устройство для аккумуляции холода

Формула изобретения

Устройство для аккумуляции холода, содержащее обсадную трубу, заполненную хладагентом и состоящую из испарителя, погруженного в грунт, и конденсатора, компрессорно-конденсаторный агрегат, расположенный над конденсатором и соединенный нагнетательным и отводящим трубопроводами с трубопроводом, расположенным в зазоре между испарителем и оболочкой и выполненным в виде трубки эллипсного сечения, плотно навитой на конденсатор, причем зазор между трубопроводом и оболочкой заполнен теплоизоляцией, отличающееся тем, что в устройство для аккумуляции холода дополнительно введены впускной трубопровод с нагнетательным патрубком компрессора и выпускной трубопровод, причем впускной трубопровод расположен на всю длину обсадной трубы от нагнетательного патрубка компрессора к испарителю через зону конденсации, а выпускной - от нагнетательного трубопровода к конденсатору обсадной трубы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области холодильной техники и касается замораживания грунта, используемого для создания ледопородных ограждений.

Известно устройство для аккумуляции холода, состоящее из испарителя, погруженного в грунт, и конденсатора, расположенного выше поверхности грунта. Вокруг испарителя и части конденсатора смонтирована оболочка с зазором, который заполнен хладоносителем. Оболочка, смонтированная вокруг конденсатора, снабжена теплоизоляцией. К оболочке подведены нагнетательный и отводящий трубопроводы, причем нагнетательный трубопровод находится внутри оболочки и соединен с коллектором. (Устройство для аккумуляции холода. Патент №2168584 от 10.06.2001 г., Е 02 D 3/115).

Недостатками этого устройства является то, что в зимний период при солнечной погоде температура поверхности конденсаторной части тепловой трубы повышается, вследствие чего снижается производительность устройства. Кроме того, при подаче хладоносителя охлаждение устройства - централизованное, вследствие чего увеличиваются энергетические затраты и ухудшается технологичность устройства.

Наиболее близким к заявленному изобретению является устройство для аккумуляции холода, включающее обсадную трубу, состоящую из испарителя, погруженного в грунт, и конденсатора, состоящего из конденсаторных зон А и В, вокруг части конденсатора в конденсаторной зоне А смонтирована оболочка с зазором, в котором расположен трубопровод, выполняющий роль испарителя и выполненный в виде трубки эллипсного сечения, плотно навитой на конденсатор, зазор в конденсаторной зоне А между трубопроводом и оболочкой заполнен теплоизоляцией. Устройство также содержит компрессорно-конденсаторный агрегат, соединенный нагнетательным и отводящим трубопроводами при помощи терморегулирующего вентиля с помощью гермомуфт с трубопроводом, находящимся в конденсаторной зоне А. [Патент на полезную модель №42546 от 10.12.2004 "Устройство для аккумуляции холода", авторы: Малышев Ф.А., Максименко В.А., Янушенко А.П., Ницевич О.А.].

Недостатками этого устройства является то, что при прекращении работы по замораживанию грунта в данном месте и необходимости вытащить обсадную трубу из земли, в случае переноса устройства в другое место, требуется длительный период для разморозки обсадной трубы.

Задача изобретения - возможность быстрой оттайки обсадной трубы, а также расширение функциональных возможностей устройства.

Данный технический результат достигается тем, что в устройство для аккумуляции холода, содержащее обсадную трубу, заполненную хладагентом и состоящую из испарителя, погруженного в грунт, и конденсатора, компрессорно-конденсаторный агрегат, расположенный над конденсатором и соединенный нагнетательным и отводящим трубопроводами с трубопроводом, расположенным в зазоре между испарителем и оболочкой и выполненном в виде трубки эллипсного сечения, плотно навитой на конденсатор, причем зазор между трубопроводом и оболочкой заполнен теплоизоляцией, дополнительно введены впускной трубопровод с нагнетательным патрубком компрессора и выпускной трубопровод, причем впускной трубопровод расположен на всю длину обсадной трубы от нагнетательного патрубка компрессора к испарителю через зону конденсации, а выпускной - от нагнетательного трубопровода к конденсатору обсадной трубы.

