способ аккумуляции холода в грунте

Формула изобретения

СПОСОБ АККУМУЛЯЦИИ ХОЛОДА В ГРУНТЕ, включающий активное и пассивное замораживание грунта путем циркуляции хладагента в заглубленных в грунт колонках с осуществлением при активном замораживании принудительной циркуляции в двухтрубных колонках, замораживающие и питающие трубы которых предварительно соединяют соответственно с коллектором и распределителем, а коллектор подключают к насосу и охлаждающему устройству, отличающийся тем, что пассивное замораживание осуществляют путем естественной циркуляции хладагента в однотрубных колонках, которые преобразуют из двухтрубных колонок посредством извлечения из них питающих труб и наращивания замораживающих труб трубами того же диаметра, после чего однотрубные колонки заполняют хладагентом и плотно закрывают крышками, при этом в качестве охлаждающего устройства при активном замораживании используют калорифер с вентилятором.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству в Северных районах и предназначено для создания монолитных мерзлых оснований в фундаментах инженерных сооружений, образования противофильтрационных ледопородных завес в плотинах из насыпных грунтов, создания плавучих ледяных платформ на шельфе северных морей и для других целей.

Известен способ замораживания грунтов, включающий заглубление в нем колонок, питающая трубка каждой из которых соединена с распределителем, а замораживающая с коллектором, подсоединение к подводящему трубопроводу, оснащенному наружной теплоизоляцией, и соединение распределителя с источником сжиженного газа [1]

Известен способ аккумулирования холода в грунте, включающий частичное заглубление в грунт вертикальных труб, заполнение их двухфазным теплоносителем, подключение к верхним торцам вертикальных труб компрессора [2]

Наиболее близким к предлагаемому является способ аккумулирования холода в грунте, включающий размещение в грунте двухтрубных колонок, соединение замораживающих и питающих труб которых соответственно с коллектором и распределителем, подключение коллектора к компрессору и холодильной установке (охлаждающему устройству), затем заполнение всей системы хладагентом [3]

Недостаток этого способа в том, что используется только активное замораживание грунта с применением холодильных установок, которое эффективно только в первые сезоны замораживания. В последующие сезоны эффективность работы жидкостной замораживающей системы резко снижается, так как восстановление температуры грунта после коротких летних периодов занимает незначительное время, что ведет к простоям дорогостоящего оборудования.

Предлагаемый способ включает последовательное активное и пассивное замораживание грунта и состоит из следующих операций. При активном замораживании: размещение в грунте двухтрубных коаксиальных колонок; соединение замораживающих и питающих труб соответственно с коллектором и распределителем; подключение для вынужденной циркуляции хладагента коллектора к калориферу (радиатору) с вентилятором и насоса нагнетающего хладагент из калорифера в распределитель; заполнение всей жидкостной замораживающей системы хладагентом, например керосином. При пассивном замораживании: извлечение из двухтрубных коаксиальных колонок питающих труб; наращивание замораживающих труб трубами того же диаметра для естественной циркуляции хладагента; заполнение однотрубных колонок хладагентом и плотное закрытие их крышками.

Процесс аккумулирования холода в грунте происходит следующим образом.

С появлением отрицательных температур воздуха начинается циркуляции хладагента по жидкостной замораживающей системе насосом и включается вентилятор, в результате чего начинается аккумулирование холода в грунте. При наступлении весны выключаются насос и вентилятор и прекращается аккумулирование холода в грунте. В летний период происходит повышение температуры замороженного грунта, однако к началу следующей зимы его температура будет ниже начальной (естественной) температуры, поскольку в Северных районах длительность летнего периода значительно меньше зимнего.

После интенсивной аккумуляции холода за 1-2 сезона работы жидкостной замораживающей системы внутренние трубы в колонках вынимаются и к заглубленным внешним трубам присоединяются сверху трубы того же диаметра с плотно закрывающими крышками, через которые доливается хладагент. Демонтируются коллектор, калорифер с вентилятором и распределитель с насосом.

Переделанные таким образом составные трубы аккумулируют холод в грунте в холодные периоды года по принципу естественной конвекции, восполняя в грунте утерянный холод летом.

Использование описываемого способа аккумуляции холода в грунте позволяет значительно снизить металлоемкость и трудовые затраты, увеличить энергосбережение и одновременно упростить производство работ.