Tecnología de estabilización térmica del suelo. Estabilizadores térmicos de suelos en condiciones de permafrost Dispositivos de enfriamiento estacional profundo

La invención se refiere a la construcción en zonas de permafrost, en particular a estabilizadores térmicos de suelos para cimientos de congelación. El termoestabilizador de suelo contiene una carcasa sellada ubicada verticalmente con un portador de calor, en cuyas partes superior e inferior hay zonas de intercambio de calor. En este caso, se instala un inserto anular con una superficie específica aumentada en al menos una zona de intercambio de calor. La superficie exterior del inserto contacta con la superficie interior de la carcasa en la zona de intercambio de calor. El área de la sección transversal del inserto anular no excede el 20% del área de la sección transversal de la cavidad corporal. El resultado técnico consiste en aumentar las características de transferencia de calor manteniendo la compacidad del estabilizador térmico, así como también aumentando la eficiencia del estabilizador térmico del suelo. 5 p.p. f-ly, 3 dwg

La invención se refiere a la construcción en zonas de permafrost, por ejemplo, cerca de las pilas de soportes de líneas de transmisión de energía, oleoductos y gasoductos y otros objetos de construcción, a saber, estabilizadores térmicos de suelos para cimientos de congelación.

Se conoce un termosifón bifásico que contiene al menos una carcasa sellada parcialmente llena de un refrigerante con zonas de evaporación y condensación y un radiador con aletas longitudinales ubicado en la última zona (Termopilas en construcción en el norte. - L .: Stroyizdat, 1984, p. 12).

También se conoce un termosifón bifásico que contiene al menos una carcasa sellada parcialmente llena de un refrigerante con zonas de evaporación y condensación y un radiador con nervaduras longitudinales ubicado en la última zona (Patente rusa 96939 IPC F28D 15/00 del 18.02.2010).

La desventaja de los termosifones conocidos es su eficiencia relativamente baja, como resultado de lo cual se requiere un aumento significativo en las características de masa y tamaño de un termosifón de dos fases para transferir grandes flujos de calor.

Se eligió como prototipo el diseño descrito en el artículo publicado en Internet en: http://iheatpipe.ru/doc/termostab.pdf. El artículo dice que “en las carcasas de cualquier acero es necesario crear una estructura capilar en la zona de evaporación (rosca, espiral, ranuras, malla, etc.). Cabe señalar que en un vehículo (estabilizador térmico) fabricado con aleaciones de aluminio (TMD-5 de todos los modelos, TTM y DOU-1), si es necesario, en la superficie interior de la zona de evaporación, y en otros vehículos, casi siempre se utilizan resortes o espirales. Así, por ejemplo, en los vehículos TSG-6, TN y TSN, la estructura capilar se realiza en forma de vueltas en espiral hechas de alambre inoxidable con un diámetro de (0,8-1,2) mm con un paso de espiral de 10 mm en la superficie interior del ZI DT ". Sin embargo, las variantes de estructuras propuestas en el artículo (rosca, ranuras, mallas, etc.) son muy difíciles de fabricar en la superficie interior de las tuberías, por lo que se propuso una variante con espiral. Además, las dimensiones dadas en el artículo (una espiral hecha de alambre con un diámetro de 0,8-1,2 mm con un paso de 10 mm) no nos permiten hablar de la capilaridad de la estructura en la zona de evaporación. La bobina o resorte propuesto aumenta ligeramente el área de intercambio de calor y carece de eficiencia.

El objetivo de la presente invención es crear un estabilizador térmico del suelo en forma de tubo de calor con una orientación positiva, con un área de intercambio de calor incrementada para mejorar las características de transferencia de calor.

El resultado técnico es aumentar la eficiencia del estabilizador térmico del suelo, aumentar las características de transferencia de calor mientras se mantiene su compacidad.

El problema se resuelve y el resultado técnico se logra por el hecho de que el termostabilizador del suelo contiene una carcasa sellada ubicada verticalmente con un refrigerante. Las zonas de transferencia de calor se encuentran en las partes superior e inferior del cuerpo. En este caso, se instala un inserto anular con una superficie específica aumentada en al menos una zona de intercambio de calor. La superficie exterior del inserto anular contacta con la superficie interior del alojamiento en la zona de intercambio de calor, mientras que el área de la sección transversal del inserto anular no excede el 20% del área de la sección transversal de la cavidad interna del alojamiento.

El inserto en forma de anillo puede estar hecho de metal con una estructura esponjosa, alambre de metal enredado al azar o un conjunto de mallas metálicas planas delgadas de malla fina.

El inserto anular en un extremo puede estar provisto de un anillo ondulado en forma de cono. Además, el diámetro del orificio interior del anillo ahusado es menor que el diámetro interior del inserto en forma de anillo. En la superficie exterior del anillo ahusado hay protuberancias para hacer contacto con la superficie interior del cuerpo.

La solución propuesta en la invención permite incrementar el área de intercambio de calor en el termostabilizador de suelo en más de 15 veces sin incrementar las dimensiones externas del dispositivo.

A continuación, la invención se ilustra mediante una descripción detallada de ejemplos específicos, pero no limitativos de la presente solución, de su implementación y los dibujos adjuntos, que representan:

higo. 1 - una realización de un estabilizador térmico del suelo con un inserto anular de un conjunto de mallas planas de metal fino de malla fina;

higo. 2 - una realización de un estabilizador térmico del suelo con un inserto anular hecho de alambre de metal entrelazado aleatoriamente;

higo. 3 - anillo corrugado.

Un estabilizador térmico del suelo con un inserto anular de un conjunto de mallas planas de metal delgadas de malla fina se muestra esquemáticamente en la Fig. 1. El termoestabilizador consta de una carcasa 1 sellada, situada verticalmente, realizada, por ejemplo, en forma de cilindro hueco. Los extremos del cuerpo 1 están sellados herméticamente en ambos lados por cubiertas 2. En el interior del cuerpo 1 hay dos zonas de transferencia de calor en sus partes superior e inferior. La carcasa 1 en el área de la zona superior de intercambio de calor está equipada con un radiador, cuyos elementos de eliminación de calor son placas 3 instaladas en la superficie exterior de la carcasa 1. Se vierte un refrigerante en la cavidad interior de la carcasa 1, que puede ser freón o amoníaco o cualquier otro refrigerante conocido.

El inserto anular según la invención se puede instalar tanto en la zona superior de intercambio de calor como en la zona inferior. Sin embargo, es preferible instalar el inserto anular en ambas zonas. Estructuralmente, el inserto anular se puede realizar en forma de casete 4, como se muestra en la FIG. 1. El casete 4 consta de un juego de anillos hechos de malla o un juego de placas con muchos agujeros. El casete 4 consta de dos placas de extremo 7, que se aprietan mediante varillas longitudinales 6 utilizando tuercas 5. Entre las placas de extremo 7 se coloca un conjunto de anillos de malla o placas con orificios. El diámetro exterior del cassette 4 se iguala al diámetro interior de la carcasa 1. El cassette 4 se instala en la carcasa 1 con un ajuste de interferencia, para lo cual se calienta la carcasa 1 y se enfría el cassette, después de lo cual se instala el cassette en la carcasa 1. Esta instalación permite lograr un ajuste perfecto del inserto en la carcasa 1. Adicionalmente es posible instalar el anillo ondulado 8 mostrado en la FIG. 3. El anillo corrugado 8 tiene un diámetro interior menor que el diámetro interior del inserto anular, lo que permite recoger las gotas de refrigerante enfriadas que caen libremente dentro de la cavidad del inserto y dirigirlas hacia la superficie interior del alojamiento 1, lo que permite aumentar el grado de enfriamiento del alojamiento en esta zona.

Un inserto anular hecho de metal con una estructura esponjosa con poros abiertos puede tener un diseño similar.

HIGO. 2 muestra el diseño del estabilizador térmico del suelo, en la carcasa 1 de la cual hay un inserto anular hecho de alambre de metal enredado caóticamente. El inserto se instala en la zona superior de transferencia de calor. El estabilizador térmico consta de una carcasa 1 realizada en forma de cilindro hueco. Los extremos del cuerpo 1 están sellados en ambos lados con tapas 2 (la segunda tapa no se muestra en la figura 2). La carcasa 1 en la zona superior de transferencia de calor está equipada con un radiador, cuyos elementos de eliminación de calor son placas 3 instaladas en la superficie exterior de la carcasa 1.

