Аккумулятор-охладитель

)5 Г 25 Р 3 00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ 1 ЕНИ Ю11131 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬС 7 Б(71) Институт мерзлотоведения СО АН СССР(56) Авторское свидетельство СССР1386246, кл, Г 25 Р 3/00, Р 25 Р /00, 1983.Кузьмин Г. П., Яковлев А. В. Рекомендации по проектированию и строительству геокриогенных охладителей, - Якутск, 1986, с. 66.(54) АККУМУЛЯТОР-ОХЛАДИТЕЛ Ь (57) Изобретение относится к холодильной технике. а именно к устройствам, аккумулирующим холод в зимнее время и охлаждающим жидкость в теплое время. Цель изобретения - интенсификация процесса замораживания, повышение надежности в работе. В зимнее время в режиме замораживания холодный наружный воздух, циркулируя по трубам 10, 12 замораживающей установки 9, намораживает лед на наружных поверхностях вертикальных труб 10, 12 и горизонтальных труб 13, опущенных в воду.1615497 20 25 30 50 После замораживания воды в аккумуляторережиме охлаждения нагревательный элеент 15 оттаивает лед внутри потокорасйределительной трубки 14 и снаружи по всей ее длине. В результате образоВания талой воды открывается путь для движения воды из пространства между экраном 16 и верхней частью потокораспределитель 9 ой трубки 14. В этот момент системойправления работой аккумулятора-охлаИзобретение относится к холодильной ехнике, а именно к устройствам, аккуму-ирующим холод в зимнее время и охлажающим жидкость в теплое время.Цель изобретения - интенсификация роцесса замораживания и повышение на-ежности в работе.На фиг. 1 изображен аккумулятор в реиме аккумулирования в зимнее время, обий вид; на фиг. 2 - то же, в режиме фхлаждения среды; на фиг. 3 - заморажиВающая установка, аксонометрия.Аккумулятор-охладитель содержит под:1 емную выработку в виде колодца 1, стены и дно которого покрыты ледяной облицовкой 2, слои 3 и 4 соответственно гидроизоляции и геплоизоляции, циркуляционный контур для хлаждающей жидкости, включающий теплобменник 5, насос 6 и трубы 7 и 8 для заора и возврата жидкости, первая из кото ых расположена в объеме колодца 1 и установлена в нем соосно. Аккумулятор-охладиель содержит также замораживающую усановку 9, включающую две трубы 10 для одачи холодного атмосферного воздуха, : акрывающиеся в летнее время крышками 11,две трубы 12 для отвода отепленного воз,духа, соединенные в нижней части горизональными трубами 13 с образованием замкнутой системы, размещенной в центральной части колодца 1. Расстояние от стенок и дна труб 1 О, 12 и 13 до стен и дна колодца не 5 олее одного, а расстояние между трубами 10 и 12 не более двух радиусов предполагаемого теплового воздействия каждой трубы. При этом трубы 12 для отвода воздуха сообгцены одна с другой в верхней части. Аккумулятор-охладитель содержит потокораспределительную трубку 14 с расположенВым внутри нагревательным элементом 15,выполненным в виде кабеля, и коаксиально установленный вокруг нее в верхней части экран 16, сообщенный с атмосферой, а также содержит систему управления работой аккумулятора-охладителя, включающую датчики 17 контроля толщины ледяноР облицовки 2 и датчики 8 температуры воды,размещенными на разных уровнях по объему дителя через датчик 18 включается насос 6 и отключается нагревательный элемент 15. Нагретая вода от теплообменника 5 равномерно сливается в пространство между экраном 16 и верхней частью потокораспределительной трубы 14. Далее вода, смешиваясь с ледяной водой, опускается вниз, а затем снова забирается насосом 6, и цикл повторяется. 3 ил. колодца 1. Над колодцем 1 сооружено холодное помещение 19, обвалованное по периметру земляной насыпью 20, которые обеспечивают повышение границы 21 сезонного оттаивающего слоя. Верх колодца 1 закрыт теплоизолятором-компенсатором 22, который предохраняет от промерзания воды в колодце 1 сверху, обеспечивает при наморажи ванин льда 23 свободным выход вытекаемой воды в верхнюю часть колодца 1, исключая ее запирание. Компенсатор сжимается по мере увеличения объема льда 23.Устройство работает следующим образом.При отрицательной температуре наружного воздуха в трубах 10 и 12 замораживающей установки 9 возникает движение воздуха за счет разности плотностей холодного наружного воздуха и теплого в трубах, опущенных в воду. Холодный воздух входит в открытые отверстия труб 10 и поднимается, нагреваясь, по трубам 12 и входит в атмосферу. При этом происходит намерзание льда по наружной поверхности вертикальных и горизонтальных труб 10, 12 и 13, опущенных в воду (фиг 1)Теплоизолятор-компенсатор 22 верхней части колодца 1 исключает образование ледяного покрова сверху, что позволяет свободный выход вытесняемой воды, при этом тенлоизолятор-компенсатор 22 имеет возможность сжиматься, предотвращая тем самым запирание воды в колодце 1.