнена из материала имеющего большую изгибную жесткость и меньший коэффициент теплового расширения, верхняя пластина 2 выполнена из материала имеющего меньшую изгибную жесткость и больший коэффициент теплового расширения, по отношению к нижней пластине 1. Верхняя пластина 2 покрыта с внешней стороны слоем фторопласта светлых тонов 3, а нижнюю пластину 1 крепят к поверхности при помощи крепежных элементов 4. A device for regulating heat transfer consists of a bottom plate 1 mating with the surface and an upper plate 2. The upper plate 2 is tightly pressed to the lower plate 1. The lower plate 1 and the upper plate 2 are aligned with each other and rigidly fixed at two short opposite edges. The bottom plate 1 is made of a material having a greater bending stiffness and a lower coefficient of thermal expansion, the top plate 2 is made of a material having a lower bending stiffness and a greater coefficient of thermal expansion, relative to the bottom plate 1. The top plate 2 is covered on the outside with a layer of bright colors 3, and the bottom plate 1 is attached to the surface with fasteners 4.
Устройство для регулирования теплопередачи изготавливают следующим образом, нижнюю пластину 1 и верхнюю пластину 2 получают путем нарезки одинаковых прямоугольных листов необходимого размера. Причем нижнюю пластину 1 вырезают из
материала имеющего большую изгибную жесткость и меньший коэффициент теплового расширения, а верхнюю пластину 2 вырезают из материала имеющего меньшую изгибную жесткость и больший коэффициент теплового расширения, по отношению к нижней пластине 1. После этого верхнюю пластину 2 покрывают с внешней стороны слоем фторопласта светлых тонов 3. Сформированные нижнюю пластину 1 и верхнюю пластину 2 устанавливают последовательно одна на другую таким образом, что бы они были параллельно друг другу. После укладки их плотно прижимают друг к другу без воздушного зазора, и закрепляют жестко по двум коротким противоположным краям. Впоследствии арка будет формироваться при определенных температурах. A device for regulating heat transfer is made as follows, the bottom plate 1 and the top plate 2 are produced by cutting the same rectangular sheets of the required size. Moreover, the bottom plate 1 is cut out of material with greater bending stiffness and lower coefficient of thermal expansion, and the top plate 2 is cut out of material having less flexural rigidity and greater coefficient of thermal expansion, relative to the bottom plate 1. After that, the top plate 2 is covered on the outside with a layer of bright colors PTFE 3. The formed bottom plate 1 and the top plate 2 are placed in series one on another in such a way that they are parallel to each other. After laying them tightly pressed to each other without an air gap, and firmly fixed on two short opposite edges. Subsequently, the arch will be formed at certain temperatures.
Готовое устройство для регулирования теплопередачи устанавливают на исходную поверхность, например грунта, сооружения или оборудования, при этом нижнюю пластину 1 крепят к поверхности при помощи крепежных элементов 4. The finished device for regulating heat transfer is installed on the original surface, for example, soil, structures or equipment, while the bottom plate 1 is attached to the surface with fasteners 4.
Полученное устройство для регулирования теплопередачи представляет собой единую конструкцию с высокими показателями теплопередачи при температурах, ниже заданной и низкими показателями теплопередачи при температурах вьппе заданных, а также имеет возможность мобильности за счет использования крепежных элементов вместо фундаментов и малых габаритов устройства. The resulting device for controlling heat transfer is a single design with high heat transfer rates at temperatures below the set and low heat transfer rates at specified temperatures, and also has the ability to mobility through the use of fasteners instead of foundations and small dimensions of the device.
Промышленная применимость Industrial Applicability
Пример реализации заявляемого изобретения. An example implementation of the claimed invention.