Estructuralmente, el inserto anular hecho de alambre metálico enredado aleatoriamente también se puede hacer en forma de casete 9, como se muestra en la FIG. 2. El casete 9 consiste en un alambre de metal enredado (no mostrado en la figura 2) ubicado entre dos placas de extremo 7, que se aprietan mediante varillas longitudinales 6 usando tuercas 5. Un inserto anular de alambre de metal enredado al azar tiene la forma de un cilindro. Un resorte en espiral espaciador 10 está ubicado dentro del cilindro de alambre de metal enredado. Después de instalar el casete en la carcasa 1 del estabilizador de calor, el resorte en espiral del espaciador 10 se comprime apretando las tuercas 5. En este caso, el resorte en espiral del espaciador 10 se expande y presiona el lado exterior del cilindro de alambre de metal enredado contra la superficie interna del cuerpo 1 El diseño del casete 9 hace posible presionar el inserto hecho de alambre metálico enredado aleatoriamente contra la pared interior de la carcasa 1 con bastante fuerza, lo que asegura la máxima transferencia de calor.

El estabilizador térmico funciona de la siguiente manera. El estabilizador térmico es un tubo de calor con una orientación positiva de acuerdo con GOST 23073-78, es decir, el área de condensación se encuentra por encima del área del evaporador del tubo de calor.

En la temporada de invierno, el refrigerante que ingresa a la zona superior de intercambio de calor se enfría. Esto se ve facilitado por las bajas temperaturas ambientales. El refrigerante enfriado en forma de gotas bajo la acción de la gravedad desciende a la zona inferior de intercambio de calor. Para una mayor eficiencia de enfriamiento, la zona de intercambio de calor superior está equipada con un radiador hecho en forma de placas 3 montadas en la superficie exterior de la carcasa 1. La invención puede aumentar significativamente la eficiencia de enfriamiento al aumentar el área de intercambio de calor debido al uso de un inserto que tiene una superficie específica aumentada.

En la zona de intercambio de calor inferior del termoestabilizador, tiene lugar el intercambio de calor entre el refrigerante con una temperatura baja y el suelo que tiene una temperatura más alta que la temperatura del refrigerante. El refrigerante líquido se calienta, pasa a un estado gaseoso y asciende por la abertura central del alojamiento 1 y el inserto en forma de anillo, mientras que la tierra en el exterior del alojamiento 1 se congela. Cuando se utiliza un inserto en forma de anillo con un área de superficie específica aumentada, la eficiencia de la transferencia de calor aumenta, sin embargo, el área transversal del inserto en forma de anillo no debe exceder el 20% del área de la sección transversal de la cavidad interna del cuerpo 1. Cuando hasta el 20% del área de la sección transversal de la cavidad corporal 1 está ocupada por el inserto, la tasa no disminuye el movimiento de los vapores de refrigerante, que no perjudica la eficiencia de la transferencia de calor. Si el área de la sección transversal del inserto excede el 20%, entonces la tasa de aumento del refrigerante se reduce significativamente y la eficiencia de la transferencia de calor disminuye.

Además, para aumentar la eficiencia del estabilizador térmico, es posible utilizar un anillo corrugado 8, que le permite dirigir el refrigerante en forma de gotas desde la zona axial central del estabilizador térmico a la pared de la carcasa 1, lo que también aumenta la eficiencia.

El uso del estabilizador térmico del suelo propuesto según la invención puede aumentar significativamente la eficiencia de su funcionamiento, mientras que sus dimensiones externas no cambian.

1.Estabilizador térmico del suelo, que contiene una carcasa sellada ubicada verticalmente con un portador de calor, en cuyas partes superior e inferior hay zonas de intercambio de calor, mientras que al menos una zona de intercambio de calor está equipada con un inserto anular que tiene una superficie específica aumentada, la superficie exterior del inserto contacta con la superficie interna de la carcasa en zona de transferencia de calor, y el área de la sección transversal del inserto anular no excede el 20% del área de la sección transversal de la cavidad corporal.

2. Termostabilizador de suelo según la reivindicación 1, caracterizado porque el inserto anular está hecho de metal con una estructura esponjosa con poros pasantes abiertos.

3. Estabilizador térmico de suelos según la reivindicación 1, caracterizado porque el inserto anular está hecho de alambre metálico enredado al azar.

4. Termostabilizador de suelo según la reivindicación 1, caracterizado porque el inserto anular es un conjunto de mallas planas metálicas delgadas de malla fina.

5. Termostabilizador de suelo según la reivindicación 1, caracterizado porque el inserto anular está realizado en forma de casete.

6. Estabilizador térmico de suelo según reivindicación 1, caracterizado porque en un extremo el inserto anular está provisto de un anillo cónico ondulado, siendo el diámetro del orificio interior del anillo menor que el diámetro interior del inserto, y en la superficie exterior del anillo existen salientes para el contacto con la superficie interior del cuerpo.

Patentes similares:

La invención se refiere a la construcción de instalaciones industriales y civiles en la criolitozona para asegurar su fiabilidad. El termosifón incluye un condensador, un evaporador y una sección de tránsito entre ellos en forma de tubería redonda taponada en ambos lados, instalado verticalmente y sumergido a la profundidad del evaporador en el suelo, se bombea aire por la cavidad de la tubería, en lugar de la cavidad llena de amoníaco, parte de la cavidad se llena con amoníaco líquido, el resto del volumen está saturado vapor de amoniaco.

La invención se refiere al campo de la construcción en áreas con condiciones geocriológicas y de ingeniería difíciles y puede usarse para la estabilización térmica del permafrost y la congelación de suelos débiles congelados por plástico.

La invención se refiere al campo de la construcción en suelos de permafrost con enfriamiento artificial de los suelos base y calentamiento simultáneo de la estructura mediante una bomba de calor.

La invención se refiere a un dispositivo para el intercambio de calor en un sistema de drenaje, así como en una obra. Un dispositivo para el intercambio de calor en un sistema de drenaje comprende un componente de intercambio de calor que tiene un canal exterior y un canal interior, estando el canal interior ubicado dentro del canal exterior.

La invención se refiere al campo de la construcción en áreas donde se extienden suelos de permafrost y, específicamente, a dispositivos que aseguran el estado de congelación de los suelos de las cimentaciones de estructuras al valor de diseño de temperaturas negativas.

La invención se refiere a la construcción de estructuras hidráulicas y puede utilizarse para crear una estructura de cerramiento diseñada para proteger una plataforma de producción flotante en las condiciones de hielo de la plataforma ártica.

La invención se refiere a la construcción, es decir a los dispositivos utilizados en la mejora térmica de suelos de la base de los cimientos de estructuras erigidas en áreas donde se extienden el permafrost y el permafrost. El dispositivo de enfriamiento para la estabilización térmica de los suelos de los cimientos de edificios y estructuras contiene un estabilizador térmico vertical de dos fases, cuya parte subterránea se coloca en una caja llena de un líquido conductor de calor, y se fija con cojinetes radiales y axiales que permiten la rotación libre del cuerpo del estabilizador térmico alrededor del eje vertical, debido a la fuerza del viento copas-aspas de la rueda de viento, fijadas en la parte aérea del estabilizador térmico en un ángulo de 120 grados entre sí. El resultado técnico consiste en asegurar una distribución uniforme del flujo de calor en el sistema suelo-caja-estabilizador térmico asegurando la salida del refrigerante desde la zona de condensación a la zona de evaporación en forma de una fina película anular a lo largo del perímetro interior del cuerpo del estabilizador térmico, además de crear una convección forzada del refrigerante en la caja, aumentando la eficiencia dispositivos. 2 enfermos

La invención se refiere al campo de la construcción en las regiones del norte y está destinada a la construcción de estructuras de ingeniería de hielo, la acumulación de frío y la formación de estructuras de hielo abovedadas para su almacenamiento en hielo (no) flotante o plataformas de hielo-roca en la plataforma de los mares. El resultado técnico es un aumento en la confiabilidad de una estructura de hielo, que se logra por el hecho de que en el método de erigir una estructura de hielo, incluido el desarrollo de un sitio en el que se instalan estructuras inflables, seguido de su desmantelamiento y movimiento según sea necesario, llenándolos de aire, congelación capa por capa de piquerita por pulverización o irrigación capa por capa. pulpa de agua. Contiene aserrín o cualquier otro tipo de pulpa de madera, además, antes de congelar la piquerita, las estructuras inflables se recubren con geomaterial en forma de material geosintético permeable: geomalla o geomalla. 1 wp f-ly, 3 dwg

La invención se refiere a la ingeniería térmica en el campo de la construcción, concretamente a la estabilización térmica de cimientos de suelo de cimientos de pilotes de soportes de tuberías y tuberías subterráneas ubicadas en suelos de permafrost. El método de estabilización térmica de suelos de cimientos de cimientos de pilotes de soportes de tuberías y tuberías subterráneas consiste en el hecho de que excavan suelos helados en las bases de cimientos de pilotes de soportes de tuberías, tuberías subterráneas y colocan material compuesto en la excavación, instalan al menos dos estabilizadores térmicos del suelo a lo largo de los bordes de la excavación, cuando este material compuesto tiene una composición con una proporción de componentes, p. %: suelo arenoso con grava 60-70, polímero modificado espumado 20-25, portador de calor líquido 5-20 o suelo arenoso grueso 70-80, polímero modificado espumado 10-15, portador de calor líquido 5-20. Para la impregnación del polímero, se elige un fluido caloportador, que se caracteriza por una alta capacidad calorífica y un bajo punto de congelación hasta -25 ° C. El resultado técnico consiste en aumentar la confiabilidad de la estructura durante la construcción de cimientos de pilotes para soportes de tuberías y tuberías subterráneas ubicadas en suelos de permafrost, asegurando la operación segura de las tuberías troncales de petróleo en las condiciones de diseño durante un período determinado en el territorio de permafrost. 5 p.p. cristales f, 1 dwg., 1 tab.

