Zeminlerin termal stabilizasyonu

Son on yıl sıcaklıkta bir artış var sürekli donmuş topraklar. Bu durum, bu tür zeminler üzerine inşa edilen temel, temel, bina ve yapıların zeminlerinde tasarım dışı gerilme-gerinim durumlarının ortaya çıkması riskine neden olur.

Her yıl bu ciddi sorun, sürekli donmuş topraklardan oluşan temeller üzerinde çalışan giderek artan sayıda tesisi etkilemektedir (düzensiz yağış, temel çökmesi, yapısal elemanların tahrip edilmesi, vb.).

Permafrost topraklarında binaların ve yapıların inşası iki prensibe göre gerçekleştirilir:

İlk prensip, binanın veya yapının tüm çalışma süresi boyunca toprağın permafrost durumunun korunmasına dayanmaktadır;

İkinci prensip, çözülmüş veya çözülmüş durumdaki toprakların temel olarak kullanılmasını içerir (inşaat başlamadan önce hesaplanan derinliğe kadar ön eritme yapılır veya işletme döneminde çözülmeye izin verilir);

Prensip seçimi mühendislik ve jeokriyolojik duruma bağlıdır. İlkelerin uygunluğunun dikkate alınması ve karşılaştırılması gerekir. İlk prensip, toprağı donmuş halde tutmanın, çözülmüş toprağı güçlendirmekten daha karlı olduğunu ima eder.

İkinci prensip, toprağın çözülmesi, belirli bir bina veya yapı için izin verilen değerler aralığında olan temel topraklarının deformasyonuna yol açtığında daha uygundur. Bu prensip, örneğin, çözülmüş durumda deformasyonları küçük olan kayalık ve sert donmuş topraklar için uygundur.

Zeminlerin termal stabilizasyonu

Donmuş toprakların termal stabilizasyonu ikinci prensibe göre bina ve yapı inşa etme imkanını sağlamak için tasarlanmıştır.

Toprakları donmuş durumda tutmak için bir takım önlemler kullanılır. Etkili ve ekonomik olarak uygulanabilir yöntemlerden biri toprak sıcaklığının düşürülmesidir. ısı stabilizatörleri.

Toprak termal stabilizatörü (TSG) bir buhar-sıvı sifonudur. Bu, zemin sıcaklıklarını düşürmek için soğutucuyla doldurulmuş mevsimsel bir soğutma cihazıdır.

TSG, temelin tabanı olan toprak kütlesinin sıcaklığını düşürmek için temele yakın açılan kuyulara batırılır. Cihazın bir kısmı, ısıyı topraktan alan bir buharlaştırıcı ve ısıyı çevredeki atmosfere veren bir yoğunlaştırıcıdan oluşuyor.

Termostabilizatörde, soğutucunun birinden geçen doğal bir konveksiyon sirkülasyonu vardır. toplama durumu diğerine: gazdan sıvıya ve geriye.

Yoğunlaşan soğutucu akışkan (sıvılaştırılmış amonyak veya karbondioksit) doğal olarak sıcaklık farklılıklarının etkisiyle TSG'nin alt kısmına toprağa düşer. Daha sonra onlardan ısı alarak buhara dönüşür ve buharlaşarak yüzeye geri döner, burada ısıyı tekrar radyatör-kondenser duvarları aracılığıyla çevredeki havaya aktarır ve yoğunlaşır. Daha sonra döngü tekrar tekrarlanır.

Soğutucu akışkan dolaşımı doğal, konveksiyonel-yerçekimsel veya zorlamalı olabilir. Bu, termal stabilizatörün tasarımına bağlıdır.

Termal stabilizatörlerin tipi, tasarımı ve sayısı, her nesne için bireysel hesaplamalara göre seçilir.

Termal stabilizatörler etkinliklerini göstermiştir - onların yardımıyla toprakları permafrost durumunda tutmak ve yapının altındaki buzlu toprak levhasının sağlamlığını ve değişmezliğini sağlamak mümkündür.

Soğutucu akışkanın konveksiyon sirkülasyonu toprağın ve dış havanın sıcaklık gradyanına bağlıdır.

Sırasında yaz dönemi, Nasıl

sadece kondansatörün sıcaklığı - atmosferde bulunan termostabilizatörün üst kısmı,

soğutma sıvısı sıcaklığından daha yüksek olduğunda,

sirkülasyon durur ve bir sonraki soğumaya kadar toprağın üst katmanının kısmi eylemsiz çözülmesiyle süreç askıya alınır.

Kurulum yöntemi ve tasarıma göre kurulum şemaları:

Tek delikli termal stabilizatör (OST)

Hem inşaat halindeki binalar ve yapılar hem de mevcut olanlar için kurulum çalışmalarının yapılmasına olanak tanıyan en basit cihaz. OST hem dikey olarak hem de yüzeye 45 derecelik bir açıyla monte edilebilir;

Yatay termal stabilizatör sistemi (HST) tek bir yerde bulunan buharlaştırıcı borulardan oluşan bir sistemdir yatay düzlem temelin tabanını oluşturan toprak kütlesinde. Evaporatör borularından çıkan soğutucu akışkan yüzeyde bulunan kondensere aktarılır. Bir çukur inşa etmenin mümkün olduğu yeni inşaatlarda GTS kurulumu tavsiye edilir;

Dikey termal stabilizatör sistemi (VST) yatay bir sistemi, dikey buharlaştırıcı boruların bağlı olduğu buharlaştırıcı borularla birleştirerek toprak kütlesinin derinliklerine iner. Bu tasarım toprağın dondurulmasına olanak tanır daha fazla derinlik GTS şemasına göre. Bir çukur inşa etmenin mümkün olduğu yeni inşaatlar için VST kurulumu tavsiye edilir;

Termal stabilizatör sistemi, kullanarak mevcut bir binanın veya yapının tabanına monte edilir. Yönlü sondaj.

