Устройства и технологии использования природных криогенных ресурсов Devices and technologies for the use of natural cryogenic resources

Кратко изложены физические свойства воздуха и воды как носителей тепловой энергии, применяемые или учитываемые при разработке устройств и технологий использования природных тепловых ресурсов. Представлены разработанные охлаждающие и нагревательные установки и технологии, в которых используется тепловая энергия воздуха и воды. Показано, как изменением конструкции достигнуто повышение надежности воздушного термосифона, используемого для локального охлаждения грунтов оснований сооружений. Приводится технология аккумулирования холода атмосферного воздуха в массиве мерзлых грунтов, вмещающих подземные сооружения, более десяти лет успешно используемая для управления температурным режимом Федерального криохранилища семян растений в г. Якутске, в котором впервые в мире используются только природные ресурсы холода. Излагаются технология создания подземного аккумулятора холода атмосферного воздуха путем замораживания воды и использования теплоты фазового перехода ее для охлаждения жидкостей и газов, а также результаты опытных испытаний. Показана эффективность использования теплоты фазового перехода воды для отопления некоторых видов производственных помещений. Описывается способ снижения выталкивающего воздействия морозного пучения грунтов на свайные фундаменты путем нагревания промерзающих пучинистых грунтов теплотой фазового перехода воды. The physical properties of air and water as carriers of thermal energy, used or taken into account in the development of devices and technologies for the use of natural thermal resources, are briefly stated. The developed cooling and heating devices and technologies that use the thermal energy of air and water are presented. It is shown how the change in the design achieved an increase in the reliability of the air thermosiphon used for local cooling of the soils of the foundations of structures. The technology of accumulating cold atmospheric air in an array of frozen soils containing underground structures, which has been successfully used for more than 10 years to control the temperature regime of the Federal Cryostorage of Plant Seeds in Yakutsk, in which only natural cold resources are used for the first time in the world, is given. The technology for creating an underground accumulator of cold atmospheric air by freezing water and using the heat of its phase transition to cool liquids and gases, as well as the results of experimental tests, are described. The efficiency of using the heat of the phase transition of water for heating some types of industrial premises is shown. A method for reducing the buoyant effect of frost heaving of soils on pile foundations by heating freezing heaving soils with the heat of the phase transition of water is described.