一种适用冻土区的太阳能喷射式制冷装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种适用冻土区的太阳能喷射式制冷装置，包括底部封口的铜管，铜管顶部设有端盖，铜管内盛装有制冷工质，铜管包括蒸发制冷段、蒸气喷射段和冷凝散热段，铜管内壁上设有毛细吸液芯，铜管的蒸发制冷段和蒸气喷射段之间设有第一隔板，蒸气喷射段和冷凝散热段之间设有第二隔板，蒸气喷射段内设有气体喷射器，铜管蒸气喷射段的外壁上套设有太阳能集热器，铜管和太阳能集热器之间设有隔热材料，太阳能集热器设有若干导热件，导热件的一端连接太阳能集热器的选择性吸收层，另一端伸入蒸气喷射段的内部。本实用新型专利技术适用于多年冻土区地基热稳定性维护与冻土退化防治技术领域，可以有效防止冻土退化。

A solar jet refrigeration device suitable for frozen soil area

The utility model discloses a solar energy jet refrigeration device suitable for permafrost area, which comprises a copper tube with a bottom seal, an end cover is arranged on the top of the copper tube, a refrigeration working medium is contained in the copper tube, the copper tube comprises an evaporation refrigeration section, a steam jet section and a condensation heat dissipation section, the inner wall of the copper tube is provided with a capillary liquid absorption core, a first partition is arranged between the evaporation refrigeration section and the steam jet section of the copper tube, and the steam is evaporated A second partition is arranged between the air jet section and the condensation heat dissipation section, a gas ejector is arranged in the steam jet section, a solar collector is sleeved on the outer wall of the copper tube steam jet section, a heat insulation material is arranged between the copper tube and the solar collector, the solar collector is provided with a number of heat conducting pieces, one end of the heat conducting piece is connected with the selective absorption layer of the solar collector, and the other end is extended into the steam jet The interior of the firing segment. The utility model is suitable for the technical field of foundation thermal stability maintenance and frozen soil degradation prevention in permafrost area, and can effectively prevent frozen soil degradation.

【技术实现步骤摘要】
一种适用冻土区的太阳能喷射式制冷装置
本技术涉及多年冻土工程
，尤其涉及多年冻土区地基热稳定性维护与冻土退化防治
，特别是一种适用冻土区的太阳能喷射式制冷装置及冻土退化防治方法。