İkinci yöntem çukur, hendek açma veya güçlendirme gerektirmez ve toprağın doğal yapısının korunmasına olanak tanır. Binanın veya yapının inşaatına paralel olarak inşaat sürecini hızlandıran bir toprak termal stabilizasyon sisteminin kurulmasına izin verilir.

Toprak termal stabilizasyonunu kullanırken teknik ve ekonomik göstergeler

Zeminlerin termal stabilizasyonu çeşitli sistemler TSG, inşaat maliyetlerini %50'ye kadar azaltmanıza ve nesnelerin inşaat süresini neredeyse 2 kat azaltmanıza olanak tanır.

"Toprakların termal stabilizasyonu" (PDF formatında indirin)

Tüm hakları saklıdır, 2014-2030.

Bu siteden bilgi kopyalamaya yalnızca http://site bağlantısı ile izin verilir.

Bu web sitesinde yayınlanan teklifler halka açık bir teklif teşkil etmez.

Temel zeminlerinin termal stabilizasyonu- tesisin tüm çalışma süresi boyunca toprağın temel olarak kullanılmasına ilişkin seçilen tasarım ilkesine uygun olarak toprakların stabil bir termal durumunun sağlanmasını amaçlayan bir dizi termal ıslah önlemi (STO Gazprom 2-2.1-390-2009).

Permafrost (permafrost) üzerindeki yapıları tasarlarken, tasarım organizasyonları aşağıdaki sorunlarla karşı karşıya kalır:

1) Donmuş topraklar gerekli taşıma özelliklerine sahip değildir (yüksek sıcaklıkta donmuş topraklar), bu da yapıdan gelen yükleri taşıyacak temel kazıklarının sayısında artışa ve inşaat maliyetinin artmasına neden olur. proje.

2) İnşaat sahasındaki jeolojik bölüm, tesisin işletimi sırasında hem daha fazla çözülmeye (temellerin çökmesine) hem de donmaya (temellerin şişmesine) yol açabilecek, birleşmeyen tipte permafrost ile temsil edilmektedir.

3) Teknolojik nedenlerden dolayı, ısı üreten bir bina veya yapının altına havalandırılmış bir yeraltı kurulumunda (veya yüksekliği yeterli değildir) kısıtlamalar vardır; bu, ek önlemler alınmadan MMG'nin çözülmesine yol açabilir.

4) Permafrost dağıtım alanında, tasarlanan alan, düşük taşıma özelliklerine sahip çözülmüş toprakların dağıtım alanına denk gelmektedir.

5) İnşaat alanının uzaklığı ve sondaj ve kazık ekipmanlarının teslimatındaki zorluklar nedeniyle Müşteri maliyetleri düşürmek istiyor ve kazıklı temel yerine sığ temel kurma seçeneğini düşünüyor.

6) Bölgede yükselen topraklar yaygındır. olumsuz etki yapıların temelleri üzerinde ve deformasyonlarına yol açar (bu özellikle hafif yüklü direkler, üst geçitler, küçük blok kutular vb. temelleri için geçerlidir).

7) Yerel amaçlar için toprak barajı tasarlamak gerekiyor ancak gerekli özelliklere (düşük filtrasyon katsayıları) sahip yeterli miktarda toprak yok.

Tüm bu problemler, bir dereceye kadar, toprak termal stabilizasyon sistemleri kullanılarak çözülebilir.

Firmamız komple set olarak hizmet vermektedir. Proje belgeleri toprakların termal stabilizasyonu (bölümler: toprak koşullarının tahmini ile termal stabilizasyon sistemlerinin termoteknik modellenmesi, jeoteknik izleme) ve bir yapı ile jeolojik çevre arasındaki etkileşimin kısmi modellenmesi, termal stabilizasyonun değişken hesaplamaları vb. Proje için grafiksel bir uygulama örneği görüntülenebilir

BET kullanılarak toprakların termal stabilizasyonunun hesaplanmasına bir örnek

Toprak tabanının termal stabilizasyonu için kullanılan alet ve cihazlar: mevsimsel soğutma cihazları ( SoU), yıl boyu soğutma cihazları ( KOU), soğutma cihazlarını açın ( OOU), ısı yalıtımlı ekranlar, izleme sistemleri (kayıt cihazları, termo aktarıcılar, kıyaslamalar).

