Термостабілізація грунтів, технологія
Сезонно-діючі охолоджуючі пристрої (СОУ) призначені для підтримки грунту в мерзлому стані, що забезпечує стійкість будівель, споруд на палях, а також зберігає замерзлий грунт навколо опор ЛЕП і трубопроводів, уздовж насипів залізничних колій і автомобільних магістралей. В основі технології сезонно-діючих охолоджувальних пристроїв лежить пристрій передачі тепла (термосифон), яке в зимовий період витягує тепло з грунту і передає його в навколишнє середовище. Важливою особливістю цієї технології є те, що вона природно-діюча, тобто не потребує зовнішніх джерел енергії.
Принцип роботи всіх видів сезонно-діючих охолоджувальних пристроїв однаковий. Кожен з них складається з герметичної труби, в якій знаходиться теплоносій - холодоагент: вуглекислота, аміак та ін. Труба складається з двох секцій. Одна секція розміщується в землі і називається випарником. Друга, радіаторна секція труби, розташована на поверхні. Коли температура навколишнього середовища опускається нижче температури землі, де залягає випарник, пари холодоагенту починають конденсуватися в радіаторної секції. В результаті знижується тиск і холодоагент в випарної частини починає скипати і випаровуватися. Цей процес супроводжується перенесенням тепла з випарної частини в радіаторну.
Теплопередача з використанням термосифона
В даний час існує декілька типів конструкцій сезонно-діючих охолоджувальних пристроїв:
1) Термостабілізатор. Являють собою вертикальну трубу термосифона, навколо якої заморожується грунт.
2) ТЕРМОСВІТ. Являє собою вертикальну палю з інтегрованим термосифонного. ТЕРМОСВІТ може нести деяку навантаження, наприклад опору нафтопроводу.
3) Глибинне сезонно-чинне охолоджувальний пристрій. Являє собою довгу (до 100 метрів) трубу термосифона зі збільшеним діаметром. Такі охолоджуючі пристрої застосовуються для температурної стабілізації ґрунтів на великій глибині, наприклад для термостабілізації дамб і гребель.
4) Похила сезонно-чинне охолоджувальний пристрій. Цей тип охолоджувального пристрою відрізняється від термостабілізатора тим, що установка испарительной труби виконується під ухилом близько 5%. У цьому випадку існує можливість установки похилій испарительной труби безпосередньо під будівлями, зведеними на бетонних плитах.
5) Горизонтальний охолоджувальний пристрій. Особливістю горизонтального сезонно-чинного охолоджувального пристрою є те, що воно встановлюється повністю горизонтально на рівні підготовленого насипного підстави. У цьому випадку будівля зводиться безпосередньо на непросадних грунті, розташованому на шарі ізоляції і випарних трубах. Перевагою горизонтальних охолоджувальних пристроїв є можливість їх використання в двох конфігураціях: на плитних і пальових фундаментах.
6) Система вертикальних охолоджувальних пристроїв. Цей тип сезонно-діючих охолоджувальних пристроїв схожий на горизонтальне охолоджувальний пристрій, але на відміну від нього, крім горизонтальних випарних труб, може містити до декількох десятків вертикальних випарних труб. Перевагою цієї системи є більш ефективну підтримку грунту в мерзлому стані. Недоліком вертикальних систем охолоджувальних пристроїв є затруднительность їх ремонту та обслуговування.