La invención se refiere al campo de la construcción de tuberías para tendido subterráneo y puede utilizarse para asegurar la estabilización térmica de suelos durante el tendido subterráneo de tuberías sobre permafrost y suelos débiles. El dispositivo para la estabilización térmica de suelos de permafrost contiene al menos dos estabilizadores térmicos del suelo a base de termosifones bifásicos, que incluyen una parte del condensador aéreo y partes de transporte subterráneo y evaporación, y al menos un elemento conductor de calor hecho en forma de placa de material disipador de calor con un coeficiente de conductividad térmica de al menos 5 W / m⋅K. Se instalan al menos dos estabilizadores térmicos del suelo a ambos lados de la tubería para tendido subterráneo, y al menos un elemento conductor de calor se instala debajo del material aislante del calor que separa la tubería para la colocación subterránea del techo de los suelos de permafrost, y tiene aberturas para conectarse con las partes de evaporación de al menos dos estabilizadores térmicos del suelo. ... El resultado técnico consiste en aumentar la eficiencia de preservar suelos de permafrost o congelar suelos débiles de los cimientos de los objetos del sistema de tuberías para garantizar la seguridad durante la vida útil asignada en las condiciones de diseño. 2 n. y 6 c.p. cristales f, 2 dwg., 1 tbl., 1 ej.

La invención se refiere al campo de la construcción y operación de edificios en áreas con condiciones complejas de ingeniería y geocriológicas, a saber, a la estabilización térmica de permafrost y suelos débiles. El método de instalación de estabilizadores térmicos en el subsuelo ventilado de los edificios en uso incluye perforar al menos un pozo vertical en el subsuelo ventilado sin alterar los techos del edificio. Instalación de un estabilizador de calor en el pozo que contiene una tubería de evaporador y un condensador lleno de refrigerante, y la tubería se realiza con la posibilidad de doblarse, cuyo radio no excede la altura del subsuelo ventilado. La profundidad de instalación del estabilizador térmico es tal que el condensador está ubicado sobre el nivel del suelo en un subsuelo ventilado. El resultado técnico consiste en simplificar el procedimiento de instalación de estabilizadores térmicos debajo de un edificio en operación, mejorando la mantenibilidad del sistema de enfriamiento del suelo y simplificando su mantenimiento, aumentando la capacidad portante de los suelos base enfriándolos sobre toda el área del subsuelo ventilado del edificio en operación, reduciendo el número de estabilizadores térmicos utilizados y liberando el territorio adyacente debido a Colocación de elementos refrigerantes en un subsuelo ventilado. 3 C.p. f-ly, 3 dwg

La invención se refiere al campo de la construcción de estructuras en condiciones difíciles de ingeniería y geológicas de la zona de permafrost. La invención tiene como objetivo crear termosifones profundos con evaporadores subterráneos ultraprofundos, del orden de 50-100 mo más, con una distribución uniforme de temperatura sobre la superficie del evaporador ubicado en el suelo, lo que permite un uso más eficiente de su potencia potencial para remover calor del suelo y aumentar la eficiencia energética del dispositivo utilizado. ... Según la primera versión, el termosifón junto con el manguito se sumergen verticalmente en el suelo a una profundidad de 50 m El termosifón contiene un cuerpo tubular sellado con zonas de evaporación, condensación y una zona de transporte entre ellos. El condensador en la zona de condensación se realiza en forma de tubo central de gran diámetro y ocho ramales de menor diámetro con aletas externas de aluminio, ubicados alrededor del tubo central. Los ramales están conectados a los orificios en él, y en la parte inferior del tubo central hay un separador con ramales pasantes para el paso de la mezcla de vapor y gotas del refrigerante (amoníaco en la primera versión o dióxido de carbono en la segunda) desde el evaporador al condensador y el drenaje del condensado de amoníaco del condensador. Los tubos pasantes se montan en una placa de tubos. Una tubería interna de polietileno se conecta desde abajo a la tubería de drenaje de condensado ubicada en el centro del tablero, que se baja hasta la parte inferior de la tubería del cuerpo del evaporador. En la parte inferior de la tubería de polietileno se realizan orificios para el flujo de refrigerante líquido al espacio anular formado por las paredes de las tuberías del cuerpo evaporador y la tubería interior. Según la primera opción (el refrigerante es amoniaco), el termosifón se sumerge en una manga llena de agua amoniacal al 25-30%. El grado de llenado del termosifón con amoníaco líquido ε \u003d 0.47-0.52 a 0 ° C. Según la segunda versión, el termosifón se llena con dióxido de carbono y se sumerge verticalmente en el suelo sin una manga, el grado de llenado con dióxido de carbono líquido es ε \u003d 0.45-0.47. 2 n. y 2 c.p. cristales f, 5 dwg., 2 ej.

La invención se relaciona con el campo de la construcción en áreas con condiciones complejas de ingeniería y geocriológicas, donde se utiliza la estabilización térmica de permafrost y suelos plásticos congelados, y se puede usar para mantener su estado de congelación o congelación, incluso en pozos que son inestables en las paredes y propensos a deslizarse. y formación de desprendimientos de rocas. El método incluye la perforación de un pozo vertical con una sarta de tornillo hueco (PSh) hasta la marca de diseño, seguido de la extracción de una barrena central removible, la instalación de un cabezal cementante en la parte superior del PSh con una manguera de la bomba de cemento, la extracción del PSh con suministro simultáneo de lechada de cemento a través del PSH hasta el llenado del pozo e instalación de un dispositivo de enfriamiento con una carcasa termoaislante en el condensador (a temperaturas negativas del aire atmosférico), que se desmonta una vez endurecido el mortero de cemento. La solución técnica propuesta permite garantizar la capacidad de fabricación de la instalación de dispositivos de enfriamiento, la eficiencia del proceso de enfriamiento del suelo y la durabilidad de las estructuras de enfriamiento enterradas en la masa del suelo. 2 wp f-ly, 6 dwg

La invención se refiere a sistemas de enfriamiento y congelación de suelos en la construcción de ingeniería minera en zonas de permafrost (criolitozona), caracterizados por la presencia de salmueras naturales con temperaturas negativas (criopegas). El resultado técnico de la invención propuesta es mejorar la eficiencia, fiabilidad y estabilidad del trabajo. El resultado técnico se logra en que un sistema para enfriar y congelar suelos, que incluye la instalación de intercambiadores de calor subterráneos con un portador de calor líquido con una temperatura de congelación por debajo de cero grados Celsius (salmuera), se caracteriza por el hecho de que se utilizan criopeg como portador de calor líquido, y el criopeg se suministra a las columnas de congelación desde criolitozonas en intercambiadores de calor. Los criopegos gastados se pueden desviar por la fuerza hacia el macizo de permafrost. La parte exterior del circuito de circulación puede aislarse térmicamente. EFECTO: el aumento de la eficiencia se logra por la ausencia de máquinas frigoríficas que consuman energía y por la ausencia de la necesidad de preparar una solución de refrigeración especial. EFECTO: se logra una mayor confiabilidad al reducir el número de componentes del sistema, la probabilidad de falla de cada uno de los cuales difiere de cero. EFECTO: se logra una mayor estabilidad de funcionamiento mediante una temperatura estable del criopeg, cuya cantidad total excede significativamente la cantidad de criopeg utilizado por temporada. La invención puede aplicarse con éxito en la construcción de estructuras industriales y civiles. 2 wp f-ly, 1 dwg