Для понижения температуры, например, грунтов насыпи железнодорожного полотна изготавливаются пластины размерами 100 см длиной и 20 см. шириной. Нижняя пластина вырезается, например, из керамогранита толщиной 5 мм, верхняя, например, из полиэтилена толщиной 5 мм. Сверху на пластину из полиэтилена прикрепляют лист фторопласта толщиной 1 мм длиной 100 см и шириной 20 см. таким образом, что лист
фторопласта закрывает собой пластину из полиэтилена полностью. Верхнюю пластину из полиэтилена с фторопластовым слоем совмещает с нижней пластиной из керамогранита и жестко закрепляют вдоль коротких противоположных сторон в 20 см сверху с помощью болтов длиной 10 см через сквозные отверстия в пластинах, а снизу затягивают гайками через гровер-шайбы. Таким образом, болт на 40 см выступает ниже пластины из керамогранита. Впоследствии он играет роль крепежа к грунту или к иной поверхности и укорачивается при необходимости. Засверливание сквозных отверстий и закрепление пластин между собой с помощью болтов осуществляют при температуре пластин в 0°. Готовую конструкцию втыкают выступающими частями болтов в откос насыпи железнодорожного полотна, либо другой поверхности. При нагреве верхней пластины выше нуля градусов за счет воздуха, солнечной радиации или любых иных природных или техногенных факторов, верхняя полиэтиленовая пластина увеличивается в длине относительно нижней пластины из керамогранита и поскольку жестко закреплена с последней, выгибается вверх, образуя арку тем самым создавая солнцезащитный экран. Таким образом, теплопередача от верхней пластины к нижней уменьшается, за счёт отсутствия непосредственного контакта между пластинами, а также за счёт возникновения прослойки воздуха между пластинами, которая является теплоизолятором, а также за счет уменьшения солнечной радиации благодаря созданному изгибом верхней пластины солнцезащитному экрану. При этом тепловой поток от атмосферы к поверхности грунта уменьшается. Материалы и размеры пластин подбираются таким образом, что толщина воздушного зазора при формировании арки не позволяет осуществлять эффективный обдув верхней поверхности нижней пластины за счет высокого аэродинамического сопротивления сечения конструкции. При этом свободные торцы позволяют подниматься перегретому воздуху из-под верхней пластины с небольшой скоростью, замещая его более холодными слоями. Материалы и размеры пластин подбираются таким образом, что
высота арки небольшая (до 10 см.), что позволяет эффективно снизить воздействие прямой и рассеянной солнечной радиации на верхнюю часть нижней пластины, которая сопряжена с грунтом, а, следовательно уменьшить нагрев грунта. Слой из фторопласта в данном случае играет роль отражателя для увеличения альбедо поверхности панели и уменьшения влияния солнечной радиации на нагрев верхней пластины. При остывании верхней пластины до температуры 0° и ниже за счет температуры окружающего воздуха или иных факторов, верхняя полиэтиленовая пластина уменьшается в длине до длины нижней пластины из керамогранита и поскольку жестко закреплена с последней, то плотно прижимается к ней, образуя надежный тепловой контакт между верхней и нижней пластинами. Таким образом, теплопередача от нижней пластины к верхней увеличивается, поскольку исчезает воздушная прослойка между пластинами и возникает надежный тепловой контакт. При этом тепловой поток от грунта в атмосферу увеличивается. Поскольку солнцезащитный экран исчезает за счет исчезновения арки из верхней пластины, то исключается формирование воздушного мешка между пластинами при снегозанесении. Слой из фторопласта в данном случае играет роль поверхности с низким коэффициентом трения скольжения, что снижает снегозанесение панели особенно при её наклонном монтаже на откосе насыпи и как следствие обеспечивает более высокую степень охлаждения грунта за счет уменьшения теплового сопротивления из-за уменьшения слоя снега на поверхности, его более позднего формирования и его более раннего схода в весенний период. Данная конструкция мобильна и может быть перенесена в любой момент на другой участок или на другую поверхность.
