利用太陽(yáng)能制冷裝置維護(hù)多年凍土地基路基熱穩(wěn)定的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種利用太陽(yáng)能制冷裝置維護(hù)多年凍土地基路基熱穩(wěn)定的方法，包括太陽(yáng)能制冷裝置及其排布方法兩個(gè)部分。其中制冷裝置包括冷凝管，冷凝器的外周安裝有散熱肋片，冷凝管的一端設(shè)有蒸發(fā)器，另一端設(shè)有太陽(yáng)能制冷驅(qū)動(dòng)器；蒸發(fā)器為外表面涂有吸熱材料的金屬單管。應(yīng)用時(shí)太陽(yáng)能制冷裝置以獨(dú)立豎直排布或相互連通的方式將蒸發(fā)器部分埋入多年凍土地基路基之下，冷凝管及制冷驅(qū)動(dòng)器伸出于多年凍土地基路基面之上。本發(fā)明利用高原多年凍土區(qū)的氣候特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能制冷裝置的全年運(yùn)行與循環(huán)工作，特別是在多年凍土融化季節(jié)的暖季，能夠?qū)崿F(xiàn)主動(dòng)制冷，用于多年凍土地基路基熱穩(wěn)定維護(hù)，能有效防治多年凍土地基路基的熱融下沉、傾斜、開裂等病害。
【專利說明】利用太陽(yáng)能制冷裝置維護(hù)多年凍土地基路基熱穩(wěn)定的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種多年凍土地基熱穩(wěn)定的方法，尤其涉及一種利用太陽(yáng)能制冷裝置維護(hù)多年凍土地基路基熱穩(wěn)定的方法。該方法也可用于太陽(yáng)能空調(diào)、太陽(yáng)能冷庫(kù)等【技術(shù)領(lǐng)域】的主動(dòng)制冷。
【背景技術(shù)】
[0002]在多年凍土地基路基的熱穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)維護(hù)中，國(guó)內(nèi)外大多采用碎石、片石等材料，在路基的護(hù)坡、護(hù)道、路基底部等部位鋪設(shè)而形成熱屏障，阻止暖季往下傳遞的熱量而防止多年凍土層的融化。利用這些材料在多年凍土地基路基熱穩(wěn)定維護(hù)中，都起到了一定的作用。但是，碎石、片石的空隙易被風(fēng)沙或積雪覆蓋而失去對(duì)流換熱作用，使地基路基存在著諸如熱融下沉、傾斜、開裂等病害，一定程度上影響了列車的安全運(yùn)營(yíng)。
[0003]近年來多年凍土地基路基的熱穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)維護(hù)中，大量采用了熱棒制冷裝置。熱棒是一種汽液兩相對(duì)流循環(huán)的密封管導(dǎo)熱裝置，主要由蒸發(fā)段與散熱段兩部分組成，制冷工質(zhì)填充于其中，當(dāng)蒸發(fā)段與散熱段存在溫差時(shí)，制冷工質(zhì)開始循環(huán)工作。這種維護(hù)多年凍土地基路基熱穩(wěn)定的熱棒裝置，在寒季蒸發(fā)段溫度高于散熱段溫度而存在負(fù)溫差時(shí)，自下而上將地基路基中的熱量散失到大氣中，進(jìn)行冷凍多年凍土層或增加其冷儲(chǔ)量；而暖季即為多年凍土融化季節(jié)，此時(shí)，熱棒的蒸發(fā)段溫度低于散熱段溫度而存在正溫差，制冷工質(zhì)停止循環(huán)工作，致使熱棒失去作用。
[0004]由于高原多年凍土區(qū)存在著太陽(yáng)強(qiáng)輻射強(qiáng)、氣溫日較差大和年較差小的特點(diǎn)，采用太陽(yáng)能制冷技術(shù)維護(hù)多年凍土地基路基熱穩(wěn)定時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)制冷裝置不分季節(jié)的全年主動(dòng)工作，最大程度的冷卻多年凍土地基路基，防治凍土工程病害的產(chǎn)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，同時(shí)利用高原多年凍土區(qū)的氣候特點(diǎn)，提供一種利用太陽(yáng)能制冷裝置維護(hù)多年凍土地基路基熱穩(wěn)定的方法。