К концу зимы, вследствие прекращения температурного напора между холодным воздухом в замораживающей установке 9 и намороженным льдом в колодце 1, процесс аккумуляции холода автоматически заканчивается, К этому времени происходит полное замораживание всей воды в колодце 1. После прекращения циркуляции холодного воздуха по трубам 10, 12 и 13 замораживающей установки 9 за счет разности плотностей воздуха входные отверстия труб 10 закрывают крышками 11, чтобы в летнее время не происходила циркуляция теплого воздуха за счет его ветрового отсоса через выходные отверстия труб 12 замораживающей установки 9.Формула изобретения 15 20 25 30 40 Запасенный в аккумуляторе холод используется для удаления теплоизбытков от различного оборудования. Например, при охлаждении молока на летних фермах подключают нагревательный элемент 15 в виде кабеля к источнику электрической энергии (фиг. 2). Он нагревается и оттаивает лед 23 внутри потокораспределительной трубы 14 и снаружи по всей ее длине, а также пространство между экраном 16 и трубой 14. В результате образования талой зоны открывается путь для движения воды из пространства между экраном 16 и верхней частью потокораспределительной трубы 14 вниз через ее нижний открытый торец к трубе 7 для забора воды.В этот момент датчики 18 дают сигналы на включение насоса 6 и отключение нагревательного элемента 15. Нагретая вода от теплообменника 5 равномерно сливается в пространство между экраном 16 и верхней частью потокораспределительной трубы 14. Лалее теплая вода, смешиваясь с холодной, ледяной водой охлаждается и опускается вниз. Затем снова забирается насосом 6 через нижний конец потокораспределительной трубы 14 и подается в теплообменник 5 и т. д. При такой схеме циркуляции охлаждающей воды в устройстве обеспечивается равномерное оттаивание немороженного льда 23 от оси колодца 1 и его стенкам. Когда граница оттаивания достигнет хотя бы одного из датчиков 17, поступит сигнал на отключение насоса 6 и поступление тепла в колодец прекратится. Следовательно, ледяная облицовка 2 сохранится, что обеспечит устойчивость мерзлых грунтов подземной выработки. Для перевода устройства в режим аккумулирования холода, с наступлением отрицательных температур открывают крышки 11.Предлагаемый аккумулятор-охладитель позволяет по сравнению с известным в 4 - 5 раз интенсифицировать процесс аккумулирования и, следовательно, повысить холодно- производительность. Это достигается за счет использования замораживающей установки из четырех замораживающих труб, пропускная способность которых значительно выше, чем в коаксиадьной системе. Надежность обеспечивается тем, что замораживающая установка представляет собой объемную замкнутую конструкцию и при закупорке одной из труб работа установки не нарушается. Аккумулятор-охдадитедь, содержащий подземную выработку в виде колодца со слоями гидро- и теплоизоляции, циркуляционный контур для охлаждающей жидкости, включающий теплообменник, насос и трубы для забора н возврата жидкости, первая из которых расположена в объеме колодца и установлена в нем соосно, замораживающую установку, включающую трубы ддя подачи и отвода атмосферного воздуха, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса замораживания и повыщения надежности в работе, аккумуляторохладитель снабжен ледяной облицовкой, покрывающей стены и дно колодца, потокораспределительной трубкой с расположенным внутри нагревательным элементом, выполненным в виде кабеля, коаксиально установленным вокруг нее в верхней части экраном, сообщенным с атмосферой, и системой управления работой аккумулятора-охдадитедя, при этом замораживающая установка содержит две трубы ддя подачи и две трубы для отвода воздуха, соединенные в нижней части горизонтальными трубами с образованием замкнутой системы, размещенной в центральной части колодца, причем расстояние от стенок и дна до труб не более одного, а расстояние между трубами не более двух радиусов предполагаемого теплового воздействия каждой трубы, при этом трубы для отвода воздуха сообщены одна с другой в верхней части, а система управления содержит датчики контроля толщины ледяной облицовки и температуры воды.ВНИИПИ Государственного комитета по изобрсгени 113035, Москва, Ж - 35, Ра 1 инск Производственно-издательский комбинат 11 ат пт Редактор Г. ГерЗаказ 3977 СоставительТехред А. КравчуТираж 448соевКорре Полни ям и откргмтп ая на 5., д. , г. Ужгород ктор М. Пожосносм прп ГКНТ СССР4,5ул. Г згарина, 01