技术介绍
多年冻土是一种长期处于负温状态、并含有冰的特殊土体，在中国青藏高原、东北地区分布面积广大，约占国土总面积的22.4％，地球上多年冻土面积则约占陆地总面积的25％。多年冻土关系到气候环境、地表生态、地域地貌等多面的改变，且多年冻土会直接影响上部工程稳定性。目前，多年冻土消融是全球气候变暖引起的一个突出不良现象，而工程建设进一步加剧了冻土的局部退化。例如，在青藏高原修建青藏铁路、输油管道、输电线路等长距离线性工程引起的大规模的“融化槽”现象。因此，多年冻土保护方法与多年冻土工程热稳定性维护技术是近年来的热点问题。多年冻土退化的表现是冻土地层温度升高、冰体融化，以及由此引起的岩土性状改变，但其实质在于地面热量收入大于支出长期积累的结果。工程建设会加速冻土退化的原因就在于增大了冻土的热量收入与支出两者间的失衡程度，一方面增大了暖季的热量输入，另一方面减小了冷季的热量输出。现有的多年冻土保护措施或方法存在传热效率低和季节匹配性差的不足，主要效果在于延缓或降低冻土退化速度，并不能严格地控制冻土退化的发生，尤其在冻土出现退化现象后难以起到及时恢复冻土状态和工程应急抢险的作用。冻土自然状态下的稳定性主要依赖于季节交替性的热量收支平衡关系，而冻土退化主要发生在暖季，现有的技术措施在暖季仅能减小热量输入，冻土仍然处于传热逆差状态。一个更为有效的冻土保护方法为，通过制冷方法在暖季实时地将传入冻土的热量逆向地传递回大气环境中，具有季节匹配性好和传热效率高的技术优势。制冷方法包括压缩式制冷、热驱动制冷及半导体制冷等，分别需要机械能(电能)、热能、电能等高品位能量的补偿过程。但是在青藏高原等多年冻土区，由于基础设施建设水平的限制，高品位能量不是随处可取的，而道路、输油管线、输电线路属于长距离线性工程，展线距离长，实现全线制冷具有极大难度。
技术实现思路
本技术提供了一种适用冻土区的太阳能喷射式制冷装置，以解决现有技术中多年冻土保护效果不好的问题。为实现上述目的，本技术所采用的技术方案如下：一种适用冻土区的太阳能喷射式制冷装置，包括底部封口的铜管，所述铜管顶部设有可拆卸的端盖，所述铜管内盛装有制冷工质，所述铜管从下到上依次包括蒸发制冷段、蒸气喷射段和冷凝散热段，所述铜管内壁上设有用以循环工质的毛细吸液芯，所述铜管的蒸发制冷段和蒸气喷射段之间设有第一隔离板，蒸气喷射段和冷凝散热段之间设有第二隔离板，蒸气喷射段内设有气体喷射器，所述气体喷射器包括混合室、喷嘴、喉管和扩压室，所述气体喷射器的喉管穿过所述第一隔离板，所述气体喷射器的混合室连接有高压流体管和低压流体管，所述低压流体管穿过所述第二隔离板，所述铜管的蒸气喷射段的外壁上套设有太阳能集热器，所述铜管和所述太阳能集热器之间填装有隔热材料，所述太阳能集热器内壁上设有若干导热件，所述导热件的一端连接太阳能集热器的选择性吸收层，另一端伸入蒸气喷射段的内部且不与所述气体喷射器接触，所述铜管的蒸发制冷段埋设于地层中，所述铜管的蒸气喷射段和冷凝散热段置于地表以上。作为限定：所述铜管的冷凝散热段外壁上设有散热翅片。作为限定：所述铜管底端设有锥形导头。作为限定：所述毛细吸液芯的表面覆盖有固定所述毛细吸液芯的不锈钢丝网。作为限定：所述隔热材料为酚醛泡沫材料、聚氨酯保温材料或石棉。作为限定：所述导热件为棒状且在所述太阳能集热器的内壁上均匀布设。作为限定：所述制冷工质采用醇类或烷烃类制冷工质。本技术由于采用了上述的结构，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：本技术将新能源制冷技术从人居环境调节领域引入到路基工程，本装置型式设计创新，采用整体柱状型式，铜管外壁套设有太阳能集热器，内部采用毛细吸液芯驱动方式进行工质的循环，整体设计简单实用。装置的主要应用区域在青藏高原多年冻土区，一方面，青藏高原太阳能分布丰富，所以装置的驱动来源条件好，直接采用低品位的太阳热能驱动装置运行，经济环保，不需要设置循环泵即可完成制冷工质循环，装置整体不需要外部供电。另一方面，作用对象是退化的多年冻土，作用对象所需的冷负荷水平低，装置负担小。因铜管和太阳能集热器之间填装有隔热材料，隔热材料可防止太阳能集热器直接加热铜管。在太阳能集热器内壁上设置的若干导热棒，通过导热棒把热量传递至毛细吸液芯用以加热毛细吸液芯内的部分制冷工质。本装置的顶端设置有可拆卸的端盖，可方便快捷的添加制冷工质。本装置没有机械运动部件，因而没有电能和机械能的消耗，使得运行更为稳定可靠。装置结构紧凑，体积小，占地面积小，集成一体化装设方便，不需要配套供电线路，可无人值守，可用于冻土退化的地基内，运行效果好，工作负荷小，使用寿命长。