[0006]本發(fā)明利用太陽(yáng)能制冷裝置維護(hù)多年凍土地基路基熱穩(wěn)定的方法，包括太陽(yáng)能制冷裝置及其排布方法兩個(gè)部分。其中太陽(yáng)能制冷裝置包括冷凝管，冷凝器的外周安裝有散熱肋片，冷凝管的一端設(shè)有蒸發(fā)器，另一端設(shè)有太陽(yáng)能制冷驅(qū)動(dòng)器；所述蒸發(fā)器為外表面涂有吸熱材料的金屬單管；所述太陽(yáng)能制冷驅(qū)動(dòng)器包括金屬鍍膜管及設(shè)置在金屬鍍膜管外的透光管，金屬鍍膜管與透光管間抽真空；金屬鍍膜管內(nèi)填充有制冷工質(zhì)；金屬鍍膜管的一端通過直通法蘭與冷凝管對(duì)接。
[0007]所述蒸發(fā)器為外表面涂有吸熱材料的金屬單管，金屬鍍膜管與蒸發(fā)器金屬單管可以為一體式直通管，二者也可以通過法蘭連接，還可以通過焊接方式連接。
[0008]太陽(yáng)能制冷裝置的排布:將蒸發(fā)器部分埋入多年凍土地基路基之下，冷凝管及制冷驅(qū)動(dòng)器伸出于多年凍土地基路基之上。
[0009]所述太陽(yáng)能制冷裝置可以獨(dú)立豎直排布，即每個(gè)太陽(yáng)能制冷裝置的制冷驅(qū)動(dòng)器縱向安裝且獨(dú)立排布，相應(yīng)的太陽(yáng)能制冷驅(qū)動(dòng)器金屬鍍膜管的另一端由封閉法蘭密封。金屬鍍膜管的內(nèi)芯設(shè)置有導(dǎo)氣管，并在由封閉法蘭密封的一端設(shè)置有與導(dǎo)氣管相通的加注管，以增加制冷工質(zhì)的高效受熱性和制冷工質(zhì)蒸汽的流動(dòng)暢通性，同時(shí)為了避免導(dǎo)氣管被損毀，在封閉法蘭上設(shè)有保護(hù)罩。但是為了更有效的將多年凍土地基路基中的熱量帶出外部，使其溫度降低，位于多年凍土地基路基之下的蒸發(fā)器可通過連通器連通。
[0010]所述太陽(yáng)能制冷裝置也可以連通排布，即每個(gè)太陽(yáng)能制冷裝置的制冷驅(qū)動(dòng)器橫向安裝并相互連通，相應(yīng)的太陽(yáng)能制冷驅(qū)動(dòng)器金屬鍍膜管的另一端通過直通法蘭與另外一個(gè)太陽(yáng)能制冷裝置的金屬鍍膜管對(duì)接。同樣的位于多年凍土地基路基之下的蒸發(fā)器可通過連通器連通。
[0011]為了使制冷工質(zhì)均勻填充于金屬鍍膜管內(nèi)，在金屬鍍膜管內(nèi)設(shè)置有徑向格網(wǎng)或軸向格網(wǎng)。
[0012]為了保證太陽(yáng)能制冷驅(qū)動(dòng)器的高溫采集能力，使得制冷工質(zhì)具有高效的解吸、循環(huán)與制冷性能，在金屬鍍膜管兩端的直通法蘭上設(shè)置有真空抽取口，并在金屬鍍膜管一端的直通法蘭與透光管間的密封處設(shè)有密封墊。
[0013]本發(fā)明相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)具有以下有益效果:
1、本發(fā)明利用高原多年凍土區(qū)具有太陽(yáng)強(qiáng)輻射、氣溫日較差大和年較差小的特點(diǎn)，研發(fā)的太陽(yáng)能制冷裝置能夠?qū)崿F(xiàn)全年運(yùn)行與循環(huán)工作，特別是在多年凍土融化季節(jié)的暖季，能夠?qū)崿F(xiàn)主動(dòng)制冷，能有效防治多年凍土地基路基的熱融下沉、傾斜、開裂等病害；
2、本發(fā)明太陽(yáng)能制冷裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其排布方式可根據(jù)不同環(huán)境進(jìn)行靈活、方便的調(diào)整布置，具有較強(qiáng)的實(shí)用性；