Устройство включает обсадную трубу, состоящую из испарителя 1, погруженного в грунт, и конденсатора 2, состоящего из конденсаторных зон А и В, вокруг конденсаторной зоны А смонтирована оболочка 3 с зазором, в котором расположен трубопровод 4, выполняющий роль испарителя и выполненный в виде трубки эллипсного сечения, плотно навитой на обсадную трубу, зазор в конденсаторной зоне А между трубопроводом 4 и оболочкой 3 заполнен теплоизоляцией 5. Устройство для аккумуляции холода содержит компрессорно-конденсаторный агрегат 6, состоящий из компрессора 7 с нагнетательным патрубком 8 и конденсатора 9, расположенный над конденсатором 2 на сплошном каркасе из светонепроницаемого материала, и соединенный нагнетательным трубопроводом 10 и отводящим трубопроводом 11 при помощи терморегулирующего вентиля 12 с помощью гермомуфт 13 с трубопроводом 4. Впускной трубопровод 14 расположен на всю длину обсадной трубы от нагнетательного патрубка 8 компрессора 7 компрессорно-конденсаторного агрегата 6 к испарителю 1 через зоны конденсации А и В конденсатора 2 и имеет вентиль 15. Выпускной трубопровод 16 с вентилем 17 и гермомуфтой 18 соединяет обсадную трубу с нагнетательным трубопроводом 10. Перед конденсатором 9 компрессорно-конденсаторного агрегата 6 установлен вентиль 19.

Устройство работает следующим образом.

С наступлением периода, когда среднесуточная температура наружного воздуха становится ниже 0°С, происходит охлаждение и замораживание грунта за счет циркуляции хладагента в испарителе обсадной трубы. Конденсация происходит в конденсаторной зоне В.

С наступлением периода, когда среднесуточная температура наружного воздуха становится выше 0°С, в обсадной трубе происходит повышение давления и циркуляция хладагента прекращается и включается компрессорно-конденсаторный агрегат 6. За счет циркуляции хладагента в компрессорно-конденсаторном агрегате 6 давление в обсадной трубе понижается. Хладагент из компрессорно-конденсаторного агрегата 6, расположенного над конденсатором 2, поступает в нагнетательный трубопровод 10, затем в конденсаторную зону А в трубопровод 4, выполненный в виде трубки эллипсного сечения, плотно навитой на конденсатор 2, где посредством теплообмена происходит конденсация хладагента, находящегося в конденсаторе 2, вокруг которого смонтирована оболочка 3 с зазором, а зазор между трубопроводом 4 и оболочкой 3 заполнен теплоизоляцией 5. Далее пары хладагента из трубопровода 4 поступают в отводящий трубопровод 11 и возвращаются в компрессорно-конденсаторный агрегат 6, где происходит их сжатие, конденсация, и через нагнетательный трубопровод 10 хладагент возвращается в конденсаторную зону А, и цикл повторяется.

При отсутствии необходимости в дальнейшем использовании устройства для аккумуляции холода на данной территории и необходимости использования его в другом месте, необходимо разморозить обсадную трубу для ее извлечения из земли и дальнейшей установки в нужном месте. Для этого при работающем компрессоре 7 компрессорно-конденсаторного агрегата 6 открываем вентили 15, 17 и закрываем вентиль 19, в результате чего компрессор нагнетает горячие пары хладагента, минуя конденсатор 2, по впускному трубопроводу 14 в испаритель 1, при этом повышается давление в обсадной трубе. Горячие пары, поступившие в испаритель 1 по впускному трубопроводу 14, конденсируясь, отдают теплоту стенкам испарителя 1. Из-за высокого давления в обсадной трубе хладагент, находящийся в испарителе 1 будет кипеть при плюсовых температурах, что не мешает процессу оттайки. Испарившийся или выкипевший хладагент из испарителя 1 поднимается вверх и в силу разностей давлений в обсадной трубе и трубопроводе 4 движется через выпускной трубопровод 16 и нагнетательный трубопровод 10 в трубопровод 4. При этом, проходя через терморегулирующий вентиль 12, хладагент частично конденсируется в силу резкого понижения давления. В трубопроводе 4 сконденсировавшиеся капли выкипают, при этом понижется давление в зоне конденсации А, а затем пары хладагента всасываются компрессором 7 компрессорно-конденсаторного агрегата 6 через отводящий трубопровод 11, и цикл повторяется.

Использование описанного устройства позволяет значительно быстрее произвести оттайку обсадной трубы благодаря тому, что горячие пары хладагента будут непосредственно отдавать теплоту стенкам испарителя, что делает данное устройство значительно функциональней и более рентабельным.