El dispositivo propuesto se refiere a la construcción de edificios de un piso en suelos de permafrost con enfriamiento artificial de los suelos de la base del edificio mediante una bomba de calor y calentamiento simultáneo del edificio mediante una bomba de calor y una fuente de calor adicional. El resultado técnico es la creación de una estructura de cimentación que proporciona completamente el calentamiento del edificio con la preservación simultánea de los suelos base en un estado congelado, independientemente del cambio climático, y al mismo tiempo no causa un enfriamiento excesivo de los suelos de permafrost, lo que puede provocar su agrietamiento, sin relleno. El resultado técnico se logra por el hecho de que la cimentación de superficie para un edificio de una planta en suelos de permafrost consiste en un conjunto de módulos de cimentación totalmente prefabricados, que se conectan a la bomba de calor en paralelo con la ayuda de colectores con aislamiento térmico de los circuitos de calefacción y refrigeración de la bomba de calor, mientras que el colector con aislamiento térmico del circuito de calefacción tiene una fuente de calor adicional. , compensando la falta de calor de bajo grado bombeado desde el suelo por la bomba de calor para calentar el edificio, cuya intensidad se ajusta automáticamente en función de la pérdida de calor del edificio y la cantidad de calor de bajo grado bombeado por la bomba de calor. 2 wp f-ly, 2 dwg

Las invenciones se refieren a medios para enfriar suelos, que operan según el principio de los tubos de calor gravitacionales y los termosifones vapor-líquido, y están destinados a ser utilizados en la construcción de estructuras en la zona de permafrost. El resultado técnico es simplificar el diseño de la instalación en su conjunto, lo que permite reducir el número de tuberías que salen a la superficie conectando la zona de evaporación con la zona de condensación, sin reducir la eficiencia de estas zonas. El resultado técnico se consigue en que la instalación dispone de una zona de evaporación con varios ramales y una zona de condensación con varios condensadores, conectados a través de la zona de transporte. Las características de la instalación están en la implementación de la zona de condensación en forma de estructura monobloque con boquilla para purga de aire, y su conexión con la zona de evaporación a través de un único canal de transporte en forma de tuberías superior e inferior conectadas a través de una válvula de cierre, así como la presencia de un colector en la zona de evaporación. las boquillas están conectadas. Ambas conexiones de tubería son desmontables. Las tuberías y las boquillas están hechas de material fácilmente deformable y el fluido de transferencia de calor utilizado tiene vapores más pesados \u200b\u200bque el aire. El conjunto para la construcción de la instalación incluye el primer elemento: un condensador monobloque, el segundo elemento: la tubería de transporte superior y el tercer elemento en forma de válvula, tubería y colector conectados en serie con derivaciones. El tercer producto se llena con un refrigerante durante la fabricación, su tubería y tubos se doblan en bobinas alrededor del colector. El diseño de la instalación y su equipo brindan el resultado técnico, que consiste en un transporte más conveniente y la posibilidad de realizar trabajos espaciados en el tiempo para la colocación de partes subterráneas y aéreas en el sitio de operación futura. La conexión de estas piezas a través de un único canal especificado y la posibilidad de doblar su parte inferior facilita la colocación de la instalación en presencia de otros objetos en construcción en las inmediaciones de la misma. La instalación, después de conectar sus partes, no requiere repostar con refrigerante en condiciones de construcción desfavorables y se pone en marcha abriendo una válvula y luego purgando aire a través del racor. 2 n. y 4 c.p. f-ly, 5 dwg

La invención se refiere a la construcción en zonas de permafrost, a saber, a estabilizadores térmicos de suelos para cimientos de congelación. El termoestabilizador del suelo contiene una carcasa sellada, ubicada verticalmente con un portador de calor, en cuyas partes superior e inferior hay zonas de intercambio de calor. En este caso, se instala un inserto anular con una superficie específica aumentada en al menos una zona de intercambio de calor. La superficie exterior del inserto contacta con la superficie interior de la carcasa en la zona de intercambio de calor. El área de la sección transversal del inserto anular no excede el 20% del área de la sección transversal de la cavidad corporal. El resultado técnico consiste en aumentar las características de transferencia de calor manteniendo la compacidad del estabilizador térmico, así como también aumentando la eficiencia del estabilizador térmico del suelo. 5 p.p. f-ly, 3 dwg

Una subdivisión separada en Vladimir, NPO Sever LLC, es una planta equipada con equipos para la producción de medios técnicos para la estabilización térmica de suelos y monitoreo de ingeniería geocriológica. Esta planta es un fabricante completo de estabilizadores de calor. La producción mensual de estabilizadores de calor es de 2000 a 2500 unidades. (según tamaños estándar), más productos relacionados. El fabricante de estabilizadores térmicos dispone de un equipamiento técnico que le permite realizar todo el ciclo de producción sin la participación de contratistas. Actualmente, se está trabajando para instalar una línea automática, que simplificará la producción de estabilizadores de calor y aumentará la productividad de los productos. Los stocks de almacén de materias primas, materiales, componentes y productos semiacabados nos permiten responder rápidamente a las necesidades de los clientes y entregar los productos en el menor tiempo posible.

Los estabilizadores térmicos de suelos se fabrican de acuerdo con TU 3642-001-17556598-2014, certificados según el sistema de certificación voluntaria (ROSS RU.AV28.N16655) y en el campo de la seguridad industrial (S-EPB.001.TU.00121).


Máquinas de prensado con una fuerza de hasta 100 toneladas. (Sección de pescado frío

Unidades de refrigeración estacionales (SOU) están diseñados para mantener el suelo en estado congelado, lo que garantiza la estabilidad de los edificios, estructuras sobre pilotes, y también preserva el suelo congelado alrededor de los postes de líneas eléctricas y tuberías, a lo largo de los terraplenes de vías férreas y carreteras. La tecnología de los dispositivos de enfriamiento que operan estacionalmente se basa en un dispositivo de transferencia de calor (termosifón), que en invierno extrae el calor del suelo y lo transfiere al medio ambiente. Una característica importante de esta tecnología es que actúa naturalmente, es decir no necesita fuentes de energía externas.

El principio de funcionamiento de todos los tipos de dispositivos de refrigeración estacionales es el mismo. Cada uno de ellos consta de una tubería sellada, que contiene un refrigerante, un refrigerante: dióxido de carbono, amoníaco, etc. La tubería consta de dos secciones. Una sección se coloca en el suelo y se llama evaporador. El segundo, la sección del radiador de la tubería, se encuentra en la superficie. Cuando la temperatura ambiente cae por debajo de la temperatura del suelo donde se encuentra el evaporador, los vapores de refrigerante comienzan a condensarse en la sección del radiador. Como resultado, la presión cae y el refrigerante en la parte de evaporación comienza a hervir y evaporarse. Este proceso va acompañado de la transferencia de calor del evaporador al radiador.

Transferencia de calor mediante termosifón

Actualmente, existen varios tipos de diseños para dispositivos de enfriamiento que operan estacionalmente:

1) Estabilizador termal... Son una tubería de termosifón vertical alrededor de la cual se congela el suelo.

2). Es un pelo vertical con termosifón integrado. La pila térmica puede soportar alguna carga, como el soporte de un oleoducto.

3) Unidad de refrigeración para temporadas profundas... Es un tubo de termosifón largo (hasta 100 metros) con un diámetro aumentado. Dichos dispositivos de enfriamiento se utilizan para la estabilización térmica de suelos a grandes profundidades, por ejemplo, para la estabilización térmica de presas y presas.

4). Este tipo de dispositivo de enfriamiento se diferencia de un estabilizador de calor en que la instalación del tubo del evaporador se realiza con una pendiente de aproximadamente el 5%. En este caso, es posible instalar un tubo evaporador inclinado directamente debajo de los edificios erigidos sobre losas de hormigón.

5) Dispositivo de enfriamiento horizontal... Una característica del dispositivo de enfriamiento estacional horizontal es que se instala completamente horizontalmente al nivel de la base a granel preparada. En este caso, el edificio se erige directamente sobre un suelo que no se hunde, ubicado sobre una capa de aislamiento y tuberías de evaporación. La ventaja de las unidades de refrigeración horizontales es que se pueden utilizar en dos configuraciones: sobre cimientos de losas y pilotes.

6) Sistema de enfriamiento vertical... Este tipo de dispositivo de enfriamiento estacional es similar a un dispositivo de enfriamiento horizontal, pero en contraste con él, además de los tubos de evaporador horizontales, puede contener hasta varias decenas de tubos de evaporador verticales. La ventaja de este sistema es que el suelo se mantiene congelado de manera más eficiente. La desventaja de los sistemas verticales de dispositivos de enfriamiento es la dificultad de su reparación y mantenimiento.