SOU ( literatürde termosifonlar veya tek termal stabilizatörler adını bulabilirsiniz) - kapalı bir ısı eşanjöründe faz dönüşümleri ve soğutucu dolaşımı nedeniyle toprak ve hava arasındaki hızlandırılmış ısı alışverişine dayanan cihazlar. SOU bir yoğunlaştırıcıdan (yer üstü kısmında bulunur) ve bir buharlaştırıcıdan (yer altı kısmı) oluşur; bazen ankraj tipi SOU için önemli olan bir geçiş kısmı ayrılır. SOU'nun performansı büyük ölçüde evaporatör alanının oranına bağlıdır. Toplam alanı kapasitör. Şu anda SOU'lar tüm sektörlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. kuzey bölgeleri Rusya. SOU hem dikey hem de yatay olarak kurulur. Buharlaşma kısmı büyük olan bazı cihazlarda, ısı değişim sürecini hızlandırmak için pompalar monte edilir.

Çatallı radyatör sistemine sahip SOU, üst kısımda yakıt ikmali musluğu bulunmaktadır (Komi Cumhuriyeti, Vorkuta).

Bir radyatörlü SOU, üst kısımda yakıt ikmali musluğu var (Komi Cumhuriyeti, Vorkuta).

Sou, eğimli V şekilli radyatörlerden oluşan çatallı bir sisteme sahiptir. Daha fazlası için benzer bir form tasarlandı verimli çalışma rüzgarlı ve rüzgarsız (Komi Cumhuriyeti, Vorkuta).

Yatay kanatlara sahip SDU ve donma sürecini kontrol etmeye yarayan bir manşonun kullanılmasının yanı sıra termal dengeleyiciyi değiştirme olanağı da sağlar.

Sahanın bir kısmını dondurmak için yatay kanatlı tek SOU'nun kullanılması (Yamalo-Nenets Özerk Okrugu, Yubileiny sahası Gazprom Dobycha Nadym).

Baraj çekirdeğinin dondurulması için dikey kanatlı SDU uygulaması (Yakutya Cumhuriyeti (Sakha), Yakutsk).

Yatay termal stabilizasyon sistemlerinin tek SOU'lardan havalandırmalı yeraltı olmayan bir bina ile etkileşiminin modeli.

KOU- Yıl boyunca kullanılabilen termostabilizatörler, ürüne dahil olan soğutma makinelerine bağlanır. sıcak zaman Yılın. Bu tür sistemler genellikle iki durumda kullanılır. Birincisi, zor toprak koşullarında (akışkan topraklar vb.), toprağın/toprakların kısa sürede dondurulmasının (sıcaklığının düşürülmesinin) gerekli olduğu durumlardır. İkincisi, ısı yalıtım perdesi kullanmanın mümkün olmadığı durumlarda, yüksek yük taşıma kapasitesine (büyük tanklar) ihtiyaç duyan yüzey temelindeki nesnelerdir. CDU'nun fiili uygulaması Kharasaveyskaya petrol boru hattı sisteminde mevcuttur. Ayrıca Moskova binasının altında bir efsane var. Devlet Üniversitesi Jura killerinin daha iyi taşıma kapasitesi sağlamak için benzer bir sistem kullanılır.

OOU- kural olarak doğal hava hareketi nedeniyle çalışan çeşitli hava enjeksiyon cihazları. önce aktif kullanım CDU'lar evlerin altındaki yeraltını soğutmanın ana yoluydu. Cihaz bir hava girişinden oluşur çeşitli tasarımlar ve hava ileten kutu (boru). ODU kar kalkanlarıyla donatılmış bir yer altı alanına monte edilirse, caddeden gelen hava dar bir açıklıktan geçtiğinde, yer altı sıcaklığını düşüren bir kısma etkisi meydana gelir.

Termal stabilizasyon sistemlerini doğru bir şekilde tasarlamak için aşağıdakilerin yapılması gerekir: termal hesaplamalar tüm çalışma süresi boyunca topraklar, yapılar ve termal stabilizasyon sistemleri arasındaki etkileşimler. Modellemenin tasarım sıcaklığına ulaşılıncaya kadar yapılması, toprağın aşırı soğuması ve donma çatlamasının aktif hale gelmesi nedeniyle yeterli değildir. Firmamız tüm üretim izinlerine sahiptir. tasarım çalışması toprak termal stabilizasyonu için tüm hesaplamalar kendi sertifikalı ürünlerimiz kullanılarak yapılır. yazılım, bu tür işlerin üretimi için yaratılmıştır.

Biyomat, katmanlar arasına tohumlar da dahil olmak üzere bir ıslah karışımının yerleştirildiği, çok katmanlı, tamamen biyolojik olarak parçalanabilen bir bazdır. çok yıllık bitkiler, besinler(maden ve organik gübreler, bitki büyüme uyarıcıları, toprak oluşturucu bakteriler) ve toprağın nem tutma yeteneğini artıran su tutucu bileşenler (sentetik polimerler formunda).

Biyomatların kullanımı, toprak dolguların ve yamaçların yüzeylerinin ve boru hatlarının toprak dolgularının korunmasını ve güçlendirilmesini amaçlamaktadır. Biyomat kullanımı özellikle karmaşık durumlarda etkilidir doğal şartlar Uzak Kuzey bölgelerinde, doğal çevreözellikle dış etkilere karşı hassastır ve bitki örtüsünün devam eden tamamen veya kısmen tahrip edilmesi, su ve rüzgar erozyonu ve oluk oluşumu süreçlerini son derece keskin bir şekilde harekete geçirir.

Biyomatların kullanımı, verimli bir toprak tabakası döşemeden ve daha sonra çimlerin yeniden ekilmesine gerek kalmadan, ilk yaz mevsiminde toprak-bitkisel tabakanın pratik olarak yenilenmesini mümkün kılar.

