Устройство для компенсации теплового воздействия фундамента строения на грунт вечной мерзлоты

Предлагаемая полезная модель относится к теплоэнергетике и строительству и может быть использована в системах теплоснабжения зданий и сооружений в зоне вечной мерзлоты. Предлагаемое устройство содержит средство для охлаждения фундамента и примыкающего к нему грунта, выполненное в виде коаксиальных труб, заполненных теплоносителем, при этом коаксиальные трубы образуют горизонтальную систему, представляющую собой горизонтальный теплообменник, расположенный в грунте на глубине сезонного протаивания и экранирующий примыкающий к фундаменту слой грунта от теплового воздействия строения, при этом коаксиальные трубы снабжены приспособлениями для прокачки теплоносителя, а для использования низкопотенциального тепла грунта в системе теплоснабжения строения установлены один и более тепловых насосов.

Предлагаемая полезная модель относится к теплоэнергетике и строительству и может быть использована в системах теплоснабжения зданий и сооружений в зоне вечной мерзлоты.

Известно устройство для замораживания грунта, содержащее последовательно соединенные одна с другой замораживающие колонки с подачей по ним хладагента в направлении от одной колонки к другой, при этом направление подачи хладагента периодически изменяется на противоположное (Хакимов Х.Р. Замораживание грунтов в строительных целях. - М Госстройиздат, 1962, с.126) Недостатком этого устройства является низкая эффективность, обусловленная тем, что при непрерывном прокачивании теплоносителя по трубам грунтовых колонок слои грунта с низкой теплопроводностью вблизи труб изменяют свою температуру быстрее, чем далеко отстоящие слои.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению являются саморегулирующие охлаждающие устройства для охлаждения и замораживания грунтов под основанием зданий и о сооружений, которые выполняются в виде коаксиальных труб, погруженных в грунт, в простейшем варианте это может быть скважина с опущенной в нее трубой меньшего диаметра (И.Андреев, «Термосваи для северных широт, Строительная газета, 29.03.2004 г., прототип). Однако энергетическая эффективность этого устройства недостаточно высока, поскольку извлекаемое при

охлаждении грунта низкопотенциальное тепло не используется для теплоснабжения здания или сооружения.

Предлагаемая полезная модель решает техническую задачу повышения энергетической эффективности устройства для компенсации теплового воздействия фундамента строения на грунт в зоне вечной мерзлоты.

Поставленная техническая задача решается тем, что устройство для компенсации теплового воздействия фундамента строения на грунт вечной мерзлоты, содержащее средство для охлаждения фундамента и примыкающего к нему грунта, выполнен в виде коаксиальных труб, заполненных теплоносителем и образующих горизонтальную систему коаксиальных труб, образующих горизонтальный теплообменник, 1 экранирующий примыкающий к фундаменту слой грунта от теплового воздействия, расположенный в грунте на глубине сезонного протаивания, при этом коаксиальные трубы снабжены приспособлением для прокачки теплоносителя, а для использования низкопотенциального тепла грунта в системе теплоснабжения строения установлены один или более тепловых насосов.

Такое выполнение устройства полезной модели позволяет решить поставленную техническую задачу за счет того, что упрощается процесс строительства, так как отпадает необходимость бурения дополнительных скважин для охлаждающих устройств фундамента. Повышение эффективности охлаждения фундамента и грунта обеспечивается равномерным тепловым экранированием вечномерзлого грунтового основания и увеличением площади равномерного температурного поля охлажденного грунта и граничащего с ним фундамента.

Сущность предлагаемой полезной модели поясняется схемой, показанной на фиг.1

Устройство для компенсации теплового воздействия фундамента строения на грунт вечной мерзлоты содержит горизонтальный теплообменник 1, состоящий из горизонтальных коаксиальных труб элемента фундамента 2, трубы 3 для прокачки хладагента и связанный с ними циркуляционный насос 4, тепловой насос 5.

Это устройство работает следующим образом:

По поверхностно-горизонтальному теплообменнику 1, расположенному поперек элементов фундамента 2,создающим вместе эффект охлаждения, прокачивается хладагент, поступающий на теплообменный аппарат теплового насоса 5, а тепловой насос 5 преобразует низкопотенциальное тепло в тепло, сбрасываемое потребителю.

Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом имеет более высокую эффективность и позволяет не только вымораживать грунт, но использовать аккумулируемое тепло для обеспечения потребителя, находящегося в зданиях и сооружениях в зоне вечной мерзлоты.

Устройство для компенсации теплового воздействия фундамента строения на грунт вечной мерзлоты, содержащее средство для охлаждения фундамента и примыкающего к нему грунта, выполненное в виде коаксиальных труб, заполненных теплоносителем, отличающееся тем, что коаксиальные трубы образуют горизонтальный теплообменник, расположенный в грунте на глубине сезонного протаивания и экранирующий примыкающий к фундаменту слой грунта от теплового воздействия строения, при этом коаксиальные трубы снабжены приспособлением для прокачки теплоносителя, а для использования низкопотенциального тепла грунта в системе теплоснабжения строения установлены один и более тепловых насосов.