附图说明附图用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。在附图中：图1为本技术装置的结构示意图。图2为本技术A-A截面的示意图。图3为本技术B-B截面的示意图。图4为本技术C-C截面的示意图。图5为本技术D-D截面的示意图。图6为本技术气体喷射器的示意图。图中：1-铜管，2-端盖，3-毛细吸液芯，4-第一隔离板，5-第二隔离板，6-气体喷射器，61-混合室，62-喷嘴，63-喉管，64-扩压室，7-高压流体管，8-低压流体管，9-太阳能集热器，10-隔热材料，11-导热件，12-散热翅片，13-锥形导头，14-不锈钢丝网。具体实施方式以下结合附图对本技术的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本技术，并不用于限定本技术。参照图1-6，本装置包括底部封口的铜管1，铜管1顶部设有可拆卸的端盖2，铜管1内盛装有制冷工质，铜管1从下到上依次包括蒸发制冷段、蒸气喷射段和冷凝散热段，铜管1内壁上设有用以循环工质的毛细吸液芯3，毛细吸液芯3的表面覆盖有固定毛细吸液芯的不锈钢丝网14，铜管1的蒸发制冷段和蒸气喷射段之间设有第一隔离板4，蒸气喷射段和冷凝散热段之间设有第二隔离板5，蒸气喷射段内设有气体喷射器6，气体喷射器6包括混合室61、喷嘴62、喉管63和扩压室64，气体喷射器6的喉管63穿第一过隔离板4，气体喷射器6的混合室61连接有高压流体管7和低压流体管8，低压流体管8穿过第二隔离板5，铜管1的蒸气喷射段的外壁上套设有太阳能集热器9，铜管1和太阳能集热器9之间填装有隔热材料10，隔热材料10可以选择酚醛泡沫材料、聚氨酯保温材料或石棉，太阳能集热器9内壁上设有若干导热件11，导热件11为棒状，其一端连接太阳能集热器9的选择性吸收层，另一端伸入蒸气喷射段的内部且不与气体喷射器6接触，导热件11在太阳能集热器9的内壁上均匀布设，铜管1的蒸发制冷段埋设于地层中，铜管1的蒸气喷射段和冷凝散热段置于地表以上。铜管1底端设有锥头导向帽13，可以保证路基散热器以设计角度准确地布设在路基工程中。在有太阳辐照的条件下，太阳能集热器9的太阳能选择性吸收层将太阳辐射能转化为热能，并通过导热件11本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用冻土区的太阳能喷射式制冷装置，其特征在于：包括底部封口的铜管，所述铜管顶部设有可拆卸的端盖，所述铜管内盛装有制冷工质，所述铜管从下到上依次包括蒸发制冷段、蒸气喷射段和冷凝散热段，所述铜管内壁上设有用以循环工质的毛细吸液芯，所述铜管的蒸发制冷段和蒸气喷射段之间设有第一隔离板，蒸气喷射段和冷凝散热段之间设有第二隔离板，蒸气喷射段内设有气体喷射器，所述气体喷射器包括混合室、喷嘴、喉管和扩压室，所述气体喷射器的喉管穿过所述第一隔离板，所述气体喷射器的混合室连接有高压流体管和低压流体管，所述低压流体管穿过所述第二隔离板，所述铜管的蒸气喷射段的外壁上套设有太阳能集热器，所述铜管和所述太阳能集热器之间填装有隔热材料，所述太阳能集热器内壁上设有若干导热件，所述导热件的一端连接太阳能集热器的选择性吸收层，另一端伸入蒸气喷射段的内部且不与所述气体喷射器接触，所述铜管的蒸发制冷段埋设于地层中，所述铜管的蒸气喷射段和冷凝散热段置于地表以上。

【技术特征摘要】
1.一种适用冻土区的太阳能喷射式制冷装置，其特征在于：包括底部封口的铜管，所述铜管顶部设有可拆卸的端盖，所述铜管内盛装有制冷工质，所述铜管从下到上依次包括蒸发制冷段、蒸气喷射段和冷凝散热段，所述铜管内壁上设有用以循环工质的毛细吸液芯，所述铜管的蒸发制冷段和蒸气喷射段之间设有第一隔离板，蒸气喷射段和冷凝散热段之间设有第二隔离板，蒸气喷射段内设有气体喷射器，所述气体喷射器包括混合室、喷嘴、喉管和扩压室，所述气体喷射器的喉管穿过所述第一隔离板，所述气体喷射器的混合室连接有高压流体管和低压流体管，所述低压流体管穿过所述第二隔离板，所述铜管的蒸气喷射段的外壁上套设有太阳能集热器，所述铜管和所述太阳能集热器之间填装有隔热材料，所述太阳能集热器内壁上设有若干导热件，所述导热件的一端连接太阳能集热器的选择性吸收层，另一端伸入蒸气喷射段的内部且不与所述气体喷射器接触，所述铜管的蒸发...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡田飞，王天亮，冯卓鑫，刘建勇，卢玉婷，尹赵爱，何亚梦，
申请(专利权)人：石家庄铁道大学，
类型：新型
国别省市：河北,13