面向多年冻土区路基工程的太阳能吸附式制冷装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种面向多年冻土区路基工程的太阳能吸附式制冷装置和方法。该装置主要包括：不锈钢管，玻璃管，机械密封结构，以及连接部件；不锈钢管和玻璃管内外嵌套而成真空套管结构，机械密封结构置于真空套管结构的顶部，真空套管结构埋设于冻土地基中的部分为蒸发制冷段，置于地表以上的部分又分为集热/吸附段和冷凝段，集热/吸附段和蒸发制冷段内分别填充吸附剂和制冷剂；集热/吸附段自动将太阳能转化为热能驱动吸附式制冷循环，利用昼夜太阳强度的差异实现制冷剂脱附过程和吸附过程的往复进行。本发明专利技术可以利用太阳能进行自动吸附式制冷，实现对冻土的实时和高效保护，有效防治多年冻土退化和路基工程热害。

Solar adsorption refrigeration equipment and method for Subgrade Engineering in Permafrost Region

An embodiment of the invention provides a solar adsorption refrigeration device and method for Subgrade Engineering in permafrost region. The device mainly includes: stainless steel tube, glass tube, mechanical seal, and connecting parts; stainless steel tube and glass tube inside and outside the nest and form the vacuum sleeve structure, mechanical seal top structure in a vacuum tube, a vacuum casing structure buried in the frozen soil foundation part of the evaporation cooling section, above ground part in it divided into the collector / adsorption section and the condensation section, collector / adsorption and evaporative cooling period respectively filled with adsorbent and refrigerant; collector / adsorption section automatically convert solar energy into heat absorption refrigeration cycle driven reciprocating refrigerant, realize desorption and adsorption process using the difference in the intensity of the sun for day and night. The invention can use solar energy to carry out automatic adsorption refrigeration, realize real-time and efficient protection for frozen soil, and effectively prevent permafrost degradation and roadbed engineering heat damage.

【技术实现步骤摘要】
面向多年冻土区路基工程的太阳能吸附式制冷装置和方法
本专利技术涉及冻土工程
，尤其涉及一种面向多年冻土区路基工程的太阳能吸附式制冷装置和方法。
技术介绍
中国的多年冻土主要分布在青藏高原、东北大小兴安岭北部、西部天山及阿尔泰山，约占国土面积的22.4％。在上述地区进行道路工程建设时，由于改变了原天然地表与大气之间的热量交换、季节性融化层水热输运等条件，原多年冻土的水热平衡状态被打破，使得路基下天然季节融化层的深度发生变化并引发各种不良冻土现象。当多年冻土中固态冰液化时，就会导致冻土泥化软化和流变，削弱地基的承载力和稳定性，影响道路的长期服役性能。因此，在多年冻土地区修筑公路和铁路时，首先要考虑的是路基的热稳定性，路基的热稳定性直接和路基下覆地层的温度场相关。在工程条件一定的情况下，温度是导致路基病害的关键因素，也是在保证所有防治措施有效但病害依然存在情况下唯一的可控因素。因此，对于多年冻土区路基工程，采用主动冷却措施保持和恢复线路沿线多年冻土的原始温度状态极为必要。现有技术中，一般采用主动冷却路基的方法穿越多年冻土区，包括块/碎石气冷结构、通风管及热管等。其中，块/碎石结构、通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种面向多年冻土区路基工程的太阳能吸附式制冷装置，其特征在于，该装置主要包括：不锈钢管、玻璃管、玻璃‑金属封接节、弹簧支架以及机械密封结构，所述不锈钢管和所述玻璃管内外嵌套而成真空套管结构，所述不锈钢管和所述玻璃管由所述玻璃‑金属封接节进行密封套接；所述玻璃管和所述不锈钢管之间安装所述弹簧支架进行位置固定，所述不锈钢管固定在装置的中心轴线上，所述机械密封结构置于所述真空套管结构的顶部；所述真空套管结构埋设于冻土地基中的部分为蒸发制冷段，置于地表以上的部分分为集热/吸附段和冷凝段，所述集热/吸附段和所述蒸发制冷段内分别填充吸附剂和制冷剂，所述集热/吸附段自动将太阳能转化为热能驱动吸附式制冷循环，...