3、本發(fā)明適用性廣，除了用于多年凍土地基路基熱穩(wěn)定維護(hù)的制冷之外，也可用于太陽(yáng)能空調(diào)、太陽(yáng)能冷庫(kù)等領(lǐng)域的制冷。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明制冷裝置獨(dú)立豎直排布方式I ;
圖2為本發(fā)明制冷裝置獨(dú)立豎直排布方式II ；
圖3為本發(fā)明制冷裝置獨(dú)立豎直排布時(shí)制冷驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)圖；
圖4為本發(fā)明制冷裝置連通排布方式I;
圖5為本發(fā)明制冷裝置連通排布方式II ；
圖6為本發(fā)明制冷裝置連通時(shí)制冷驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明太陽(yáng)能制冷裝置的結(jié)構(gòu)和排布方式作進(jìn)一步說明。
[0016]實(shí)施例1
太陽(yáng)能制冷裝置的結(jié)構(gòu):包括冷凝管3，在冷凝器3的外周安裝有散熱肋片5，冷凝管3的一端設(shè)有蒸發(fā)器4，另一端設(shè)有太陽(yáng)能制冷驅(qū)動(dòng)器I (見圖1)。太陽(yáng)能制冷驅(qū)動(dòng)器在金屬鍍膜管1-1外設(shè)置有透光管1-6，且金屬鍍膜管與透光管封閉并抽真空；金屬鍍膜管1-1內(nèi)每間隔一段距離設(shè)置有徑向格網(wǎng)1-9，并在徑向格網(wǎng)1-9上填充制冷工質(zhì)1-10 ;金屬鍍膜管1-1的一端通過直通法蘭2與冷凝管3對(duì)接，另一端由封閉法蘭1-4密封。金屬鍍膜管1-1的內(nèi)芯設(shè)置有導(dǎo)氣管1-8，導(dǎo)氣管對(duì)應(yīng)封閉法蘭1-4的一端設(shè)有加注管1-11，并在封閉法蘭1-4上設(shè)有保護(hù)罩1-3。在封閉法蘭1-4與透光管1-6間的密封處設(shè)有密封墊1-7，并在其中一端的法蘭上設(shè)置有真空抽取口 1-5 (見圖3)。
[0017]太陽(yáng)能制冷裝置的排布:蒸發(fā)器部分埋入多年凍土地基路基之下，冷凝管及制冷驅(qū)動(dòng)器伸出于多年凍土地基路基之上。每個(gè)太陽(yáng)能制冷裝置的制冷驅(qū)動(dòng)器縱向安裝且獨(dú)立排布；于多年凍土地基路基之下的蒸發(fā)器可通過連通器6連通(圖2)，也可互不相連通(圖1)。
[0018]實(shí)施例2
太陽(yáng)能制冷裝置的結(jié)構(gòu):包括冷凝管3，在冷凝器3的外周安裝有散熱肋片5，冷凝管3的一端設(shè)有蒸發(fā)器4，另一端設(shè)有太陽(yáng)能制冷驅(qū)動(dòng)器I (見圖4)。其中，太陽(yáng)能制冷驅(qū)動(dòng)器包括金屬鍍膜管1-1，在金屬鍍膜管1-1外設(shè)置有透光管1-6，且金屬鍍膜管與透光管6封閉并抽真空；金屬鍍膜管1-1內(nèi)每間隔一段距離設(shè)置有軸向格網(wǎng)1-9，并在軸向格網(wǎng)1-9內(nèi)填充制冷工質(zhì)1-10 ;金屬鍍膜管1-1的一端通過直通法蘭2與冷凝管3對(duì)接，另一端通過直通法蘭2與另外的太陽(yáng)能制冷裝置的冷凝管3對(duì)接。在金屬鍍膜管一端的直通法蘭上設(shè)置有真空抽取口 1-6，并在直通法蘭2與透光管1-6間的密封處設(shè)有密封墊1-7 (見圖6)。
[0019]太陽(yáng)能制冷裝置的排布:蒸發(fā)器部分埋入多年凍土地基路基之下，冷凝管及制冷驅(qū)動(dòng)器伸出于多年凍土地基路基之上。每個(gè)太陽(yáng)能制冷裝置的制冷驅(qū)動(dòng)器橫向安裝并相互連通。同樣的位于多年凍土地基路基之下的蒸發(fā)器可通過連通器6連通(圖5)，也可以互不相連通(圖4)。
[0020]上述實(shí)施例中，蒸發(fā)器4為外表面涂有吸熱材料的金屬單管，金屬鍍膜管1-1的外表面為太陽(yáng)能吸熱膜，透光管1-6由玻璃制成。金屬鍍膜管與蒸發(fā)器金屬單管可以為一體式直通管，二者也可以通過法蘭連接，還可以通過焊接方式連接。