Endüstriyel şartlarda üretilip sahaya tam bitmiş olarak teslim edilir. İnşaatçıların bunları yalnızca tamamlanan işin sahasında özel çubukların yardımıyla sabitlemeleri gerekecek.

Toprak termal stabilizatörleri.

Biri en önemli alanlar, yansıtan modern uygulama Kuzeydeki inşaatın amacı insan ekonomik bölgesindeki permafrost topraklarının geleneksel durumunu korumaktır. Bu koşullar altında denge durumu korunur çevre ve bu topraklar üzerine inşa edilen yapıların stabilitesi.

Yapıların temellerinde toprağın donmuş durumunu korumanın veya iyileştirmenin etkili bir yolu, termal stabilizatörler adı verilen buhar-sıvı termosifonları kullanarak düşük dış hava sıcaklıklarını kullanmaktır.

Termal stabilizatörler, taşıma kapasitesini artırmak amacıyla permafrost toprağını soğutmak ve dondurmak için tasarlanmıştır.

Toprak termal stabilizatörlerinin özel kullanım alanı çok geniştir: temel ve yapı tabanlarında toprağın stabilizasyonu, köprü destekleri, boru hatları, elektrik hatları.

Toprak termal stabilizatörünün tasarımı, ısı transferinin buharlaşma-yoğunlaşma işleminin düşük kaynama noktalı bir soğutucu akışkanın (freon, propan, amonyak vb.) buharları kullanılarak gerçekleştirildiği yerçekimi odaklı bir ısı borusudur. Kanatlı yer üstü kısmı kondenser, termal stabilizatörün zemine gömülü kısmı ise evaporatördür.

Toprak için termal stabilizatör, kapalı bir mahfazanın içinde bulunur yapısal elemanlar hem dikey hem de eğimli konumlarda stabil çalışmasını sağlar.

Polimer astar profili (ray).

Polimer astar profili korumak için tasarlanmıştır dış yüzey Dökme demir veya betonarme ağırlıklar (ağırlıklar) monte edilirken boru hattının yanı sıra, boru hattının zorlu arazilerde su altı geçiş kasasından çekilmesi işlemi sırasında boru hatlarının yalıtım kaplamasının mekanik hasarlarından korunmak için. Neftegaz profilleri aynı zamanda destek elemanları ve boru bağlantı elemanlarının altında kaplama şiltesi olarak da kullanılabilmektedir.

Profillerin kullanılması kaplama süresini önemli ölçüde azaltır, boru hattı yalıtım kaplamasının garantili güvenliğini sağlar ve su altı geçişinin servis ömrünü uzatır. Profil malzemeleri çürümeye maruz kalmaz, agresif ortamlarda kullanıma uygundur, çevre dostudur, çevreye zarar vermez ve tatlı içme suyu bulunan rezervuarlarda kullanılabilir.

Geogrid.

Geogrid, optimum yük stabilizasyonu ve toprak erozyonu direncine izin vererek stabil bir toprak konumu sağlar.

Geogrid, kıyı kıyı şeridini güçlendirmek için gaz boru hatlarının yapımında kullanılmaktadır.

İnşaat veya çalışma sırasında ortaya çıkan yapay olarak oluşturulmuş setler inşaat siteleri, uygun sabitleme kullanılmadan hayal etmek imkansızdır. Şevlerin direnci bu durumda tesislerin inşaat hızını artıracak bir geogrid kullanılarak artırılabilir.

Geogrid ile toprak arasında geçen özel bir katmandan oluşan geogrid dolgusu, oluşturulan yapının güvenilirliğinde önemli rol oynamaktadır.

Geogrid, su akışlarının enerjisini sınırlar, erozyonu önler ve agrega ile temas bölgesindeki eğim boyunca yönlendirilen kesme kuvvetlerini azaltır.

Boru hatlarının yalıtımlı yüzeyini korumak için polimer kaya levha.

Kaya tabakası, 1420 mm'ye kadar çapa sahip boru hatlarının yalıtılmış yüzeyini, keskin fraksiyonlara sahip kayalık ve permafrost topraklarda ve ayrıca enkaz, çakıl taşları içeren mineral topraklarda yeraltına döşendiklerinde korumak için tasarlanmıştır. ve bireysel taş bloklar.

Taş levha, özel plastik ve aynı zamanda sert kaplamaya sahip, dokunmamış sentetik bir malzemeden oluşur. SLP, her çaptaki boru hattının yalıtımlı yüzeyini korumak için tasarlanmış tamamen yeni, çevre dostu bir kaplamadır. DES her türlü iklim koşulunda kullanılabilir.

Tasarım taş levha aşağıdaki gibi temel gereksinimleri karşılar:

1. Çevrenin ekolojik temizliğinin sağlanması;
2. Boru hattı kaplama işleminin basitleştirilmesi (kurulum işlemi);
3. Taşıma ve depolama sürecinin basitleştirilmesi;
4. Katodik korumaya müdahale etmez.

Polimer konteyner balast alma cihazı, modernize edilmiş çift tasarımlı bir PKBU-MKS'dir.