【技术特征摘要】
1.一种面向多年冻土区路基工程的太阳能吸附式制冷装置，其特征在于，该装置主要包括：不锈钢管、玻璃管、玻璃-金属封接节、弹簧支架以及机械密封结构，所述不锈钢管和所述玻璃管内外嵌套而成真空套管结构，所述不锈钢管和所述玻璃管由所述玻璃-金属封接节进行密封套接；所述玻璃管和所述不锈钢管之间安装所述弹簧支架进行位置固定，所述不锈钢管固定在装置的中心轴线上，所述机械密封结构置于所述真空套管结构的顶部；所述真空套管结构埋设于冻土地基中的部分为蒸发制冷段，置于地表以上的部分分为集热/吸附段和冷凝段，所述集热/吸附段和所述蒸发制冷段内分别填充吸附剂和制冷剂，所述集热/吸附段自动将太阳能转化为热能驱动吸附式制冷循环，利用昼夜太阳强度的差异实现所述制冷剂脱附过程和吸附过程的往复进行。2.根据权利要求1所述的面向多年冻土区路基工程的太阳能吸附式制冷装置，其特征在于，所述装置还包括：太阳能选择性吸收涂层、制冷剂蒸气通道、不锈钢丝网、填充物以及连接部件；所述装置的连接部件包括：螺纹法兰、螺栓、法兰垫片和法兰盲板。3.根据权利要求1或2所述的面向多年冻土区路基工程的太阳能吸附式制冷装置，其特征在于，所述装置还包括：所述蒸发制冷段的底端、所述集热/吸附段的顶端和所述机械密封结构的底端分别焊接所述螺纹法兰；所述蒸发制冷段底端的所述螺纹法兰通过所述螺栓和所述法兰垫片与所述法兰盲板进行连接；所述机械密封结构底端的所述螺纹法兰通过所述法兰垫片和所述螺栓与所述集热/吸附段顶端的所述螺纹法兰进行连接。4.根据权利要求3所述的面向多年冻土区路基工程的太阳能吸附式制冷装置，其特征在于，所述集热/吸附段为所述真空套管结构置于地表以上部分的不锈钢管及其内部，所述集热/吸附段兼具集热和吸附功能；所述不锈钢管的管壁上钻设圆孔型的所述制冷剂蒸气通道；所述不锈钢管的外管壁上溅射一层所述太阳能选择性吸收涂层，所述太阳能选择性吸收涂层在日照条件良好的白天进行太阳能的光热转化后，直接加热所述不锈钢管内部所述吸附床上的所述吸附剂；所述不锈钢管的内部在地表以上的部分为吸附床，所述吸附床内填充所述吸附剂，并利用所述不锈钢丝网对所述吸附剂进行密封，用于防止所述吸附剂的泄漏。5.根据权利要求4所述的面向多年冻土区路基工程的太阳能吸附式制冷装置，其特征在于，所述冷凝段为所述真空套管结构置于地表以上部分的所述不锈钢管和所述玻璃管之间的夹层空间；所述玻璃-金属封接节，用于缓解所述不锈钢管和所述玻璃管因温度不同而存在的纵向膨胀变形差；所述玻璃管和所述不锈钢管之间安装弹簧支架，用于固定不锈钢管和玻璃管的相对位置，将所述不锈钢管固定在中心轴线上，用于防止所述不锈钢管外壁的高温太阳能选择性吸收涂层触碰到所述玻璃管而损坏。6.根据权利要求5所述的面向多年冻土区路基工程的太阳能吸附式制冷装置，其特征在于，所述机械密封结构包括：螺纹法兰、不锈钢管接头、泄压阀和单向阀；在所述不锈钢管接头的一侧焊接所述螺纹法兰，另一侧连接所述泄压阀，所述不锈钢管接头的中部焊接所述单向阀，构成所述机械密封结构；所述单向阀仅可单向开启，不会因反向压力作用而开启，用于系统的抽真空、...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建坤，胡田飞，刘大伟，常键，郝中华，牛巍崴，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京,11