[实用新型]多段式热桩

说明书

技术领域

本实用新型属于冷冻技术领域，涉及一种重力式热管，特别涉及一种多段式。

背景技术

美国陆军工程兵团ErwinLong先生在50年代晚期从养护多年冻土，利用融化的不稳定冻土地基出发，发展了一种热桩系统，即无芯重力式热管，被命名为“Long热桩”，并在1960年取得了实用新型专利。我国对热管的研究始于70年代初期，为了解决寒区铁路工程存在的路基问题于1987年下达了“冻土地区应用热桩技术的研究”并在1989年取得了满意的结果。

现有的热桩是一种两相液气对流循环热传导系统，它实际上是在一根密封的管里面冲以工质，管的上部为冷凝器，下部为蒸发器，当冷凝器与蒸发器之间存在温差时（冷凝器温度低于蒸发器），蒸发器的液体工质吸收热量，蒸发成气体工质，在压差作用下，蒸汽上升至冷凝器，与较冷的冷凝器管壁接触，放出汽化潜热，冷凝成液体，在重力作用下，液体工质沿管壁流回蒸发器再蒸发，如此往复循环。这种传热机制决定了热量只能从下向上传输，只有在空气温度低于热桩液体段温度时，热桩才开始启动工作。现有的热桩在实际应用过程中存在如下缺陷：

1）单根热桩年平均功率偏小，虽然可以起到稳定活动层的作用，但是效果不是十分显著，究其原因是蒸发段冻土的导热系数小，另外热桩液氨段和土体之间的导热面积小，因此蒸发段的蒸发功率受到土体热阻的限制，导致空气中的冷量不能快速导入地基中。

2）液体工质的液面处在热桩的最底端，且往往设置在冻土稳定层以下，使得热桩蒸发段的温度相对较低，即热桩启动温度低，只有在冬季低温条件下才能有效启动，实际工作中，一旦液池位置的温度接近于冷凝段温度，热桩的导热趋于停止。

3）热桩的启动和功率大小受到蒸发段液体工质温度和土体导热系数的限制，在暖季（5月、6月、7月、8月、9月）基本不能启动工作。此时，热桩对地表的热量输入无能为力，导致对冻土稳定层的保护效果不够显著，也就是说现有的热桩不能很好地利用暖季昼夜温度差来导出融冻层的热量，热桩的效能无法充分发挥。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种多段式热桩，不仅能将空气中的冷量快速导入地基，而且能够很好地利用暖季的昼夜温差导出融冻层的热量，提高年平均运行功率。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种多段式热桩，包括壳体，壳体一端的外壁上设有散热冷凝段翅片，壳体内设有至少一个隔离体，该至少一个隔离体将壳体内部分成至少两个互不相通的管内空腔，管内空腔通过冷凝液灌注孔与外界相通，每个管内空腔内均灌注有冷媒。

所述的隔离体上安装有至少一根冷凝芯管，当冷凝芯管为至少两根时，冷凝芯管并排设置。

所述的隔离体采用第一隔离器、第二隔离器或第三隔离器。

本实用新型多段式热桩是在现有热桩的基础上，将壳体内部分成多个独立的互不相通的空腔，加大了液体工质和桩周土体的接触面积，从而增大了单根热桩与周围土体之间的导热功率。热桩在桩身范围内针对不同桩周土体温度和大气温差分段启动工作，利用春、夏、秋三个季节的昼夜较差将季节冻土的热量导出大气层，实现热桩能够在一年四季都启动工作。

附图说明

图1是本实用新型多段式热桩第一种实施例的剖面示意图。

图2是本实用新型多段式热桩第二实施例的剖面示意图；

图3是本实用新型多段式热桩第三种实施例的剖面结构示意图。

图4是图3中的A-A剖视放大图。

图5是本实用新型多段式热桩第四种实施例的剖面示意图。

图6是图5中的B-B剖视放大图。

图7是本实用新型多段式热桩第五种实施例的剖面示意图。

图8是本实用新型多段式热桩第六种实施例的剖面示意图。