УСТРОЙСТВО ДЛЯ АККУМУЛЯЦИИ ХОЛОДА

Полезная модель относится к области холодильной техники и касается замораживания грунта, используемого для создания ледопородных ограждений.
Известно устройство для аккумуляции холода, включающее обсадную трубу, заполненную хладагентом и состоящую из испарителя, погруженного в грунт, конденсатора, состоящего из конденсаторных зон А и В, нагнетательный и отводящий трубопроводы, компрессорно конденсаторный агрегат, расположенный над конденсатором и соединенный нагнетательным и отводящим трубопроводами с трубопроводом, выполняющим роль испарителя, выполненном в виде трубки эллипсного сечения плотно навитой на конденсатор, расположенным в зоне А, а сама обсадная труба, выполнена в виде стальной трубы, вмонтированной в железобетонную сваю [Патент №62617 опубликовано: 27.04.2007 г.].
1
1
2
1
2
В
В
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является устройство для аккумуляции холода, включающее трубу, заполненную хладагентом и состоящую из испарителя, конденсатора, состоящего из конденсаторных зон А и В, компрессорно-конденсаторный агрегат, соединенный нагнетательным и отводящим трубопроводами с трубопроводом, выполняющим роль испарителя, выполненным в виде трубки эллипсного сечения, плотно навитой на конденсатор, и расположенным в зоне А, отличающееся тем, что труба выполнена в виде термосваи и помещена в предварительно размещенную в грунте стальную трубу на глубину L, в испарительной зоне H которой расположен испаритель, заполненный хладагентом, который через промежуточную трубу соединен с воронкой, выполненной с трапециевидными отверстиями с размерами R, R, m, h, r и бортиком f, причем бортик f направлен в сторону движения пара для сбора испаряющихся паров и поступления их в зоны конденсации А или В, зона F между стальной трубой и термосваей в испарительной зоне H на глубине грунта Н заполнена незамерзающей жидкостью для увеличения теплопроводности термосваи, кроме того, конденсаторная зона В выполнена из отдельных вертикальных труб, соединенных коллектором, и расположена на расстоянии Н от грунта таким образом, чтобы Н<1,5 м. [Патент №77617 опубликовано: 27.10.2008 г.].
Недостатками известных устройств для аккумуляции холода являются большие теплопотери.
Задачей полезной модели является: снижение теплопотерь.
1
1
2
1
2
В
В
Данный технический результат достигается тем, что устройство для аккумуляции холода, включающее трубу, заполненную хладагентом и состоящую из испарителя, конденсатора, состоящего из конденсаторных зон А и В, компрессорно-конденсаторный агрегат, соединенный нагнетательным и отводящим трубопроводами с трубопроводом, выполняющим роль испарителя, выполненным в виде трубки эллипсного сечения, плотно навитой на конденсатор, и расположенным в зоне А, причем труба выполнена в виде термосваи и помещена в предварительно размещенную в грунте стальную трубу на глубину L, в испарительной зоне H которой расположен испаритель, заполненный хладагентом, который через промежуточную трубу соединен с воронкой, выполненной с трапециевидными отверстиями с размерами R, R, m, h, r и бортиком f, причем бортик f направлен в сторону движения пара для сбора испаряющихся паров и поступления их в зоны конденсации А или В, зона F между стальной трубой и термосваей в испарительной зоне H на глубине грунта Н заполнена незамерзающей жидкостью для увеличения теплопроводности термосваи, кроме того, конденсаторная зона В выполнена из отдельных вертикальных труб, соединенных коллектором, и расположена на расстоянии Н от грунта таким образом, чтобы Н<1,5 м., согласно заявляемому техническому решению, устройство дополнительно содержит две теплоизоляционные трубы, установленные внутри термосваи, соосно последней, одна из которых через слой теплоизоляции примыкает к внутренней стенке термосваи, а другая, также через слой теплоизоляции, примыкает к внешней стенке промежуточной трубы, причем между внутренним диаметром первой из названных теплоизоляционных труб и внешним диаметром второй имеется зазор для прохождения паров хладагента.
Предложенная конструкция устройства для аккумуляции холода иллюстрируется чертежом, где изображено заявленное устройство: фиг.1 - продольный разрез, фиг.2 - разрез по А-А.
