Устройство для аккумуляции холода в грунте

(1% ИИ Е 02 Е ИЗОБРЕТЕНИЯВИДтВЪСтви . ОЛИСА И АВТОРС ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ. 2, Авторское свидетельство СССРйф 607881, кл. Е 02 0 3/12 1977(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ А 1 У 1"1 УЛЯцИИ 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 пределамикорпуса и гидравлически сообщающиймежду собой подземную и надземную части корпуса , о т л и ч а ю"щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности его работы, корпусснабжен магнитным кольцевым упором,прикрепленным к его стенкам нижепоршня, поршень выполнен из магнитопроницаемого материала, приспособление для перемещения поршня выполне"но в виде деформируемого змеевика,прикрепленного к днищу корпуса, апатрубок в зоне примыкания его кподземной части корпуса оснащен дополнительным обратным клапаном.10384 20 Изобретение относится к строительству и касается аккумуляции холодав грунте, используемом в качествеоснований различных сооружений.Известно устройство для аккумуляции холода в грунте, включающее частично эаглубленный в грунт корпус,полость которого посредством поперечной диафрагмы разделена на верхнюю и нижнюю секции, частично заполненные теплоносителем, и размещенныйэа пределами корпуса патрубок, сообщающий между собой секции корпуса.Принудительная циркуляция обеспечивается путем подачи в одну из секций корпуса сжатого, газа, вытесняющего теплоноситель из одной секциикорпуса в другую по патрубку 11).Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройс 1 во для аккумуляциихолода в грунте, включающее частично размещенный в грунте и заполненный теплоносителем корпус, размещенные в корпусе диафрагму, выполненную с обратным клапаном, поршень,выполненный также с обратным клапаном и соединенный посредством штока с двигателем, обеспечивающим перемещение поршня, и патрубком, установленным за пределами корпуса и гидравлически сообщающим между собойего надземные и подземные части,Принудительная циркуляция теплоносителя обеспечивается в результате перемещения поршня, выталкивающего теплоноситель из однои части карпуч 35са в другую по патрубку 21.Недостаток известных устройствзаключается в том, что принудительная циркуляция теплоносителя обеспе 40чивается за счет энергии, подводимой извне механическим приводом беэиспользования при этом внутреннейтепловой энергии охлаждаемого грунтового массива, что обуславливает45повышенную энергоемкость, следовательно, низкую эффективность аккуму- .ляции,холода в грунте.Цель изобретения - повышение эффек.тивности работы устройства,указанная цель достигается тем,что в устройстве для аккумуляциихолода 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 17 2патрубок, 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 магнитопрони. цаемого 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 ус 1 ройство, продольный разрез.Устройство для аккумуляции холода в грунте содержит частично размещенный в. грунте трубчатый корпус 1, заполненный теплоносителем 2, например водным раствором хлорис. того кальция, и размещенный в корпусе 1 поршень 3, соединенный посредством штока 4 с приводом. Разделенные поршнем 3 верхняя и нижняя части корпуса 1 соединены патрубком 5, оборудованным трехходовым краном 6. Привод выполнен в виде деформируемого змеевика , 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 тепло- изоляционного материала (не показано ),Устройство работает следующим образом.Под действием тепла, поступающего из охлаждаемого грунтового массива, легкокипящая жидкость в змеевикеиспаряется, что обусловливает увеличение давления, стремящегося "вследствие разницы деформаций по стенкам большого и малого радиусов растянуть10384 3змеевик 7 (увеличить шаг его закручивания ), Повышение давления легкокипящей жидкости (ее нагрев) происходит до тех пор, пока возникающие при этом растягивающие усилия, передаваемые от змеевика 7 поршню 3 через шток 4, не превысят силы притяжения магнит-. ного кольцевого упора 8 и поршня 3 из магнитопроницаемого материала, после чего поршень 3 открывается от 10 упора 8, перемещаясь вверх.Перемещение поршня 3 вверх приводит к вытеснению охлажденного теплоносителя 2 из надпоршневой части корпуса 1 через патрубок 5, трехходовой кран 6 15 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 сжи мается (укорачивается ) в результате уменьшения давления легкокипящей жидкости , перемещая поршень 3 вниз до сцепления с кольцевым упором 8, цто определяет вытеснение нагретого теп лоносителя 2 из подпоршневой части корпуса 1 ерез обратный клапан 10 в надпоршневую, После этого начинается новый цикл работы устройства.Площадь контакта кольцевого упора 8 и поршня 3 подбирается таким образом, чтобы при расчетной температуре охлаждения грунта силы их притяжения превышали силы растяжения змеевика 7, при этом вся систе 35 ма будет находиться в равновесном состоянии, Для повышения эффективности работы устройства время охлаж. дения теплоносителя 2 в надпоршневой цасти корпуса 1 до темпеРатуры наружного воздуха должно быть 17 4меньше 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 в подгоршневую 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 5.По сравнению с известными предлагаемое устройство позволяет использовать для принудительной циркуляции хладоносителя тепловую энергию охлаждаемого грунтового массива, цто 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.