La invención se refiere al campo de la construcción en áreas con condiciones geocriológicas y de ingeniería difíciles, a saber, a la estabilización térmica de permafrost y suelos débiles. El resultado técnico es aumentar la capacidad de fabricación del proceso de instalación de estabilizadores térmicos largos, reducir el tiempo de instalación y aumentar la confiabilidad de la estructura. El resultado técnico se logra por el hecho de que el estabilizador térmico de suelos de acción durante todo el año para acumular frío en los cimientos de edificios y estructuras contiene una tubería de acero del estabilizador térmico y una tubería de aluminio del condensador, mientras que el condensador del estabilizador térmico se realiza en forma de tubería vertical que consta de un cuerpo de condensador, una tapa del condensador y dos condensadores nervados con un externo. lados, cuya superficie de nervadura no es inferior a 2,3 m 2, mientras que el estabilizador térmico tiene un elemento de eslinga en la parte superior en forma de soporte de montaje. 1 enfermo

La invención se refiere al campo de la construcción en áreas con condiciones de ingeniería y geocriológicas difíciles, a saber, estabilización térmica de permafrost y suelos débiles.

Es conocido en la construcción de estructuras de capital, caminos, pasos elevados, pozos petroleros, reservorios, etc. en suelos de permafrost, es necesario aplicar medidas especiales para mantener el régimen de temperatura de los suelos durante todo el período de operación y evitar el debilitamiento de las bases de los cojinetes durante la descongelación. El método más efectivo es la ubicación en la base de la estructura de estabilizadores de suelo congelados de plástico, que generalmente contienen un sistema de tuberías llenas de refrigerante y conectadas por una parte del condensador (por ejemplo: solicitud de patente RF No. 93045813, No. 94027968, No. 2002121575, No. 2006111380, Patentes RF No. 2384672, No. 2157872 ...

Por lo general, la instalación de SPMG se lleva a cabo antes de la construcción de estructuras: se prepara un pozo, se vierte un colchón de arena, se instalan estabilizadores térmicos, se vierte el suelo y se instala una capa de aislamiento térmico (Revista "Fundaciones, fundaciones y mecánica del suelo, No. 6, 2007, págs. 24-28). Una vez finalizada la construcción de la estructura, el control del funcionamiento del termoestabilizador y la reparación de las piezas individuales es muy difícil, lo que requiere una redundancia adicional (Gas Industry Journal, No. 9, 1991, págs. 16-17). Para mejorar la mantenibilidad de los estabilizadores térmicos, se propone colocarlos dentro de tubos protectores con un extremo tapado, llenos de un líquido de alta conductividad térmica (patente RF nº 2157872). Las tuberías de protección se colocan debajo del vertedero de tierra y una capa de aislamiento térmico con una pendiente de 0-10 ° al eje longitudinal de la base. El extremo abierto de la tubería se saca del contorno del relleno de tierra. Este diseño permite, en caso de fugas, deformaciones u otros defectos en las tuberías de refrigeración, retirarlas, hacer las reparaciones actuales y volver a instalarlas. Sin embargo, en este caso, el costo del producto aumenta significativamente debido al uso de tuberías protectoras y un líquido especial.

Los tubos de calor de varios diseños (patente RF No. 2327940, patente RF para el modelo de utilidad No. 68108) instalados en pozos se utilizan para enfriar el suelo en la base de las estructuras durante el período operativo. Para garantizar la comodidad de fabricación, transporte e instalación de los tubos de calor, su cuerpo tiene al menos un inserto realizado en forma de fuelle (patente de RF para el modelo de utilidad No. 83831). El inserto suele estar equipado con un clip rígido extraíble para fijar la posición relativa de las secciones del cuerpo. La carcasa rígida se puede perforar para llenar el espacio entre ella y el fuelle con tierra para reducir la resistencia térmica. Se supone que la inmersión de la tubería de calor en el pozo es seccional, por medio de una muesca estática. Esto conduce a grandes cargas de flexión en la estructura, que pueden provocar daños.

Cerca de la presente invención hay un método para eliminar sedimentos de terraplenes en permafrost mediante congelación descongelación de suelos con termosifones largos (JSC Russian Railways, FGUP VNIIZhT, "Instrucciones técnicas para eliminar sedimentos en terraplenes en permafrost mediante congelación descongelación de suelos con termosifones largos" M., 2007). Este método prevé la perforación de varios pozos inclinados uno hacia el otro desde extremos opuestos de la estructura, después de lo cual los dispositivos de enfriamiento (termosifones) se sumergen hasta la profundidad final del pozo con una carga de presión estática. Como ya se señaló, esto da como resultado cargas destructivas significativas en los elementos estructurales del dispositivo de enfriamiento.

Lo más cercano a la presente invención es la invención No. 2454506 C2 IPC E02D 3/115 (2006.01) "Un dispositivo de enfriamiento para estabilizar la temperatura de suelos de permafrost y un método para montar tal dispositivo". Esta invención tiene como objetivo mejorar la capacidad de fabricación del proceso de montaje de estabilizadores térmicos largos, reduciendo el tiempo de instalación, aumentando la confiabilidad de la estructura y reemplazando áreas dañadas, al tiempo que reduce el costo de instalación del dispositivo.

El resultado técnico reivindicado se logra porque la instalación de un dispositivo de enfriamiento para estabilizar la temperatura del suelo de permafrost incluye:

Paso de un orificio pasante;

Brochado en dirección opuesta a la dirección de penetración del estabilizador térmico en el pozo;

Instalación de condensadores.

El estabilizador térmico (termosifón largo) contiene tubos de condensador y evaporador llenos de refrigerante, conectados por manguitos de fuelle (fuelles). Cada una de las mangas está reforzada con vendajes. Las tuberías del condensador se ubican en los bordes del termoestabilizador y el brochado se realiza hasta que las tuberías del condensador se ubican sobre la superficie del suelo.

Los condensadores (intercambiadores de calor) incluyen tubos de condensador con elementos de refrigeración instalados (bridas, discos, aletas, etc., o radiadores de otro diseño). Normalmente, el intercambiador de calor se monta presionando las bridas del disco sobre el tubo del condensador. Este método es el más conveniente en tales condiciones climáticas. Se pueden utilizar soldaduras y pernos si es necesario. También se pueden usar otros condensadores dentro del alcance de la presente invención. El hecho de que la instalación final del condensador se lleve a cabo luego de tirar del estabilizador térmico a través del pozo permite el uso de pozos de menor diámetro y no requiere grandes costos de material y mano de obra.

La instalación de condensadores en ambos lados del estabilizador térmico mejora la eficiencia del dispositivo. Y el método de instalación permite el uso de estabilizadores de calor de una longitud mucho más larga y, como resultado, aumenta significativamente la zona de enfriamiento. Uno de los condensadores se puede montar en fábrica, lo que simplifica el procedimiento de instalación en condiciones climáticas difíciles. (Dado que se usa tracción en lugar del procedimiento habitual para presionar el estabilizador de calor de acuerdo con la presente invención, se reduce el riesgo de dañar el condensador cuando se instala el estabilizador de calor).

Por tanto, la presente invención mejora la capacidad de fabricación del proceso de montaje de estabilizadores térmicos prolongados cambiando la dirección de instalación del estabilizador térmico; reduce el tiempo de instalación del dispositivo al reducir el número de operaciones y la capacidad de realizar trabajos desde un lado de la estructura; aumenta la confiabilidad y seguridad de la instalación; simplifica el procedimiento para reemplazar áreas dañadas. Debido al bajo costo del trabajo de instalación y la posibilidad de realizarlo ya durante la operación de la instalación, es más rentable reemplazar los termostabilizadores averiados colocando líneas adicionales que desmantelarlos y repararlos.

La desventaja de la solución técnica conocida es una solución estructural compleja y, como resultado, un área de aplicación estrecha debido a la profundidad limitada de colocación del pilote y la congelación profunda del suelo en otros casos, así como una baja eficiencia debido al sistema de enfriamiento de acción forzada horizontal.

El objetivo de la presente invención es crear un estabilizador térmico de suelos racional y confiable que cumpla con altos requisitos tecnológicos y de diseño para mantener el régimen de temperatura de los suelos durante todo el período de operación, debido a la conformidad del estabilizador térmico con las características arquitectónicas de la estructura.