Polimer konteyner balastlama cihazı - modernleştirilmiş çift tasarımlı PKBU-MKS - dört uzatma kablosuyla birbirine bağlanan iki konteynerin yanı sıra metal ara parça çerçevelerinden oluşan bir üründür. Bu tür kaplar yumuşak sentetik malzemelerden yapılmıştır. Balast cihazlarının üretiminde son derece dayanıklı ve zemin koşullarında uzun ömür sağlayan teknik kumaşlar kullanılmaktadır. Çapı 1420 mm'ye kadar olan boru hatlarının yanı sıra su basmış bir hendekte yüzen veya çalıştırılan yapılar için balastlama boru hatları için kullanılabilirler. bataklık alanı açmanın derinliğinin turba birikintilerinin kalınlığını aşması şartıyla.

PKBU-MKS'nin ana özelliği, metal çerçeve ile boru hattının yalıtım kaplaması arasında temasın olmamasıdır. PKBU-MKS, KCh'nin bir torba ile temsil edilen konteyner kısmının yanı sıra dört uzunlamasına ve dört enine boruyu - ERRZ takviye ara parçası çerçevelerinin elemanlarını içerir. Gerekirse balast alma cihazları aşağıdakiler kullanılarak gruplar halinde birleştirilebilir: kaplinler. Boru hattı çapı 1420 ila 1620 mm olan grup dört cihazdan ve 720-1220 mm çapında iki cihazdan oluşabilir.

Buluş, karmaşık mühendislik ve jeokriyolojik koşullara sahip bölgelerdeki inşaat alanıyla, yani permafrost ve zayıf topraklar. Teknik sonuç, uzun uzunluktaki termal stabilizatörlerin kurulum sürecinin üretilebilirliğini arttırmak, kurulum süresini azaltmak ve tasarımın güvenilirliğini arttırmaktır. Teknik sonuç, binaların ve yapıların temellerinde soğuk biriktirmek için yıl boyunca toprak termal stabilizatörünün bir çelik termal stabilizatör borusu ve bir alüminyum kondansatör borusu içermesi ve termal stabilizatör kondansatörünün bir formda yapılmasıyla elde edilir. bir kondenser gövdesi, bir kondansatör kapağı ve dış tarafları olan iki kanatlı kapasitörden oluşan, kanat alanı en az 2,3 m2 olan dikey boru, ısı stabilizatörü ise üst kısımda askı için bir elemana sahiptir. bir montaj braketinden oluşur. 1 hasta.

Buluş, karmaşık mühendislik ve jeokriyolojik koşullara sahip alanlardaki inşaat alanıyla, yani permafrost ve yumuşak toprakların termal stabilizasyonuyla ilgilidir.

Sermaye yapılarının, yolların, üst geçitlerin inşaatı sırasında, petrol kuyuları, tanklar vb. permafrost topraklarında özel koruma önlemlerinin uygulanması gerekir sıcaklık rejimi Tüm çalışma süresi boyunca toprakların korunması ve çözülme sırasında taşıyıcı temellerin yumuşamasının önlenmesi. En etkili yöntem genellikle soğutucu akışkanla doldurulmuş ve bir yoğunlaştırıcı parçayla bağlanan bir boru sistemi içeren, plastik olarak donmuş toprak stabilizatörlerinin yapısının tabanındaki konumdur (örneğin: RF patent başvurusu No. 93045813, No. 94027968, No. 2002121575, No. 2006111380, RF Patentleri No. 2384672, No. 2157872.

Tipik olarak, SPMG'nin kurulumu yapıların inşasından önce gerçekleştirilir: bir çukur hazırlanır, bir kum yastığı dökülür, termal stabilizatörler takılır, toprak doldurulur ve bir ısı yalıtım tabakası döşenir (Dergi “Temeller, Temeller ve Toprak) Mekanik”, No. 6, 2007, s. 24-28). Yapının inşaatının tamamlanmasından sonra ısıl stabilizatörün çalışmasının izlenmesi ve onarımları bireysel parçalarçok zordur ve bu da ek fazlalık gerektirir (Journal "Gas Industry", No. 9, 1991, s. 16-17). Termal stabilizatörlerin sürdürülebilirliğini arttırmak için, bunların bir ucu tıkalı, yüksek termal iletkenliğe sahip sıvıyla doldurulmuş koruyucu boruların içine yerleştirilmesi önerilmektedir (RF patent No. 2157872). Koruyucu borular toprak dolgunun altına ve tabanın boylamasına eksenine 0-10° eğimli bir ısı yalıtım tabakasına yerleştirilir. Borunun açık ucu toprak dolgusunun dış çizgisinin dışında bulunur. Bu tasarım, soğutma borularında sızıntı, deformasyon veya başka kusurlar olması durumunda bunların çıkarılmasına ve üretilmesine olanak tanır. Bakım ve tekrar yükleyin. Ancak bu durumda koruyucu borular ve özel sıvı kullanılması nedeniyle ürünün maliyeti önemli ölçüde artmaktadır.

