Устройство для образования незамерзающей зоны в акватории Советский патент 1993 года по МПК E02B15/00 

ел

С

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для образования незамерзающей зоны в акватории. Цель изобретения - повышение эффективности работы устройства за счет использования тепла грунтовых вод при образовании незамерзающей зоны в мелководной акватории. В предлагаемом устройстве центральная часть водоема, защищаемая от замерзания, обнесена теплоизоляционным поясом,нижний конец которого заглублен в дно водоема, а верхний расположен ниже уровня зеркала воды. Пояс преграждает перемещение холодных масс от берегов, а тепло в ограждаемую зону передается теплоносителем с нижнего конца тепловой трубы, помещенного в зону грунтовых вод, в верхний конец, который отдает тепло объему воды. Нагретая таким образом вода поднимается вверх и предотвращает образование льда на поверхности водоема, а охлажденный от наружного воздуха верхний слой воды опускается вниз водоема, где вновь нагревается от верхних концов тепловых труб. 1 ил.

. Изобретение относится к области гидротехники и может быть использовано для образования незамерзающей зоны в акватории.

Цель изобретения - повышение эффективности работы устройства за счет использования тепла грунтовых вод при образовании незамерзающей воды в мелководной акватории.

На чертеже показано предлагаемое устройство, разрез.

Центральная часть водоема обнесена по периметру теплоизоляционным поясом 1, нижний конец которого заглублен в дно водоема, а верхний расположен ниже уровня зеркала воды. По дну водоема в пределах площади охваченной теплоизоляционным

поясом 1, в скважинах 2, пробуренных на глубину 10-30 м, установлены тепловые трубы 3 герметичные, содержащие теплоноситель и частично покрытые снаружи теплоизоляцией 4, верхний конец 5 которых нетеплоизолирован и выступает над поверхностью дна, а нижний нетеплоизолирован- ный конец 6 расположен в пределах скважин. Позицией 7 обозначен ледяной покров.

Устройство работает следующим образом.

Как показывают исследования, на глубинах 10-30 м ниже дна водоема температура грунтовых вод составляет 7-10°С. В то же время при отрицательных температурах воздуха и наличии льда на поверхности Ю

СЛ

ю о

доема, температура на дне водоема в большинстве случаев составляет всего 0,1-0,3°С и этого количества тепловой энергии не хватает для образования незамерзающей акватории. Замерзание воды в водоеме начинается от берегов, где в результате промерзания берегового грунта вода охлаждается и сверху и снизу. Потоки холода стекают от берегов по наклонному дну к центру водоема, что увеличивает охлажде- ние дна центральной части. В предлагаемом устройстве центральная часть водоема, защищаемая от замерзания, обнесена теплоизоляционным поясом 1, преграждающим перемещение холодных масс от берегов, а тепло передается теплоносителем с нижнего конца 6 тепловой трубы 3, помещенного в зону грунтовых вод, в верхний конец 5, который отдает тепло объему воды водоема. Нагретая таким образом во- да поднимается вверх и предотвращает образование льда на поверхности водоема, а охлажденный от наружного воздуха верхний слой воды опускается вниз водоема, где вновь нагревается от верхних концов 5 теп- ловых труб.

В зависимости от географической зоны расположения водоема, тепловые трубы могут быть выполнены или с пассивной циркуляцией теплоносителя, когда герметичная оболочка целиком заполнена легкоподвижной жидкостью, например, керосином, или с активной циркуляцией теплоносителя. В последнем случае герметичная оболочка тепловой трубы частично заполнена легко- кипящей жидкостью (эфир, ацетон) и отва- куумирована. При этом теплоноситель в нижнем конце трубы кипит при температуре 7-10°С, поднимающийся пар отдает тепло

верхнему концу 5 трубы, а сам охлаждается, конденсируется и жидкость вновь возвращается в нижний конец 6 трубы. Тепло переносится паром с большей скоростью, чем жидкостью и чем большему охлаждению подвергается водоем, тем интенсивнее становится циркуляция, за счет более активной конденсации пара.

Предлагаемое устройство может применяться для установки в мелководных водоемах, в которых остаются на зиму дикие водоплавающие птицы, а также для хозяйственного птицеводства, рыбоводства, или для занятий зимними видами спорта, например, моржеванием.

Формула изобретения Устройство для образования незамерзающей зоны в акватории, включающее теплоизоляционный замкнутый пояс и содержащую теплоноситель тепловую трубу с внешней теплоизоляцией на части ее длины, установленную в заглубленную на 10- 30 м от поверхности дна скважину нетеплоизолированным нижним концом, при этом теплоизолированный верхний конец трубы выведен над устьем скважины, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства за счет использования тепла грунтовых вод при образовании незамерзающей зоны в мелководной акватории, оно снабжено дополнительными тепловыми трубами, установленными в дополнительных скважинах, размещенных в пределах образуемой незамерзающей зоны, по периметру которой установлен теплоизоляционный пояс, нижняя часть которого заглублена в дно водоема, а верхняя его кромка расположена ниже уровня зеркала воды акватории.

t