Los estabilizadores térmicos se entregan en el lugar de instalación completamente ensamblados y no requieren ensamblaje en el sitio. Al mismo tiempo, el estabilizador térmico está hecho para regiones sísmicas (hasta 9 puntos en la escala MSK-64) con una vida útil y una vida útil de un recubrimiento anticorrosión de 50 años. El estabilizador térmico tiene un revestimiento anticorrosión (zinc) fabricado en fábrica.

El estabilizador térmico se sumerge directamente después de perforar el pozo. El espacio entre el termoestabilizador y la pared del pozo se llena con una solución de suelo con un contenido de humedad de 0.5 y más. El suelo utilizado se perfora durante la perforación o una mezcla de arcilla y arena.

El nivel del fondo del estabilizador térmico y el nivel del fondo del pozo se determinan durante la instalación del estabilizador térmico.

La esencia de la invención se ilustra en la Fig. uno.

El estabilizador térmico consta de: el condensador del estabilizador térmico 1, la carcasa del condensador 2, la tapa del condensador 3, la tubería de acero del estabilizador térmico 4, la tubería del condensador de aluminio 5, el soporte de montaje del estabilizador térmico 6, la carcasa del estabilizador térmico 7, la punta del estabilizador térmico 8, el inserto del estabilizador térmico aislante térmico 9.

El condensador del estabilizador térmico 1 está hecho en forma de tubería vertical: el cuerpo del condensador 2, que consta de una tapa del condensador 3 y dos capacitores con aletas desde el exterior, las aletas se enrollan, colocando la tubería de aluminio del condensador 5 cerca de la soldadura.

Las aletas son muy eficientes, la dirección helicoidal de los giros es arbitraria. En la superficie de las nervaduras, se permite la deformación en giros de no más de 10 mm, el recubrimiento de la superficie de la tubería con aluminio después del laminado es pasivación química en una solución de álcali y sal. El área de aleteo es de al menos 2,43 m 2.

El enfriamiento efectivo del estabilizador térmico se logra debido a la gran superficie de las aletas.

Se permite que el cuerpo del estabilizador térmico esté hecho de dos o tres partes, soldadas en la máquina para la soldadura automática de tubos de acero MD (costura no estándar, la soldadura se realiza con un arco giratorio controlado magnéticamente).

La costura soldada se prueba para determinar su resistencia y estanqueidad con aire a una sobrepresión de 6,0 MPa (60 kgf / cm 2) bajo el agua.

Enrolle las aletas del condensador, colocando el cono de aluminio cerca de la soldadura.

En la superficie de la nervadura, se permite la deformación en giros con una profundidad de no más de 10 mm - lineal, longitudinal y radial - helicoidal, así como hasta siete giros desde cada extremo con un diámetro inferior a 67. Recubrimiento de la superficie de la tubería con aluminio después del laminado: pasivación química en una solución de álcali y sal. El área de aleteo no es inferior a 2,3 m 2.

El estabilizador de calor tiene un elemento de eslinga en la parte superior en forma de soporte de montaje. El cabestrillo se realiza mediante un cabestrillo textil en forma de bucle, con una capacidad de elevación de 0,5 toneladas.

Los estabilizadores térmicos tienen un recubrimiento externo de zinc anticorrosivo fabricado en fábrica.

Condiciones climáticas para la instalación de estabilizadores térmicos:

Temperatura no inferior a menos 40 ° C;

Humedad relativa del aire del 25 al 75%;

Presión atmosférica 84,0-106,7 kPa (630-800 mm Hg).

El lugar para la instalación de estabilizadores térmicos debe cumplir las siguientes condiciones:

Tener suficiente iluminación, al menos 200 lux;

Debe estar equipado con dispositivos de elevación.

El espacio entre el termoestabilizador y la pared del pozo se llena con una solución de suelo con un contenido de humedad de 0.5 y más. El suelo utilizado se perfora durante la perforación de un pozo o una mezcla de arcilla y arena.

El aislamiento térmico del estabilizador de calor 9 se produce en la zona de descongelación estacional.

El acero para las tuberías de acero del estabilizador térmico está adaptado a las condiciones del norte y tiene un revestimiento de zinc anticorrosión. El estabilizador térmico es liviano debido a su pequeño diámetro, mientras mantiene un amplio radio de congelación del suelo.

Los estabilizadores térmicos se entregan en el lugar de instalación completamente ensamblados y no requieren ensamblaje en el sitio. Al mismo tiempo, el estabilizador térmico está hecho para regiones sísmicas (hasta 9 puntos en la escala MSK-64) con una vida útil del recubrimiento anticorrosión de 50 años. El estabilizador térmico tiene un revestimiento anticorrosión (zinc) fabricado en fábrica.

Estabilizador térmico de suelos para acumulación de frío durante todo el año en los cimientos de edificios y estructuras, que contiene un tubo de acero de un estabilizador térmico y un tubo de aluminio de un condensador, caracterizado porque el condensador del estabilizador térmico se realiza en forma de tubo vertical que consta de un cuerpo de condensador, una tapa de condensador y dos condensadores de aletas en el exterior, un área nervio de los cuales no es inferior a 2,3 m 2, mientras que el estabilizador de calor tiene un elemento de eslinga en la parte superior en forma de soporte de montaje.

Patentes similares:

El dispositivo propuesto se refiere a la construcción de edificios de un piso en suelos de permafrost con enfriamiento artificial de los suelos de la base del edificio mediante una bomba de calor y calentamiento simultáneo del edificio mediante una bomba de calor y una fuente de calor adicional.

La invención se refiere a sistemas de enfriamiento y congelación de suelos en la construcción de ingeniería minera en zonas de permafrost (criolitozona), caracterizados por la presencia de salmueras naturales con temperaturas negativas (criopegas).

La invención se relaciona con el campo de la construcción en áreas con condiciones complejas de ingeniería y geocriológicas, donde se utiliza la estabilización térmica de permafrost y suelos plásticos congelados, y se puede usar para mantener su estado de congelación o congelación, incluso en pozos que son inestables en las paredes y propensos a deslizarse. y formación de desprendimientos de rocas.

La invención se refiere al campo de la construcción de estructuras en condiciones difíciles de ingeniería y geológicas de la zona de permafrost. La invención tiene como objetivo crear termosifones profundos con evaporadores subterráneos ultraprofundos, del orden de 50-100 mo más, con una distribución uniforme de temperatura sobre la superficie del evaporador ubicado en el suelo, lo que permite un uso más eficiente de su potencia potencial para remover calor del suelo y aumentar la eficiencia energética del dispositivo utilizado. ...

La invención se refiere al campo de la construcción, concretamente a la construcción de complejos industriales o residenciales sobre permafrost. El resultado técnico es asegurar una baja temperatura estable del permafrost en los suelos de los cimientos del complejo de construcción en presencia de una capa de suelo nivelante a granel. El resultado técnico se logra por el hecho de que el sitio para el complejo de construcción en el permafrost contiene una capa de tierra niveladora a granel ubicada en la superficie natural del suelo dentro del complejo de construcción, mientras que la capa de tierra niveladora a granel contiene una capa de enfriamiento ubicada directamente en la superficie natural del suelo y ubicada en el enfriamiento nivel, un nivel de protección, mientras que el nivel de enfriamiento contiene un sistema de enfriamiento en forma de tubos horizontales huecos ubicados paralelos a la superficie superior del sitio, y tubos huecos verticales, cuya parte inferior linda con la parte superior de los tubos horizontales y cuya cavidad está conectada a la cavidad de los tubos horizontales, mientras que su extremo superior tiene un tapón, la tubería vertical cruza la capa protectora y bordea el aire exterior, y la capa protectora contiene una capa de material de aislamiento térmico ubicada directamente sobre la capa de enfriamiento y protegida desde arriba por una capa de tierra. 1 wp f-ly, 4 dwg

La invención se refiere al campo de la construcción en áreas con condiciones geocriológicas y de ingeniería difíciles, a saber, a la estabilización térmica de permafrost y suelos débiles. El resultado técnico es aumentar la capacidad de fabricación del proceso de instalación de estabilizadores térmicos largos, reducir el tiempo de instalación y aumentar la confiabilidad de la estructura. El resultado técnico se logra por el hecho de que el estabilizador térmico de suelos de acción durante todo el año para acumular frío en los cimientos de edificios y estructuras contiene un tubo de acero del estabilizador térmico y un tubo de aluminio del condensador, mientras que el condensador del estabilizador térmico se realiza en forma de tubo vertical que consta de un cuerpo condensador, una tapa del condensador y dos condensadores nervados con laterales, cuya superficie de nervadura no es inferior a 2,3 m2, mientras que el estabilizador térmico tiene un elemento de eslinga en la parte superior en forma de soporte de montaje. 1 enfermo

La invención se refiere al campo de la construcción en áreas con condiciones geocriológicas y de ingeniería difíciles, a saber, a la estabilización térmica de permafrost y suelos débiles. El resultado técnico es aumentar la capacidad de fabricación del proceso de instalación de estabilizadores térmicos largos, reducir el tiempo de instalación y aumentar la confiabilidad de la estructura. El resultado técnico se logra por el hecho de que el estabilizador térmico de suelos de acción durante todo el año para acumular frío en los cimientos de edificios y estructuras contiene una tubería de acero del estabilizador térmico y una tubería de aluminio del condensador, mientras que el condensador del estabilizador térmico se realiza en forma de tubería vertical que consta de un cuerpo de condensador, una tapa del condensador y dos condensadores nervados con un externo. lados, cuya superficie de nervadura no es inferior a 2,3 m 2, mientras que el estabilizador térmico tiene un elemento de eslinga en la parte superior en forma de soporte de montaje. 1 enfermo

La invención se refiere al campo de la construcción en áreas con condiciones de ingeniería y geocriológicas difíciles, a saber, estabilización térmica de permafrost y suelos débiles.

