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, оболочку смонтированную вокруг части конденсатора с зазором, нагнетательный и отводящий трубопроводы, компрессорно-конденсаторный агрегат, расположенный над конденсатором и соединенный нагнетательным и отводящим трубопроводами с трубопроводом, выполняющим роль испарителя, расположенным в зазоре между конденсатором и оболочкой, и выполненном в виде трубки эллипсного сечения плотно навитой на конденсатор, причем зазор между трубопроводом и оболочкой заполнен теплоизоляцией [Патент №42546 от 10.12.2004 г.].
Наиболее близким к заявленной полезной модели является 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 от 27.04.2007 г.].
Недостатками известных устройств для аккумуляции холода являются большие эксплутационные затраты, отсутствие возможности регулирования высоты заморозки грунта, а также сложность обслуживания конденсаторной зоны В.
Задачей полезной модели является: снижение эксплуатационных затрат, осуществление возможности регулирования высоты заморозки грунта и обеспечение более удобного обслуживания конденсаторной зоны В.
1
1
2
1
2
в
Данный технический результат достигается тем, что устройство для аккумуляции холода, включающее трубу, выполненную в виде термосваи, 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, содержит термосвую, помещенную в предварительно размещенную в грунте стальную трубу на глубину L (до 50 метров), в испарительной зоне H расположен испаритель, 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, чтобы жидкий хладагент не попал в отверстия С. Зона F между стальной трубой и термосваей в испарительной зоне H на глубине грунта Н заполнена незамерзающей жидкостью для увеличения теплопроводности термосваи. Конденсаторная зона В в предлагаемом устройстве выполнена из отдельных вертикальных труб соединенных коллектором и расположена на расстоянии Н от грунта, причем высота
в
в
Н<1,5 м, т.к. в противном случае Н>1,5 м по правилам эксплуатации требуется изготовление дополнительных площадок для обслуживания оборудования.
Предложенная конструкция устройства для аккумуляции холода изображена на Фиг.1
1
2
1
1
2
в
в
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 (Фиг.2) 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. Конденсаторная зона В в предлагаемом устройстве выполнена из отдельных вертикальных труб 10 соединенных коллектором 11 и расположена на расстоянии Н<1,5 м, т.к. от грунта, в противном случае если Н>1,5 м, по правилам эксплуатации требуется изготовление дополнительных площадок для обслуживания оборудования.
Устройство для аккумуляции холода содержит компрессорно-конденсаторный агрегат 12, состоящий из компрессора 13, конденсатора 14, расположенного на сплошном каркасе 15 и соединенный нагнетательным трубопроводом 16 и отводящим трубопроводом 17 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 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 Н заполняют не замерзающей 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
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 между термосваей 1 и промежуточной трубой 7. 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
2
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 12. За счет циркуляции хладагента в компрессорно-конденсаторном агрегате 12 давление в термосвае 1 понижается. Хладагент из компрессорно-конденсаторного агрегата 12, расположенного на сплошном каркасе 15, поступает в нагнетательный трубопровод 16, 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 17 и возвращаются в компрессорно-конденсаторный агрегат 12, где происходит их сжатие, конденсация, и пройдя нагнетательный трубопровод 16 хладагент дросселируется и возвращается в зону А. Далее цикл повторяется.
в
Предложенное устройство для аккумуляции холода позволяет замораживать грунт на глубине до 50 метров, позволяет упростить монтажно-строительные работы, повысить экономичность, а благодаря тому, что высота конденсаторной зоны В Н<1,5 метра от грунта не требуется изготовление дополнительных площадок для обслуживания оборудования.