İşletme döneminde yapıların tabanındaki toprağı soğutmak için ısı boruları kuyulara monte edilen çeşitli tasarımlar (RF patent No. 2327940, faydalı model No. 68108 için RF patenti). Isı borularının imalat, taşıma ve montaj kolaylığı sağlamak için gövdelerinde körük şeklinde yapılmış en az bir ek parça bulunur (faydalı model No. 83831 için RF patenti). Ek parça genellikle gövde bölümlerinin göreceli konumunu sabitlemek için sert bir çıkarılabilir klipsle donatılmıştır. Sert kafes, kendisiyle körük arasındaki boşluğu toprakla doldurmak için deliklere sahip olabilir. ısıl direnç. Isı borusunun statik basınçla kuyuya bölüm bölüm daldırılması gerekiyor. Bu, yapı üzerinde hasara yol açabilecek büyük bükülme yüklerine neden olur.

Mevcut buluşa yakın bir yöntem, uzun termosifonlarla çözülen toprakları dondurarak permafrost üzerindeki set çökeltilerini ortadan kaldırmak için bir yöntemdir (JSC Rus Demiryolları, FSUE VNIIZhT, "Uzun termosifonlarla çözülen toprakları dondurarak permafrost üzerindeki set çökeltilerini ortadan kaldırmak için teknik talimatlar" M. , 2007). Bu yöntem, yapının karşıt uçlarından birbirine doğru birkaç eğimli kuyu açılmasını ve ardından soğutma cihazlarının (termosifonlar) statik bir presleme yükü ile kuyunun son derinliğine daldırılmasını içerir. Daha önce belirtildiği gibi bu, soğutma cihazının yapısal elemanları üzerinde önemli derecede yıkıcı yükler yaratır.

Mevcut buluşa en yakın buluş No. 2454506 C2 MPK E02D 3/115 (2006.01) "Permafrost toprakların sıcaklık stabilizasyonu için soğutma cihazı ve böyle bir cihazın kurulumu için bir yöntem." Bu buluş, uzun uzunluktaki termal stabilizatörlerin kurulum işleminin üretilebilirliğini arttırmayı, kurulum süresini kısaltmayı, yapının güvenilirliğini arttırmayı ve hasarlı alanları değiştirmeyi, aynı zamanda cihazın kurulum maliyetini azaltmayı amaçlamaktadır.

Beyan edilen teknik sonuç, permafrost toprakların sıcaklık stabilizasyonu için bir soğutma cihazının kurulumunun aşağıdakileri içermesiyle elde edilir:

Bir kuyudan geçmek;

Termal dengeleyici kuyusunun delinme yönünün tersi yönde çekilmesi;

Kapasitörlerin montajı.

Termal stabilizatör (uzun termosifon), körüklü hortumlarla (körüklü) bağlanan soğutucu akışkanla doldurulmuş kondenser ve evaporatör borularını içerir. Kolların her biri bandajlarla güçlendirilmiştir. Kondenser boruları ısıl dengeleyicinin kenarlarında bulunur ve kondenser boruları zemin yüzeyinin üzerinde olacak konuma çekilir.

Kondenserler (ısı eşanjörleri), üzerine soğutma elemanları monte edilmiş kondenser borularını (flanşlar, diskler, kanatçıklar vb. veya farklı tasarımlı radyatörler) içerir. Tipik olarak ısı eşanjörü, disk flanşlarının kondenser borusuna bastırılmasıyla kurulur. Bu yöntem bu tür iklim koşullarında en uygun olanıdır. Gerektiğinde kaynak ve montaj cıvatalı bağlantılar. Mevcut buluşun kapsamı dahilinde başka tasarımlardaki kapasitörler de kullanılabilir. Ne son kurulum kondenser, termal stabilizatörün kuyu içinden çekilmesinden sonra gerçekleştirilir, daha küçük çaplı kuyuların kullanımına olanak tanır ve büyük malzeme ve işçilik maliyeti gerektirmez.

Termal dengeleyicinin her iki tarafına kapasitörlerin takılması, cihazın verimliliğini artırmanıza olanak tanır. Ve kurulum yöntemi, çok daha uzun uzunluktaki ısı stabilizatörlerinin kullanılmasına ve bunun sonucunda soğutma bölgesinin önemli ölçüde artmasına izin verir. Kapasitörlerden biri fabrikada monte edilebilir, bu da zorlu iklim koşullarında kurulum prosedürünü basitleştirir. (Mevcut buluşta, ısıl dengeleyiciye basma şeklindeki alışılagelmiş prosedür yerine çekme yöntemi kullanıldığı için, ısıl dengeleyiciyi takarken kapasitörün hasar görmesi riski azalır.)

Dolayısıyla bu buluş, termal stabilizatörün montaj yönünü değiştirerek uzun uzunluktaki termal stabilizatörlerin montaj işleminin üretilebilirliğini geliştirir; işlem sayısını ve yapının bir tarafında çalışma yapma yeteneğini azaltarak cihazın kurulum süresini azaltır; kurulumun güvenilirliğini ve güvenliğini arttırır; Hasarlı alanları değiştirme prosedürünü basitleştirir. Düşük maliyet sayesinde kurulum işi ve bunların tesisin işletimi sırasında zaten gerçekleştirilme olasılığı, arızalı termal stabilizatörlerin sökülüp onarılmasından ziyade ek hatlar döşenerek değiştirilmesi daha uygun maliyetlidir.

Bilinen dezavantajı teknik çözüm karmaşık bir yapısal çözümdür ve bunun sonucunda sınırlı kazık derinliği ve diğer durumlarda toprağın derin donması nedeniyle dar bir uygulama kapsamı ve ayrıca yatay zorlamalı soğutma sistemi nedeniyle düşük verimliliktir.