Es conocido en la construcción de estructuras de capital, caminos, pasos elevados, pozos petroleros, reservorios, etc. en suelos de permafrost, es necesario aplicar medidas especiales para mantener el régimen de temperatura de los suelos durante todo el período de operación y evitar el debilitamiento de las bases de los cojinetes durante la descongelación. El método más efectivo es la ubicación en la base de la estructura de estabilizadores de suelo congelados de plástico, que generalmente contienen un sistema de tuberías llenas de refrigerante y conectadas por una parte del condensador (por ejemplo: solicitud de patente RF No. 93045813, No. 94027968, No. 2002121575, No. 2006111380, Patentes RF No. 2384672, No. 2157872 ...

Por lo general, la instalación de SPMG se lleva a cabo antes de la construcción de estructuras: se prepara un pozo, se vierte un colchón de arena, se instalan estabilizadores térmicos, se vierte el suelo y se instala una capa de aislamiento térmico (Revista "Fundaciones, fundaciones y mecánica del suelo, No. 6, 2007, págs. 24-28). Una vez finalizada la construcción de la estructura, el control del funcionamiento del termoestabilizador y la reparación de las piezas individuales es muy difícil, lo que requiere una redundancia adicional (Gas Industry Journal, No. 9, 1991, págs. 16-17). Para mejorar la mantenibilidad de los estabilizadores térmicos, se propone colocarlos dentro de tubos protectores con un extremo tapado, llenos de un líquido de alta conductividad térmica (patente RF nº 2157872). Las tuberías de protección se colocan debajo del vertedero de tierra y una capa de aislamiento térmico con una pendiente de 0-10 ° al eje longitudinal de la base. El extremo abierto de la tubería se saca del contorno del relleno de tierra. Este diseño permite, en caso de fugas, deformaciones u otros defectos en las tuberías de refrigeración, retirarlas, hacer las reparaciones actuales y volver a instalarlas. Sin embargo, en este caso, el costo del producto aumenta significativamente debido al uso de tuberías protectoras y un líquido especial.

Los tubos de calor de varios diseños (patente RF No. 2327940, patente RF para el modelo de utilidad No. 68108) instalados en pozos se utilizan para enfriar el suelo en la base de las estructuras durante el período operativo. Para garantizar la comodidad de fabricación, transporte e instalación de los tubos de calor, su cuerpo tiene al menos un inserto realizado en forma de fuelle (patente de RF para el modelo de utilidad No. 83831). El inserto suele estar equipado con un clip rígido extraíble para fijar la posición relativa de las secciones del cuerpo. La carcasa rígida se puede perforar para llenar el espacio entre ella y el fuelle con tierra para reducir la resistencia térmica. Se supone que la inmersión de la tubería de calor en el pozo es seccional, por medio de una muesca estática. Esto conduce a grandes cargas de flexión en la estructura, que pueden provocar daños.

Cerca de la presente invención hay un método para eliminar sedimentos de terraplenes en permafrost mediante congelación descongelación de suelos con termosifones largos (JSC Russian Railways, FGUP VNIIZhT, "Instrucciones técnicas para eliminar sedimentos en terraplenes en permafrost mediante congelación descongelación de suelos con termosifones largos" M., 2007). Este método prevé la perforación de varios pozos inclinados uno hacia el otro desde extremos opuestos de la estructura, después de lo cual los dispositivos de enfriamiento (termosifones) se sumergen hasta la profundidad final del pozo con una carga de presión estática. Como ya se señaló, esto da como resultado cargas destructivas significativas en los elementos estructurales del dispositivo de enfriamiento.

Lo más cercano a la presente invención es la invención No. 2454506 C2 IPC E02D 3/115 (2006.01) "Un dispositivo de enfriamiento para estabilizar la temperatura de suelos de permafrost y un método para montar tal dispositivo". Esta invención tiene como objetivo mejorar la capacidad de fabricación del proceso de montaje de estabilizadores térmicos largos, reduciendo el tiempo de instalación, aumentando la confiabilidad de la estructura y reemplazando áreas dañadas, al tiempo que reduce el costo de instalación del dispositivo.

El resultado técnico reivindicado se logra porque la instalación de un dispositivo de enfriamiento para estabilizar la temperatura del suelo de permafrost incluye:

Paso de un orificio pasante;

Brochado en dirección opuesta a la dirección de penetración del estabilizador térmico en el pozo;

Instalación de condensadores.

El estabilizador térmico (termosifón largo) contiene tubos de condensador y evaporador llenos de refrigerante, conectados por manguitos de fuelle (fuelles). Cada una de las mangas está reforzada con vendajes. Las tuberías del condensador se ubican en los bordes del termoestabilizador y el brochado se realiza hasta que las tuberías del condensador se ubican sobre la superficie del suelo.

Los condensadores (intercambiadores de calor) incluyen tubos de condensador con elementos de refrigeración instalados (bridas, discos, aletas, etc., o radiadores de otro diseño). Normalmente, el intercambiador de calor se monta presionando las bridas del disco sobre el tubo del condensador. Este método es el más conveniente en tales condiciones climáticas. Se pueden utilizar soldaduras y pernos si es necesario. También se pueden usar otros condensadores dentro del alcance de la presente invención. El hecho de que la instalación final del condensador se lleve a cabo luego de tirar del estabilizador térmico a través del pozo permite el uso de pozos de menor diámetro y no requiere grandes costos de material y mano de obra.

La instalación de condensadores en ambos lados del estabilizador térmico mejora la eficiencia del dispositivo. Y el método de instalación permite el uso de estabilizadores de calor de una longitud mucho más larga y, como resultado, aumenta significativamente la zona de enfriamiento. Uno de los condensadores se puede montar en fábrica, lo que simplifica el procedimiento de instalación en condiciones climáticas difíciles. (Dado que se usa tracción en lugar del procedimiento habitual para presionar el estabilizador de calor de acuerdo con la presente invención, se reduce el riesgo de dañar el condensador cuando se instala el estabilizador de calor).

Por tanto, la presente invención mejora la capacidad de fabricación del proceso de montaje de estabilizadores térmicos prolongados cambiando la dirección de instalación del estabilizador térmico; reduce el tiempo de instalación del dispositivo al reducir el número de operaciones y la capacidad de realizar trabajos desde un lado de la estructura; aumenta la confiabilidad y seguridad de la instalación; simplifica el procedimiento para reemplazar áreas dañadas. Debido al bajo costo del trabajo de instalación y la posibilidad de realizarlo ya durante la operación de la instalación, es más rentable reemplazar los termostabilizadores averiados colocando líneas adicionales que desmantelarlos y repararlos.

La desventaja de la solución técnica conocida es una solución estructural compleja y, como resultado, un área de aplicación estrecha debido a la profundidad limitada de colocación del pilote y la congelación profunda del suelo en otros casos, así como una baja eficiencia debido al sistema de enfriamiento de acción forzada horizontal.

El objetivo de la presente invención es crear un estabilizador térmico de suelos racional y confiable que cumpla con altos requisitos tecnológicos y de diseño para mantener el régimen de temperatura de los suelos durante todo el período de operación, debido a la conformidad del estabilizador térmico con las características arquitectónicas de la estructura.