To lower the temperature, for example, the soils of the railway bed mound, plates are made with dimensions of 100 cm long and 20 cm wide. The bottom plate is cut, for example, from porcelain stoneware 5 mm thick, the top one, for example, from polyethylene 5 mm thick. A sheet of fluoroplastic 1 mm thick, 100 cm long and 20 cm wide, is attached to a polyethylene plate on top of it. PTFE covers the plate of polyethylene completely. The top plate of polyethylene with a fluoroplastic layer combines with the bottom plate of porcelain stoneware and is rigidly fixed along short opposite sides of 20 cm from the top with bolts 10 cm long through through holes in the plates, and from the bottom they are tightened with nuts through grover-washers. Thus, a bolt of 40 cm protrudes below the porcelain stoneware plate. Subsequently, it plays the role of fasteners to the ground or to a different surface and is shortened if necessary. Drilling through holes and fixing the plates to each other with bolts is carried out at a plate temperature of 0 °. The finished design stuck protruding parts of the bolts in the slope of the embankment of the railway or other surface. When the upper plate is heated above zero degrees due to air, solar radiation, or any other natural or man-made factors, the upper plastic plate increases in length relative to the lower plate of porcelain stoneware and, being rigidly fixed with the latter, bends upwards, forming an arch thereby creating a sunscreen. Thus, the heat transfer from the top plate to the bottom decreases due to the lack of direct contact between the plates, as well as due to the appearance of an air gap between the plates, which is a heat insulator, and also due to a decrease in solar radiation due to the sunscreen created by bending the top plate. In this case, the heat flux from the atmosphere to the soil surface decreases. The materials and the dimensions of the plates are selected in such a way that the thickness of the air gap during the formation of the arch does not allow for the effective blowing of the upper surface of the lower plate due to the high aerodynamic resistance of the cross section of the structure. At the same time, the free ends allow superheated air to rise from under the top plate at a low speed, replacing it with colder layers. Materials and plate sizes are selected in such a way that The height of the arch is small (up to 10 cm), which makes it possible to effectively reduce the effect of direct and diffuse solar radiation on the upper part of the lower plate, which is associated with the ground, and, consequently, reduce the heating of the ground. In this case, the fluoroplastic layer plays the role of a reflector to increase the albedo of the panel surface and reduce the influence of solar radiation on the heating of the upper plate. When cooling the upper plate to a temperature of 0 ° and below due to ambient air temperature or other factors, the upper plastic plate decreases in length to the length of the lower plate of porcelain stoneware and since it is rigidly fixed with the latter, it is tightly pressed to it, forming a reliable thermal contact between the upper and bottom plates. Thus, the heat transfer from the bottom plate to the top increases, since the air gap between the plates disappears and reliable thermal contact occurs. In this case, the heat flux from the soil to the atmosphere increases. Since the sunscreen disappears due to the disappearance of the arch from the upper plate, the formation of an air bag between the plates during snow-freeing is excluded. In this case, the fluoroplastic layer plays the role of a surface with a low coefficient of sliding friction, which reduces the snowing of the panel, especially when it is slant mounted on the slope of the embankment and, as a result, provides a higher degree of cooling of the soil due to a decrease in thermal resistance due to the reduction of snow on the surface its later formation and its earlier gathering in the spring. This design is mobile and can be transferred at any time to another area or to another surface.
Claims
Формула изобретения Claim
Устройство для регулирования теплопередачи, выполнено в виде нижней пластины, сопряженной с поверхностью, и верхней пластины, плотно прижатой к нижней пластине, пластины совмещены между собой и жестко закреплены по двум коротким противоположным краям, причем нижняя пластина выполнена из материала имеющего большую изгибную жесткость и меньший коэффициент теплового расширения, верхняя пластина выполнена из материала имеющего меньшую изгибную жесткость и больший коэффициент теплового расширения, по отношению к нижней пластине, при этом верхняя пластина покрыта с внешней стороны слоем фторопласта светлых тонов, а нижняя пластина крепится к поверхности при помощи крепежных элементов.