1
2
1
1
2
Устройство для аккумуляции холода включает трубу, выполненную в виде термосваи 1, состоящую из испарителя 2, заполненного хладагентом, конденсатора 3, состоящего из конденсаторных зон А и В, вокруг конденсаторной зоны А расположен трубопровод 4, выполняющий роль испарителя и выполненный в виде трубки эллипсного сечения плотно навитой на термосваю 1, вокруг трубопровода 4 смонтирована оболочка с теплоизоляцией 5 для уменьшения теплопритоков от грунта к зоне А. Термосвая 1 помещается в размещенную в грунте стальную трубу 6 на глубину L (до 50 метров), содержит испаритель 2, который через промежуточную трубу 7 соединен с воронкой 8, кроме того зона F между стальной трубой 6 и термосваей 1 в испарительной зоне H заполнена незамерзающей жидкостью 9 на глубине Н для увеличения теплопроводности испарительной зоны термосваи. Воронка 8 расположена на расстоянии L от конденсаторной зоны А и выполнена с трапециевидными отверстиями С размерами R, R, m, h, r и бортиком f таким образом, чтобы бортик f был направлен в сторону движения пара для сбора испаряющихся паров и поступления их в зоны конденсации А или В и во избежание попадания хладагента в отверстия С. В пространстве между термосваей 1 и промежуточной трубой 7, с тыльной стороны воронки 8 до верхней границы испарителя 2, расположены две теплоизоляционные трубы 10 и 11. Они установлены соосно термосвае 1 и имеют свободное пространство между внешней поверхностью теплоизоляционной трубы 11 и внутренней поверхностью теплоизоляционной трубы 10, так чтобы пары хладагента испаряясь проходили в этом свободном пространстве. Конденсаторная зона В в предлагаемом устройстве выполнена из отдельных вертикальных труб 12, соединенных коллектором 13, и расположена на расстоянии Нв<1,5 м, т.к. от грунта, в противном случае, если Нв<1,5 м., по правилам эксплуатации требуется изготовление дополнительных площадок для обслуживания оборудования.
Устройство для аккумуляции холода содержит компрессорно-конденсаторный агрегат 14, состоящий из компрессора 15, конденсатора 16, расположенного на сплошном каркасе 17 и соединенный нагнетательным трубопроводом 18 и отводящим трубопроводом 19 при помощи терморегулирующего вентиля и гермомуфт с трубопроводом 4.
Сборка и работа устройства осуществляется следующим образом.
1
1
1
2
Стальную трубу 6 помещают в грунт на глубину L до 50 метров. В нее помещают трубу 1 (термосваю) в испарительной зоне H которой расположен испаритель 2, заполненный хладагентом, который через промежуточную трубу 7 соединен с воронкой 8, расположенной на расстоянии L от конденсаторной зоны А. В пространстве между термосваей 1 и промежуточной трубой 7, с нижней границы конденсаторной зоны А до верхней границы испарителя, расположены две теплоизоляционные трубы. В зоне А термосваи 1 размещают трубопровод 4 с теплоизоляцией 5 для уменьшения теплопритоков от грунта в зону А. Зону F в испарительной зоне H между стальной трубой 6 и термосваей 1 на глубине H заполняют незамерзающей жидкостью 9 для увеличения теплопроводности термосваи.
С наступлением периода, когда среднесуточная температура наружного воздуха становится ниже 0°С, происходит охлаждение и замораживание грунта за счет циркуляции хладагента между испарителем 2 и конденсатором 3. Циркуляция происходит следующим образом.
1
1
2
На жидкий хладагент, находящийся в испарительной зоне H которую можно изменять путем заполнения или отбора хладагента, воздействует температура грунта, при этом между наружной поверхностью испарителя 2 и внутренней поверхностью термосваи 1 начинает испаряться жидкий хладагент, пары которого движутся вверх в пространстве между стенками теплоизоляционных труб 10 и 11, благодаря которым снижаются теплопотери между сконденсированным хладагентом, стекающим впоследствии через промежуточную трубу 7 и паром в пространстве между теплоизоляционными трубами 10 и 11. Подойдя к воронке 8 пары проходят через отверстия С и поступают в зону конденсации А или В и, в зависимости от температуры воздуха окружающей среды, конденсируются. Жидкий хладагент по стенкам термосваи 1 стекает к воронке 8, и поступает через промежуточную трубу 7 в зону H испарителя 2 термосваи 1, где в зоне F, заполненной незамерзающей жидкостью на глубине Н, происходит передача теплоты от грунта к кипящему хладагенту.
С наступлением периода, когда среднесуточная температура наружного воздуха становится выше 0°С, в термосвае 1 происходит повышение давления и циркуляция хладагента прекращается. Включается компрессорно-конденсаторный агрегат 14. За счет циркуляции хладагента в компрессорно-конденсаторном агрегате 14 давление в термосвае 1 понижается. Хладагент из компрессорно-конденсаторного агрегата 14, расположенного на сплошном каркасе 17, поступает в нагнетательный трубопровод 18, а затем дросселируется в трубопровод 4, выполненный в виде трубки эллипсного сечения плотно навитой на конденсаторную зону А термосваи 1, где посредством теплообмена происходит конденсация хладагента находящегося в конденсаторе в зоне А. Далее пары хладагента из трубопровода 4 поступают в отводящий трубопровод 19 и возвращаются в компрессорно-конденсаторный агрегат 14, где происходит их сжатие, конденсация, и пройдя нагнетательный трубопровод 18 хладагент дросселируется и возвращается в зону А. Далее цикл повторяется.
Предложенное устройство для аккумуляции холода позволяет снизить теплопотери, что позволяет, в свою очередь, повысить КПД устройства.