[实用新型]一种适用冻土区的太阳能喷射式制冷装置

说明书

本实用新型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。

技术领域

本实用新型涉及多年冻土工程技术领域，尤其涉及多年冻土区地基热稳定性维护与冻土退化防治技术领域，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。

背景技术

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。

发明内容

本实用新型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，本实用新型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。