A device for regulating heat transfer, made in the form of a lower plate mated to the surface, and an upper plate tightly pressed to the lower plate, the plates are aligned with each other and rigidly fixed along two short opposite edges, with the lower plate made of a material having greater flexural rigidity and smaller coefficient of thermal expansion, the upper plate is made of a material having a lower flexural rigidity and a greater coefficient of thermal expansion, with respect to the lower plate, while the upper plate is covered from the outside with a layer of fluoroplast of bright colors, and the lower plate is attached to the surface with fasteners.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017137439 | 2017-10-25 | ||
| RU2017137439 | 2017-10-25 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2019083404A1 true WO2019083404A1 (en) | 2019-05-02 |
Family
ID=66247952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2018/000550 WO2019083404A1 (en) | 2017-10-25 | 2018-08-21 | Device for regulating heat transmission |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2019083404A1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2209270C1 (en) * | 2002-12-19 | 2003-07-27 | Кондратьев Валентин Георгиевич | Support of contact network erected on swelling soils |
| CN102535526A (en) * | 2010-12-21 | 2012-07-04 | 淄博高新区联创科技服务中心 | Method for preventing and controlling freeze injury of building foundation of north village house |
| CN204551146U (en) * | 2015-03-23 | 2015-08-12 | 青岛科而泰环境控制技术有限公司 | Floating plate cushion blocking |
-
2018
- 2018-08-21 WO PCT/RU2018/000550 patent/WO2019083404A1/en active Application Filing
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2209270C1 (en) * | 2002-12-19 | 2003-07-27 | Кондратьев Валентин Георгиевич | Support of contact network erected on swelling soils |
| CN102535526A (en) * | 2010-12-21 | 2012-07-04 | 淄博高新区联创科技服务中心 | Method for preventing and controlling freeze injury of building foundation of north village house |
| CN204551146U (en) * | 2015-03-23 | 2015-08-12 | 青岛科而泰环境控制技术有限公司 | Floating plate cushion blocking |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Nahar et al. | Performance of different passive techniques for cooling of buildings in arid regions | |
| US8689490B2 (en) | Reflective energy management system | |
| US3450192A (en) | Process and apparatus for modulating the temperature within enclosures | |
| US9476166B2 (en) | System for regulating temperature and moisture on a field | |
| US20140299120A1 (en) | Solar Heat Collection and Storage System | |
| EP2140210B1 (en) | An energy transmitting panel for invisible incorporation into a building and a cassette comprising such panel | |
| EP2796808A2 (en) | Radiation energy collector and lamellae and lamella assembly for the same | |
| EP2342968B1 (en) | Solar greenhouse with energy recovery system | |
| Inusa et al. | Application of passive cooling techniques in residential buildings: A case study of Northern Nigeria | |
| RU179729U1 (en) | DEVICE FOR REGULATING HEAT TRANSFER | |
| EP1942720B1 (en) | Solar radiator | |
| WO2019083404A1 (en) | Device for regulating heat transmission | |
| RU2694663C1 (en) | Device for natural accumulation of cold in soil mass | |
| JP2020080816A (en) | greenhouse | |
| US20150017907A1 (en) | Cooling roof construction | |
| US6827081B2 (en) | Process and apparatus for modulating temperatures in thermal storage | |
| RU2779706C1 (en) | Soil thermal stabilization method due to year-round regulation of heat transfer | |
| Argiriou | Passive cooling of buildings | |
| RU2748086C1 (en) | Method of thermal stabilization of permafrost soils | |
| JP4460254B2 (en) | Under-floor thermostatic storage system in an insulated foundation building. | |
| Santra et al. | NEW INDIA PUBLISHING AGENCY | |
| Turcanu et al. | The impact of underfloor heating in a historical church: a case study | |
| Teixeira et al. | Study of evaporative cooling roofing in sub-tropical climate | |
| Bassindowa et al. | An experimental investigation on night radiative cooling | |
| Karwa | Energy Efficient Comfortable Buildings: Some Critical Design Issues |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 18870086 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 18870086 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |