Устройство для аккумуляции холода в грунте Советский патент 1983 года по МПК E02D3/115 

со

СХ) ;ik Изобретение- относится к строител ству и касается аккумуляции холода в грунте, используемом в качестве оснований различных сооружений. Известно устройство для аккумуля ции холода в грунте, включающее час тично заглубленный в грунт корпус, полость которого посредством поперечной диафрагмы разделена на верхнюю и нижнюю секции,частично заполненные теплоносителем, и размещенны за пределами корпуса патрубок, сооб щающий между собой секции корпуса. Принудительная циркуляция обеспе чивается путем подачи в одну из сек ций корпуса сжатого,газа, вытесняющего теплоноситель из одной секци корпуса в другую по патрубку 1J, Наиболее близким к предлагаемому является устройство для аккумуляции холода в грунте, включающее частично размещенный в грунте и заполненный теплоносителем корпус, размещен ные в корпусе диафрагму, выполненную с обратным клапаном, поршень, выполненный также с обратным клапаном и соединенный посредством штока с двигателем, обеспечивающим перемещение поршня, и патрубком, уста новленным за пределами корпуса и ги равлически сообщающим между собой его надземные и подземные части. Принудительная циркуляция теплоносителя обеспечивается в результа те перемещения поршня, выталкивающе го теплоноситель из одной части кор са в другую по патрубку 2. Недостаток известных устройств заключается в том, что принудительная циркуляция теплоносителя -обеспе чивается за счет энергии, подводиМой извне механическим приводом без использования при этом внутренней тепловой энергии охлаждаемого грунтового массива, что обуславливает повышенную энергоемкость, следовательно, низкую эффективность аккуму ляции ,холода в грунте. Цель изобретения - повышение эфф тивности работы устройства. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для аккумуляции холода в грунте, включающем частично размещенный в грунте и заполненный теплоносителем корпус, установленный в корпусе поршень, выполненный с обратным клапаном и соединенный посредством штока с приспособлением для его перемещения,и патрубок, размещенный за пределами корпуса и гидравлически сообщающий между собой подземную и надземную части корпуса, корпус снабжен магнитным кольцевым упором, прикрепленным к его стенкам ниже поршня, поршень выполнен из магнитопроницаемого материала, приспособление для перемещения поршня выполнено в виде деформируемого змеевика, прикрепленного к днище корпуса, а патрубок в зоне примыкания его к подземной части корпуса оснащен дополнительным обратным клапаном. На чертеже изображено устройство, продольный разрез. Устройство для аккумуляции холода в грунте содержит частично размещенный в. грунте трубчатый корпус 1, заполненный теплоносителем 2, например водным раствором хлористого кальция, и размещенный в корпусе 1 поршень 3, соединенный посредством штока k с приводом. Разделенные поршнем 3 верхняя и нижняя части корпуса 1 соединены патрубком 5, оборудованным трехходовым краном 6. Привод выполнен в виде деформируемого змеевика 7, заполненного легкокипящей жидкостью, например фреоном, и смонтирован в нижней части корпуса 1. Возможно также изготовление привода в виде заполненной легкокипящей жидкостью камеры с переменным объемом с гофрированными стенками (не показано). Корпус ,1 ниже поршня 3 имеет кольцевой упор 8 из магнитного материала, а поршень 3 изготовлен из магнитопроницаемого материала.Патрубок 5 и поршень 3 снабжены обратными клапанами 9 и 10 соответственно.В верхней части корпуса 1 установлена заливная горловина 11 с крышкой 12, Для уменьшения теплообмена в летний период года поршень 3 устанавливается в крайнем верхнем положении (на уровне дневной поверхности) и может быть выполнен с прослойкой из теплоизоляционного материала (не показано), . Устройство работает следующим образом. Под действием тепла, поступающего из охлаждаемого грунтового массива, легкокипящая жидкость в змеевике 7 испаряется, что обусловливает увеличение давления, стремящегося вследствие разницы деформаций по стенкам большого и малого радиусов растянуть змеевик 7 (увеличить шаг его закручивания). Повышение давления легкоки пящей жидкости (ее нагрев) происходи до тех пор, пока возникающие при это растягивающие усилия, передаваемые от змеевика 7 поршню 3 через шток не превысят силы притяжения магнит-ного кольцевого упора 8 и поршня 3 из магнитопроницаемого материала, после чего поршень 3 открывается от упора 8, перемещаясь вверх,Перемещение поршня 3 вверх приводит к вытеснению охлажденного теплоносителя из надпоршневой части корпуса 1 через патрубок 5, трехходовой кран 6 и обратный клапан 9 в подпоршневую часть корпуса 1, что, в свою очередь, обеспечивает охлаждение окружающего грунтового массива и змеевика 7. При охлаждении змеевик 7 ежимается (укорачивается) в результате уменьшения давления легкокипящей жид кости , перемещая поршень 3 вниз до сцепления с кольцевым упором 8, что определяет вытеснение нагретого теплоносителя 2 из подпоршневой части корпуса 1 ерез обратный клапан в надпоршневую. После этого начинается новый цикл работы устройства. Площадь контакта кольцевого упора 8 и поршня 3 подбирается таким обра зом, чтобы при расчетной температуре охлаждения грунта силы их притя жения превышали силы растяжения змеевика 7, при этом вся система будет находиться, в равновесном состоянии. Для повышения эффективности работы устройства время охлаж дения :теплоносителя 2 в надпоршневой части корпуса 1 до температуры наружного воздуха должно быть меньше или равно времени нагрева змеевика 7 ДО расчетной температуры. В летнее время, при температуре наружного воздуха выше расчетной температуры охлаждения грунта, очередная порция теплоносителя, поступающего 8 подпоршневую часть корпуса 1 , не обеспечивает охлаждение змеевика 7, и поршень 3 остается в верхнем положении, исключая конвективный теплообмен и препятствуя теплопередаче между разделенными поршнем 3 верхней и нижней частями корпуса 1.При повторном наступлении холодного периода года (температура наружного воздуха ниже температуры расчетной) для запуска устройства необходимо осуществить подачу охлажденного теплоносителя 2 в подпоршневую часть корпуса 1 через патрубок 5, обратный клапан 9, трехходовой кран 6 при вертикальном положении последнего (не показано) и снятой крышке 12 путем слива теплоносителя 2 из надпоршневой части корпуса 1 и заливки в патрубок 5По сравнению с известными предлагаемое устройство позволяет использовать для принудительной циркуляции хладоносителя тепловую энергию охлаждаемого грунтового массива, что повышает эффективность аккумуляции холода в грунте и надежность работы устройства (отпадает необходимость в наличии механического привода, требующего подвода внешней энергии) .Отсутствие сложного механического привода обуславливает значительное упрощение конструкции устройства.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АККУМУЛЯЦИИ ХОЛОДА В ГРУНТЕ, включающее частично размещенный в грунте и заполненный теплоносителем, корпус, установленный в корпусе поршень, выполненный с обратным клапаном и соединенный посредством штока с приспособлением для его перемещения, и патрубок, размещенный за пределами корпуса и гидравлически сообщающий между собой подземную и надземную части корпуса , отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности его работы, корпус снабжен магнитным кольцевым упором, прикрепленным к его стенкам ниже поршня, поршень выполнен из магнитопроницаемого материала, приспособление для перемещения поршня выполнено в виде деформируемого змеевика, прикрепленного к днищу корпуса, а патрубок в зоне примыкания его к подземной части корпуса оснащен до(Л полнительным обратным клапаном.