Los estabilizadores térmicos se entregan en el lugar de instalación completamente ensamblados y no requieren ensamblaje en el sitio. Al mismo tiempo, el estabilizador térmico está hecho para regiones sísmicas (hasta 9 puntos en la escala MSK-64) con una vida útil y una vida útil de un recubrimiento anticorrosión de 50 años. El estabilizador térmico tiene un revestimiento anticorrosión (zinc) fabricado en fábrica.

El estabilizador térmico se sumerge directamente después de perforar el pozo. El espacio entre el termoestabilizador y la pared del pozo se llena con una solución de suelo con un contenido de humedad de 0.5 y más. El suelo utilizado se perfora durante la perforación o una mezcla de arcilla y arena.

El nivel del fondo del estabilizador térmico y el nivel del fondo del pozo se determinan durante la instalación del estabilizador térmico.

La esencia de la invención se ilustra en la Fig. uno.

El estabilizador térmico consta de: el condensador del estabilizador térmico 1, la carcasa del condensador 2, la tapa del condensador 3, la tubería de acero del estabilizador térmico 4, la tubería del condensador de aluminio 5, el soporte de montaje del estabilizador térmico 6, la carcasa del estabilizador térmico 7, la punta del estabilizador térmico 8, el inserto del estabilizador térmico aislante térmico 9.

El condensador del estabilizador térmico 1 está hecho en forma de tubería vertical: el cuerpo del condensador 2, que consta de una tapa del condensador 3 y dos capacitores con aletas desde el exterior, las aletas se enrollan, colocando la tubería de aluminio del condensador 5 cerca de la soldadura.

Las aletas son muy eficientes, la dirección helicoidal de los giros es arbitraria. En la superficie de las nervaduras, se permite la deformación en giros de no más de 10 mm, el recubrimiento de la superficie de la tubería con aluminio después del laminado es pasivación química en una solución de álcali y sal. El área de aleteo es de al menos 2,43 m 2.

El enfriamiento efectivo del estabilizador térmico se logra debido a la gran superficie de las aletas.

Se permite que el cuerpo del estabilizador térmico esté hecho de dos o tres partes, soldadas en la máquina para la soldadura automática de tubos de acero MD (costura no estándar, la soldadura se realiza con un arco giratorio controlado magnéticamente).

La costura soldada se prueba para determinar su resistencia y estanqueidad con aire a una sobrepresión de 6,0 MPa (60 kgf / cm 2) bajo el agua.

Enrolle las aletas del condensador, colocando el cono de aluminio cerca de la soldadura.

En la superficie de la nervadura, se permite la deformación en giros con una profundidad de no más de 10 mm - lineal, longitudinal y radial - helicoidal, así como hasta siete giros desde cada extremo con un diámetro inferior a 67. Recubrimiento de la superficie de la tubería con aluminio después del laminado: pasivación química en una solución de álcali y sal. El área de aleteo no es inferior a 2,3 m 2.

El estabilizador de calor tiene un elemento de eslinga en la parte superior en forma de soporte de montaje. El cabestrillo se realiza mediante un cabestrillo textil en forma de bucle, con una capacidad de elevación de 0,5 toneladas.

Los estabilizadores térmicos tienen un recubrimiento externo de zinc anticorrosivo fabricado en fábrica.

Condiciones climáticas para la instalación de estabilizadores térmicos:

Temperatura no inferior a menos 40 ° C;

Humedad relativa del aire del 25 al 75%;

Presión atmosférica 84,0-106,7 kPa (630-800 mm Hg).

El lugar para la instalación de estabilizadores térmicos debe cumplir las siguientes condiciones:

Tener suficiente iluminación, al menos 200 lux;

Debe estar equipado con dispositivos de elevación.

El espacio entre el termoestabilizador y la pared del pozo se llena con una solución de suelo con un contenido de humedad de 0.5 y más. El suelo utilizado se perfora durante la perforación de un pozo o una mezcla de arcilla y arena.

El aislamiento térmico del estabilizador de calor 9 se produce en la zona de descongelación estacional.

El acero para las tuberías de acero del estabilizador térmico está adaptado a las condiciones del norte y tiene un revestimiento de zinc anticorrosión. El estabilizador térmico es liviano debido a su pequeño diámetro, mientras mantiene un amplio radio de congelación del suelo.

Los estabilizadores térmicos se entregan en el lugar de instalación completamente ensamblados y no requieren ensamblaje en el sitio. Al mismo tiempo, el estabilizador térmico está hecho para regiones sísmicas (hasta 9 puntos en la escala MSK-64) con una vida útil del recubrimiento anticorrosión de 50 años. El estabilizador térmico tiene un revestimiento anticorrosión (zinc) fabricado en fábrica.

Estabilizador térmico de suelos para acumulación de frío durante todo el año en los cimientos de edificios y estructuras, que contiene un tubo de acero de un estabilizador térmico y un tubo de aluminio de un condensador, caracterizado porque el condensador del estabilizador térmico se realiza en forma de tubo vertical que consta de un cuerpo de condensador, una tapa de condensador y dos condensadores de aletas en el exterior, un área nervio de los cuales no es inferior a 2,3 m 2, mientras que el estabilizador de calor tiene un elemento de eslinga en la parte superior en forma de soporte de montaje.

Patentes similares:

El dispositivo propuesto se refiere a la construcción de edificios de un piso en suelos de permafrost con enfriamiento artificial de los suelos de la base del edificio mediante una bomba de calor y calentamiento simultáneo del edificio mediante una bomba de calor y una fuente de calor adicional.

La invención se refiere a sistemas de enfriamiento y congelación de suelos en la construcción de ingeniería minera en zonas de permafrost (criolitozona), caracterizados por la presencia de salmueras naturales con temperaturas negativas (criopegas).

La invención se relaciona con el campo de la construcción en áreas con condiciones complejas de ingeniería y geocriológicas, donde se utiliza la estabilización térmica de permafrost y suelos plásticos congelados, y se puede usar para mantener su estado de congelación o congelación, incluso en pozos que son inestables en las paredes y propensos a deslizarse. y formación de desprendimientos de rocas.

La invención se refiere al campo de la construcción de estructuras en condiciones difíciles de ingeniería y geológicas de la zona de permafrost. La invención tiene como objetivo crear termosifones profundos con evaporadores subterráneos ultraprofundos, del orden de 50-100 mo más, con una distribución uniforme de temperatura sobre la superficie del evaporador ubicado en el suelo, lo que permite un uso más eficiente de su potencia potencial para remover calor del suelo y aumentar la eficiencia energética del dispositivo utilizado. ...

La invención se refiere al campo de la construcción, concretamente a la construcción de complejos industriales o residenciales sobre permafrost. El resultado técnico es asegurar una baja temperatura estable del permafrost en los suelos de los cimientos del complejo de construcción en presencia de una capa de suelo nivelante a granel. El resultado técnico se logra por el hecho de que el sitio para el complejo de construcción en el permafrost contiene una capa de tierra niveladora a granel ubicada en la superficie natural del suelo dentro del complejo de construcción, mientras que la capa de tierra niveladora a granel contiene una capa de enfriamiento ubicada directamente en la superficie natural del suelo y ubicada en el enfriamiento nivel, un nivel de protección, mientras que el nivel de enfriamiento contiene un sistema de enfriamiento en forma de tubos horizontales huecos ubicados paralelos a la superficie superior del sitio, y tubos huecos verticales, cuya parte inferior linda con la parte superior de los tubos horizontales y cuya cavidad está conectada a la cavidad de los tubos horizontales, mientras que su extremo superior tiene un tapón, la tubería vertical cruza la capa protectora y bordea el aire exterior, y la capa protectora contiene una capa de material de aislamiento térmico ubicada directamente sobre la capa de enfriamiento y protegida desde arriba por una capa de tierra. 1 wp f-ly, 4 dwg

La invención se refiere al campo de la construcción en áreas con condiciones geocriológicas y de ingeniería difíciles, a saber, a la estabilización térmica de permafrost y suelos débiles. El resultado técnico es aumentar la capacidad de fabricación del proceso de instalación de estabilizadores térmicos largos, reducir el tiempo de instalación y aumentar la confiabilidad de la estructura. El resultado técnico se logra por el hecho de que el estabilizador térmico de suelos de acción durante todo el año para acumular frío en los cimientos de edificios y estructuras contiene un tubo de acero del estabilizador térmico y un tubo de aluminio del condensador, mientras que el condensador del estabilizador térmico se realiza en forma de tubo vertical que consta de un cuerpo condensador, una tapa del condensador y dos condensadores nervados con laterales, cuya superficie de nervadura no es inferior a 2,3 m2, mientras que el estabilizador térmico tiene un elemento de eslinga en la parte superior en forma de soporte de montaje. 1 enfermo