Mevcut buluşun amacı, yüksek teknoloji ve gereksinimleri karşılayan rasyonel, güvenilir bir toprak termal stabilizatörü yaratmaktır. tasarım gereksinimleri Termal stabilizatörün uyumu sayesinde tüm çalışma süresi boyunca toprakların sıcaklık rejiminin korunması mimari özellikler yapılar.

Termal stabilizatörler montaj sahasına tamamen monte edilmiş olarak teslim edilir ve sahada montaj gerektirmez. Aynı zamanda termal stabilizatör, sismik alanlar için (MSK-64 ölçeğinde 9 noktaya kadar) servis ömrü ve korozyon önleyici kaplamanın servis ömrü 50 yıl olan bir hizmet ömrü ile tasarlanmıştır. Isı stabilizatörü fabrikada üretilen korozyon önleyici bir kaplamaya (çinko) sahiptir.

Kuyu açıldıktan hemen sonra termal stabilizatör daldırılır. Termal stabilizatör ile kuyu duvarı arasındaki boşluk, nem içeriği 0,5 veya daha yüksek olan bir toprak çözeltisiyle doldurulur. Bir kuyu açılırken açılan toprak veya kil-kum karışımı kullanılır.

Termal stabilizatörün alt seviyesi ve kuyunun alt seviyesi, termal stabilizatörün montajı sırasında belirlenir.

Buluşun özü Şekil 2'de gösterilmektedir. 1.

Termal dengeleyici şunlardan oluşur: termal dengeleyici kapasitör 1, kapasitör muhafazası 2, kapasitör kapağı 3, çelik termal dengeleyici boru 4, alüminyum kondansatör borusu 5, termal dengeleyici montaj braketi 6, termal dengeleyici muhafazası 7, termal dengeleyici ucu 8, ısı yalıtımlı termal stabilizatör parçası 9.

Termal stabilizatör kondansatörü (1) dikey bir boru şeklinde yapılır - kondansatör gövdesi (2), bir kondansatör kapağı (3) ve iki kanatlı kapasitörden oluşur, kanatlar, kondansatörün (5) alüminyum borusunun yakınına monte edilerek yuvarlanır. kaynak.

Kanatlar oldukça verimlidir ve dönüşlerin sarmal yönü keyfidir. Kanatların yüzeyinde, 10 mm'den fazla olmayan dönüşlerde deformasyona izin verilir, haddelemeden sonra alüminyum borunun yüzeyinin kaplanması, bir alkali ve tuz çözeltisinde kimyasal pasivasyondur. Kanat alanı en az 2,43 m2'dir.

Termostabilizatörün etkili bir şekilde soğutulması, aşağıdakiler sayesinde sağlanır: geniş alan yüzgeç yüzeyleri.

Isı stabilizatörünün gövdesi, otomatik kaynak tesisatı kullanılarak kaynaklanmış iki veya üç parçadan yapılabilir. Çelik borular MD (standart dışı dikiş, kaynak, manyetik olarak kontrol edilen dönen bir ark ile yapılır).

Kaynak, su altında 6,0 MPa (60 kgf/cm2) aşırı basınçta hava ile dayanıklılık ve sızdırmazlık açısından test edilir.

Kaynağa yakın konili bir alüminyum boru takarak kondansatörün kanatlarını yuvarlayın.

Kanatların yüzeyinde, derinliği 10 mm'den fazla olmayan - doğrusal, uzunlamasına ve radyal - sarmal ve ayrıca her uçtan 67 çapından daha küçük yedi dönüşe kadar dönüşlerde deformasyona izin verilir. haddelemeden sonra alüminyum boru, alkali ve tuz çözeltisinde kimyasal pasivasyondur. Kanat alanı en az 2,3 m2'dir.

Isı dengeleyicinin üst kısmında montaj braketi şeklinde askı elemanı bulunur. Askılama kullanılarak gerçekleştirilir tekstil sapan 0,5 ton kaldırma kapasiteli, halka şeklinde.

Termal stabilizatörler fabrikada üretilen harici bir korozyon önleyici çinko kaplamaya sahiptir.

Termal stabilizatörlerin montajı için iklim koşulları:

Sıcaklık eksi 40°C'den düşük değil;

Bağıl hava nemi %25 ila %75 arasında;

Atmosfer basıncı 84,0-106,7 kPa (630-800 mm Hg).

Termal stabilizatörlerin kurulum yeri aşağıdaki koşulları karşılamalıdır:

Yeterli aydınlatmaya sahip olun (en az 200 lüks);

Kaldırma mekanizmalarıyla donatılmış olmalıdır.

Termal stabilizatör ile kuyu duvarı arasındaki boşluk, nem içeriği 0,5 veya daha yüksek olan bir toprak çözeltisiyle doldurulur. Kuyu sondajı sırasında açılan toprak veya kil-kum karışımı kullanılır.

Termostabilizatörün (9) ısı yalıtımı mevsimsel çözülme bölgesinde gerçekleştirilir.

Isı stabilizatörünün çelik borularının çeliği kuzey koşullarına uyarlanmıştır ve korozyon önleyici çinko kaplamaya sahiptir. Termal stabilizatör, küçük çapı nedeniyle hafiftir ve geniş bir toprak donma yarıçapını korur.

