Подземный холодильник

 

Изобретение относится к строительству, в частности к подземным хранилищам продуктов с использованием естественного холода, в том числе на талых грунтах. Подземный холодильник включает камеру со стенками, теплоизоляционный слой, систему сезонного охлаждения. Промежуточный слой в виде увлажненного материала частично оттаивает летом, промерзает зимой. Промежуточный слой может быть в форме гидроизолированной емкости. Емкость заполнена раствором соли с заданной температурой замерзания. Техническим результатом является повышение холодопроизводительности, сохранение пониженных температур при неработающей холодильной системе. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области строительства и касается устройства подземных холодильников-хранилищ продуктов с использованием естественного холода, в том числе на талых грунтах.

Известен подземный холодильник, представляющий собой теплоизолированную камеру, круглогодично охлаждаемую специальными холодильными машинами (см. П. Ф. Швецов и др. Подземное пространство и его освоение. - М.: Наука, 1992, стр. 97-103).

Известен также подземный холодильник, включающий камеру, ее стенки, теплоизоляционный слой и систему сезонного охлаждения с использованием естественных ресурсов холода (см. там же, стр. 96).

Зимой холодильник "хладозаряжают" из такого расчета, чтобы запаса холода хватило и на летний сезон, когда система охлаждения не работает. Достаточно медленное расходование зимних запасов холода летом обеспечивается эффективной теплоизоляцией стенок камеры. Этот холодильник ближе всего к предлагаемому и принят за прототип.

Недостаток прототипа заключается в невысокой холодопроизводительности сезоннодействующих охладителей, сложности сохранения пониженных температур в теплое время года при неработающей холодильное системе. Поэтому холодильники такого типа пока строят только в районах вечной мерзлоты.

В предлагаемом изобретении устранены эти недостатки. Это достигается тем, что в подземном холодильнике, включающем камеру, ее стенки, теплоизоляционный слой и систему сезонного охлаждения, между теплоизоляционным слоем и стенками камеры уложен промежуточный слой увлажненного материала, частично оттаивающего летом и промерзающего зимой.

Промерзающий слой может быть увлажнен раствором соли с заданной температурой замерзания.

Кроме того, он может быть выполнен в форме гидроизолированной емкости, заполненной раствором соли с заданной температурой замерзания.

Кроме того, он может быть выполнен в форме гидроизолированной емкости, заполненной раствором соли с заданной температурой замерзания.

Предлагаемый холодильник показан на прилагаемом чертеже. Он включает в себя камеру 1, ограниченную стенками 2, теплоизоляционный слой 3, уложенный между стенками 2 и теплоизоляционным слоем 3 промежуточный слой 4, систему сезонного охлаждения 5. По верху холодильника уложена насыпь 6.

Подземный холодильник возводят в такой последовательности. Роют котлован. Его стенки и дно выкладывают теплоизоляцией. Затем из бетона или кирпича на определенном расстоянии от теплоизоляционного слоя 3 делают стены 2 камеры 1. Образовавшиеся пазухи заполняют грунтом, увлажненным водой или раствором с определенной температурой замерзания, формируя промежуточный слой 4. Промежуточный слой может быть также выполнен в виде емкости, заполненной раствором с определенной температурой замерзания. Толщина промежуточного слоя и слоя теплоизоляции рассчитывается из условия: зимой промежуточный слой должен полностью промерзать, а летом его оттаивание, идущее от окружающего, более теплого грунта, не должно доходить до стенок камеры.

Системы сезонного охлаждения, включающие вертикальные трубы, заполненные незамерзающей жидкостью (например, керосином), воздухом или легкокипящей жидкостью (аммиаком и т.д.) автоматически включаются зимой и включаются летом (принципы работы, методы расчета и рациональные конструкции таких систем изложены, например, в книге автора предлагаемого изобретения - Коновалов А. А. Охлаждение мерзлых оснований для повышения их прочности. Красноярск, Изд-во Красноярского университета, 1988). Эти системы позволяют создать зимой в камере отрицательную температуру всего на 4-5 градусов выше температуры наружного воздуха с одновременным промерзанием промежуточного слоя. Летом промежуточный слой начинает оттаивать со стороны окружающего малого грунта. Оттаиванию препятствует, во-первых, теплоизоляционный слой. Во-вторых, увлажненный промежуточный слой 4 - за счет выделения тепла при переходе воды в лед (80 ккал/кг). Чем влажнее грунт, тем медленнее идет протаивание. При этом, если грунт увлажнен не водой, а раствором, например, поваренной соли с концентрацией 22,4%, то температура замерзания понижается от 0 до минус 21,2 градуса. Соответственно понижается и температура в камере. Наибольшее количество тепла при оттаивании промежуточного слоя выделяется, если пазухи полностью заполняют водой или раствором (пазухи используют в качестве емкости для воды или раствора).

Принципиальное значение имеет устройство теплоизоляции не на станках камеры, как в существующих холодильниках, а между грунтом и промежуточным слоем. В первом случае теплоизоляция препятствует промерзанию промежуточного слоя зимой, во втором ( в предлагаемом решении) - его оттаиванию летом.

Расчеты показывают, что в районах со среднезимними температурами воздуха минус 10-15 градусов и среднегодовыми температурами грунта плюс 3-5 градусов (а это вся Сибирь) нормальная работа холодильника, при которой температура воздуха в камере не поднимается выше минус 1-1,5 градуса, достигается при толщине промежуточного слоя около 1 м и толщине изоляции 10 см.

Преимущество предлагаемого холодильника перед известными (с сезонным охлаждением) заключается в обеспечении возможности его применения на талых грунтах, благодаря использованию тепла, выделяемого при оттаивании промежуточного слоя, для сокращения темпов затрат зимнего запаса холода в летнее время.

Формула изобретения

1. Подземный холодильник, включающий камеру со стенками, теплоизоляционный слой и систему сезонного охлаждения, отличающийся тем, что он снабжен уложенным между теплоизоляционным слоем и стенками камеры промежуточным слоем, выполненным в виде увлажненного материала, частично оттаивающего летом и промерзающего зимой, или в форме гидроизолированной емкости, заполненной раствором соли с заданной температурой замерзания.

2. Холодильник по п.1, отличающийся тем, что увлажненный материал содержит раствор соли с заданной температурой замерзания.

РИСУНКИ

Рисунок 1