【權(quán)利要求】
1.利用太陽(yáng)能制冷裝置維護(hù)多年凍土地基路基熱穩(wěn)定的方法，其特征在于: 所述太陽(yáng)能制冷裝置包括冷凝管，冷凝器(3)的外周安裝有散熱肋片(5)，冷凝管(3)的一端設(shè)有蒸發(fā)器(4)，另一端通過直通法蘭(2)設(shè)有太陽(yáng)能制冷驅(qū)動(dòng)器(I);所述蒸發(fā)器(4)為外表面涂有吸熱材料的金屬單管；所述太陽(yáng)能制冷驅(qū)動(dòng)器(I)包括金屬鍍膜管(1-1)及設(shè)置在金屬鍍膜管(1-1)外的透光管(1-6)，金屬鍍膜管(1-1)與透光管(1-6)間抽真空；金屬鍍膜管(1-1)內(nèi)填充有制冷工質(zhì)(1-10);金屬鍍膜管(1-1)的一端通過直通法蘭(2)與冷凝管(3)對(duì)接； 太陽(yáng)能制冷裝置的排布:將蒸發(fā)器部分埋入多年凍土地基路基之下，冷凝管及制冷驅(qū)動(dòng)器伸出于多年凍土地基路基之上。
2.如權(quán)利要求1利用太陽(yáng)能制冷裝置維護(hù)多年凍土地基路基熱穩(wěn)定的方法，其特征在于:所述太陽(yáng)能制冷裝置獨(dú)立豎直排布，太陽(yáng)能制冷驅(qū)動(dòng)器(I)金屬鍍膜管(1-1)的另一端由封閉法蘭(1-4)密封。
3.如權(quán)利要求2所述利用太陽(yáng)能制冷裝置維護(hù)多年凍土地基路基熱穩(wěn)定的方法，其特征在于:所述蒸發(fā)器(4)于多年凍土地基路基之下通過連通器(6)連通。
4.如權(quán)利要求1所述利用太陽(yáng)能制冷裝置維護(hù)多年凍土地基路基熱穩(wěn)定的方法，其特征在于:所述太陽(yáng)能制冷裝置連通排布:太陽(yáng)能制冷驅(qū)動(dòng)器(I)金屬鍍膜管(1-1)的另一端通過直通法蘭(2)與另外一個(gè)太陽(yáng)能制冷裝置的金屬鍍膜管對(duì)接。
5.如權(quán)利要求4所述利用太陽(yáng)能制冷裝置維護(hù)多年凍土地基路基熱穩(wěn)定的方法，其特征在于:所述蒸發(fā)器(4)于多年凍土地基路基之下通過連通器(6)連通。
6.如權(quán)利要求1飛利用太陽(yáng)能制冷裝置維護(hù)多年凍土地基路基熱穩(wěn)定的方法，其特征在于:所述蒸發(fā)器(4)為外表面涂有吸熱材料的金屬單管，金屬鍍膜管(1-1)與蒸發(fā)器金屬單管為一體式直通管，或通過法蘭連接，或通過焊接方式連接。
7.如權(quán)利要求1?5所述利用太陽(yáng)能制冷裝置維護(hù)多年凍土地基路基熱穩(wěn)定的方法，金屬鍍膜管(1-1)端部的直通法蘭上設(shè)置有真空抽取口( 1-5);金屬鍍膜管(1-1) 一端的直通法蘭與透光管(1-6)間的密封處設(shè)有密封墊(1-7)。
8.如權(quán)利要求1?5所述利用太陽(yáng)能制冷裝置維護(hù)多年凍土地基路基熱穩(wěn)定的方法，其特征在于:在金屬鍍膜管(1-1)內(nèi)設(shè)置有徑向格網(wǎng)或軸向格網(wǎng)(1-9)。
9.如權(quán)利要求2、3所述利用太陽(yáng)能制冷裝置維護(hù)多年凍土地基路基熱穩(wěn)定的方法，其特征在于:在所述金屬鍍膜管(1-1)的內(nèi)芯設(shè)置有導(dǎo)氣管(1-8)，并在由封閉法蘭(1-4)密封的一端設(shè)置有與導(dǎo)氣管(1-8)相通的加注管(1-2)，并在封閉法蘭上設(shè)有保護(hù)罩(1-3)。
【文檔編號(hào)】E02D3/115GK103590293SQ201310572866
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月18日
【發(fā)明者】米維軍, 賈鋆, 李勇, 熊治文, 鄭靜, 韓龍武, 武小鵬, 屈耀輝, 魏永梁, 趙相卿 申請(qǐng)人:中鐵西北科學(xué)研究院有限公司