Termal stabilizatörler montaj sahasına tamamen monte edilmiş olarak teslim edilir ve sahada montaj gerektirmez. Aynı zamanda termal stabilizatör, 50 yıllık korozyon önleyici kaplamanın servis ömrüne sahip sismik alanlar için (MSK-64 ölçeğinde 9 noktaya kadar) tasarlanmıştır. Isı stabilizatörü fabrikada üretilen korozyon önleyici bir kaplamaya (çinko) sahiptir.

Binaların ve yapıların temellerinde soğuk biriktirmek için yıl boyunca kullanılabilen, çelik bir termal stabilizatör borusu ve bir alüminyum kondansatör borusu içeren, termal stabilizatör kondansatörünün bir kondansatörden oluşan dikey bir boru şeklinde yapılmasıyla karakterize edilen, yıl boyunca toprak termal stabilizatörü gövde, kondenser kapağı ve dış tarafta iki adet kanatlı kondansatör, kanatçık alanı en az 2,3 m2 olup, ısı dengeleyicinin üst kısmında montaj braketi şeklinde askı elemanı bulunmaktadır.

Benzer patentler:

Önerilen cihaz, bir ısı pompası kullanarak bina temel topraklarının yapay olarak soğutulması ve bir ısı pompası kullanılarak binanın eş zamanlı ısıtılması ile permafrost topraklar üzerinde tek katlı binaların inşası ile ilgilidir ve ek kaynak sıcaklık.

Buluş, negatif sıcaklıklara sahip doğal tuzlu suların (kriyopegler) mevcudiyeti ile karakterize edilen permafrost (permafrost bölgesi) alanlarındaki madencilik inşaatlarında toprakların soğutulması ve dondurulması için sistemler ile ilgilidir.

Buluş, permafrost ve plastik olarak donmuş toprakların termal stabilizasyonunun kullanıldığı ve duvarları dengesiz olan kuyular da dahil olmak üzere donmuş durumlarını veya donmalarını korumak için kullanılabilen, karmaşık mühendislik ve jeokriolojik koşullara sahip alanlardaki inşaat alanıyla ilgilidir. kayma ve heyelan oluşumuna yatkındır.

Buluş, karmaşık mühendislik ve permafrost bölgesinin jeolojik koşullarındaki yapıların inşası alanıyla ilgilidir. Buluş, yaklaşık 50-100 m veya daha fazla ultra derin yeraltı buharlaştırıcıları ile derin termosifonlar oluşturmayı amaçlamaktadır. üniforma dağıtımı zeminde bulunan evaporatörün yüzeyi boyunca sıcaklık, yerden ısıyı uzaklaştırmak ve kullanılan cihazın enerji verimliliğini artırmak için potansiyel gücünün daha verimli kullanılmasını mümkün kılar.

Buluş inşaat alanıyla, yani üretim veya inşaat inşaatıyla ilgilidir. konut kompleksleri permafrost'ta. Teknik sonuç, bir inşaat kompleksinin temel topraklarında, toplu tesviye toprak tabakasının varlığında sabit bir düşük permafrost sıcaklığının sağlanmasıdır. Teknik sonuç, permafrost üzerindeki bir inşaat kompleksi sahasının, inşaat kompleksi içindeki toprağın doğal yüzeyinde yer alan toplu bir tesviye tabakası içermesi, toplu tesviye toprağı tabakasının ise doğrudan inşaat kompleksinin üzerinde yer alan bir soğutma katmanı içermesi ile elde edilir. Toprağın doğal yüzeyinde bulunan ve soğutma katmanı üzerinde koruyucu bir katman bulunan soğutma katmanı, platformun üst yüzeyine paralel olarak yerleştirilmiş içi boş yatay borular ve tabanın alt kısmı olan dikey içi boş borular şeklinde bir soğutma sistemi içerir. Üstte yatay borulara bitişik olan ve boşluğu yatay boruların boşluğuna bağlanan, üst ucu tapalı, dikey boru koruyucu katmanı geçerek dış havayı sınırlayan, koruyucu katmanın içinde katman ısı yalıtım malzemesi doğrudan soğutma katmanının üzerinde bulunur ve yukarıdan bir toprak tabakasıyla korunur. 1 maaş uçuş, 4 hasta.

Buluş, karmaşık mühendislik ve jeokriolojik koşullara sahip alanlardaki inşaat alanıyla, yani permafrost ve yumuşak toprakların termal stabilizasyonuyla ilgilidir. Teknik sonuç, uzun uzunluktaki termal stabilizatörlerin kurulum sürecinin üretilebilirliğini arttırmak, kurulum süresini azaltmak ve tasarımın güvenilirliğini arttırmaktır. Teknik sonuç, binaların ve yapıların temellerinde soğuk biriktirmek için yıl boyunca toprak termal stabilizatörünün bir çelik termal stabilizatör borusu ve bir alüminyum kondansatör borusu içermesi ve termal stabilizatör kondansatörünün bir formda yapılmasıyla elde edilir. bir kondenser gövdesi, bir kondansatör kapağı ve dış tarafları olan iki kanatlı kapasitörden oluşan, kanat alanı en az 2,3 m2 olan dikey boru, ısı stabilizatörü ise üst kısımda asma elemanı şeklinde bir elemana sahiptir. bir montaj braketi. 1 hasta.