ТЕРМОСИФОН ДЛЯ ЗАМОРАЖИВАНИЯ ВОДЫ С ТЕРМОНАСАДКОЙ
THERMAL SIPHON WITH THERMAL ADAPTER FOR WATER FREEZING

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к устройствам для интенсивного перекачивания теплоты от тел с более высокой к телам с более низкой температурой без затрат каких-либо видов энергии (электрической, механической и т.д.).
Известно устройство (Теплоперенос в вертикальном парожидкостном термосифоне // Новосибирск: Научный журнал «Криосфера земли» №3, т. ХIII, 2009 г., с. 54-58), состоящее из испарителя, конденсатора и ребер конденсатора, используемое в зимний период времени года в районах вечной мерзлоты для промораживания грунтов до более низких температур, выбранное в качестве прототипа.
Недостатком данного устройства является малая площадь испарения хладоагента из-за невозможности использования термонасадки, так как он используется на твердых грунтах, вследствие чего имеют малую холодопроизводительность.
Задача изобретения - увеличение площади теплопередачи между водой термосифоном, предназначенным для промораживания водоемов, бассейнов на большие глубины - до 10…15 метров без затрат каких-либо видов энергии.
Технический результат достигается за счет того, что испаритель термосифона оборудован термонасадкой, что позволяет увеличить площадь теплопередачи, тем самым увеличивается холодопроизводительность.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен термосифон для замораживания воды с термонасадкой.
Термосифон для замораживания воды с термонасадкой представляет собой вертикальную тонкостенную трубу с заглушенными концами, выполненную из нержавеющей стали, верхняя часть которой является конденсатором 1 с ребрами конденсатора, а нижняя - испарителем хладоагента 2 с термонасадкой, состоящей из центральной трубы 3, периферийных труб 4, теплоизолирующей стенки 5 и заливных штуцеров 6.
Работает устройство следующим образом.
Внутрь термосифона закачивают хладоагент (фреон, аммиак, углекислоту), температура кипения которого варьирует от -5°C до -30°C в зависимости от давления. Термосифон испарительной частью 2, с закрепленной на ней термонасадкой длиной 5…10 м, помещается в бассейн аналогичной глубины. При температуре окружающего воздуха ниже -5°C он начинает функционировать. Хладоагент в испарителе 2, окруженном незамерзающей жидкостью с температурой -5, -15°C, начинает интенсивно кипеть, отнимая теплоту от незамерзающей жидкости по всей длине периферийных труб 4 термонасадки. Незамерзающая жидкость за счет разницы плотностей между центральной 3 и периферийными трубами 4 начинает циркулировать по всей длине термонасадки, отнимая тем самым теплоту у воды в бассейне, и передает ее хладоагенту. Пары хладоагента поднимаются вверх и, соприкасаясь с внутренней промороженной до температуры наружного воздуха поверхностью, конденсируются, отдавая теплоту стенкам конденсатора 1. Капли хладоагента по стенкам термосифона под действием силы тяжести стекают вниз, в испаритель 2, где снова испаряются. Таким образом идет непрерывный процесс перекачивания теплоты от всей толщи воды, от нижних придонных до верхних слоев.