Спосіб утворення льодяної стіни в холодному повітрі

Реферат: Спосіб утворення льодяної стінки у холодному повітрі включає в себе процеси охолодження розпиленої форсунками води і замерзання води на твердій поверхні. Процеси охолодження і замерзання води проводять при гравітаційному русі плівки води, отриманої з форсунок, на вертикальних чи нахилених елементах у вигляді шнурів, пластин, стержнів чи сіток протягом часу необхідного для зростання льоду між собою на сусідніх елементах. UA 97202 U (12) UA 97202 U UA 97202 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Спосіб належить до систем опалення з використанням буферної зони в будівлях, акумулювання льоду, а також для створення тимчасових льодяних легких споруд для перебування людей і техніки, для захисту від вітру та для снігозатримання і попередження перемітання доріг снігом. Використання льодяної стінки як огорожі і теплообмінника для опалення буферної зони будівлі, виконаної з льоду відомо в "Способі опалення будівлі під час морозів з використанням холодної води" [пат. України на кор. модель. № 46112, F24D 15/00, опубл. 10.12.2009 p.]. Недоліком такого способу є те, що не завжди є можливість виконання стаціонарних буферних зон через використання прилеглої території та з архітектурних і інших міркувань (наприклад, вузька буферна зона не дозволяє встановлювати обладнання). Крім того, видалення льоду з твердих елементів, на яких він утворюється, вимагає затрат часу та енергії. Найближчим за технічною суттю до запропонованого способу є "Спосіб спорудження льодяних стін на фундаменті з опалубкою, в яку періодично добавляють воду, що розпилюється форсунками" [а/с СРСР № 151407В, опубл. 15/05.06.1976 р., кл. Е04G 11/04 - прийнятий нами за прототип]. Недоліком згаданого способу є необхідність створення опалубки і недостатня теплопередача при кристалізації льоду в опалубці через значний термічний опір і відсутність впливу вітру на конвективний теплообмін. Задачею корисної моделі є зменшення матеріалоємності і вартості конструкції та інтенсифікація теплообміну при кристалізації води. Поставлена задача вирішується тим, що процеси охолодження і замерзання води проводять при гравітаційному русі плівки води, отриманої з форсунок, на вертикальних чи нахилених елементах у вигляді підвішених шнурів, пластин, стержнів чи сіток протягом часу необхідного для зростання льоду між собою на сусідніх елементах. Новим є те, що процес охолодження проводять на нахилених поверхнях, які зрошуються форсунками, а охолоджену воду подають на верхню частину елементів. Також новим є розміщення частини елементів на деякій відстані від поверхні землі чи іншої площадки з метою додаткової кристалізації води в бурульках, що утворюватимуться і опиратимуться при відповідній довжині об поверхню площадки, утримуючи вагу льоду. При цьому не потрібно підбирати довжину елементів під форму поверхні площадки чи її нахил бурульки заповнять нерівності. Це дозволяє не робити занадто міцними перекладини для підвішування елементів. На початковій стадії формування стіни нижня відкрита частина, при необхідності, може прикриватись будь-якими матеріалами. Спосіб здійснюють наступним чином. Для закріплення верхньої частини елементів, що зрошуються водою, створюють каркас (наприклад, П-подібної форми, або у вигляді перекладини під дахом будівлі). До горизонтальної перемички каркасу прикріплюють елементи. Каркас може мати в плані як лінійну, так і вигнуту чи уступчасту форму. Горизонтальну перемичку зрошують водою з форсунки, або водою після охолодження на нахиленій площині (останній варіант більш вигідний при незначних морозах). Вода замерзає на елементах, що розташовані з відстанню між собою, або на сітці. З часом товщина льоду на елементах і струменів на сітці збільшується і лід між сусідніми елементами зростається, утворюючи суцільну стіну. Як показали експерименти за годину при мінус 6 С намерзає в горизонтальній площині 1-3 мм льоду. При відстані між елементами 100 мм стіна стане суцільною через 3-5 годин зрошення водою. При необхідності збільшення товщини льодяної стіни воду продовжують подавати на верхню частину стіни або на її бокові частини. У випадку використання стіни для опалення буферної зони будівель, воду слід подавати, в першу чергу, на сторону льодяної стіни, що виходить в буферну зону. При невеликих морозах, коли в буферній зоні може бути позитивна температура (близько 1-2 °C), слід подавати воду на зовнішню сторону. В інших випадках використання стіни воду краще подавати на обидві сторони (захист від вітру, перемітання тощо). Використання льодяної стінки в будівлях з північної сторони, де льодяна стіна захищена від розтавання сонячними променями, дозволяє зменшити теплові втрати будівель, а в сильні морози підтримувати в буферній зоні температуру біля 0 °C, зменшуючи пікове навантаження на традиційну систему опалення житлової зони. Отриманий взимку лід може бути використаний влітку для холодопостачання. При використанні льодяних стін для захисту від вітру можна створювати більш комфортні умови на лижних трасах, а захист доріг від перемітання снігом покращує безпеку на дорогах і зменшує затрати на видалення снігу. В тимчасових приміщеннях з льодяними стінами можна взимку тримати худобу. Тоді зменшаться витрата сіна на її годівлю. 1 UA 97202 U Джерела інформації: 1. А/с СРСР № 151407В, опубл. 9.06.1976 р., кл. Е04G 11/04 2. Пат. України на кор. модель. № 46112, F24D 15/00, опубл. 10.12.2009 p. 5 10 15 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Спосіб утворення льодяної стінки у холодному повітрі, що включає в себе процеси охолодження розпиленої форсунками води і замерзання води на твердій поверхні, який відрізняється тим, що процеси охолодження і замерзання води проводять при гравітаційному русі плівки води, отриманої з форсунок, на вертикальних чи нахилених елементах у вигляді шнурів, пластин, стержнів чи сіток протягом часу необхідного для зростання льоду між собою на сусідніх елементах. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що процес охолодження води проводять на нахилених поверхнях, що зрошують форсунками, а охолоджену воду подають на верхню чи бокову частини елементів. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що нижню частину елементів (шнурів, пластин, стержнів) розташовують від площадки чи поверхні ґрунту на відстані для отримання бурульок, які опиратимуться на розташовану під стіною площадку. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2