[發明專利]利用隧道內地熱的融雪化冰系統

有效

• 申請號: 201510053286.4
• 申請日: 2015-02-02
• 公開（公告）號: CN104594156B
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發明（設計）人: 趙寧雨;唐冉松;梁波;吳志偉
• 申請（專利權）人: 重慶交通大學
• 主分類號: E01C11/26
• 分類號: E01C11/26
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司11129
• 代理人: 謝殿武

技術領域

本發明涉及一種融雪化冰系統，尤其涉及一種利用隧道內地熱的融雪化冰系統。

背景技術

目前藏區、新疆及北方地區高速公路建設普遍存在冰凍災害現象，尤其是低海拔向高海拔的過渡段，隨著海拔的急劇提升，冬春季常有冰凍積雪；對于低溫天氣，隧道洞口襯砌常有凍害問題，影響著結構安全性；而隧道外道路經常會出現積雪冰凍現象，嚴重影響著道路交通安全。

因此，需要一種融雪化冰系統，以解決隧道凍害問題，減少道路交通安全隱患。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種利用隧道內地熱的融雪化冰系統，能利用地熱能源解決隧道凍害問題，減少道路交通安全隱患。

本發明的利用隧道內地熱的融雪化冰系統，包括熱泵機組、供熱管和熱交換管；所述供熱管和熱交換管分別與熱泵機組連通形成相互獨立的兩個循環管路；供熱管和熱交換管內的流體由熱泵機組提供循環流動的動力并且通過熱泵機組進行熱交換；

進一步，還包括連接于熱泵機組進水端的集水器和連接于熱泵機組出水端的分水器；所述集水器和分水器通過相應的集水管和分水管連接于熱交換管使集水器、集水管、熱交換管、分水管、分水器和熱泵機組構成回路；

進一步，所述供熱管埋設于隧道洞口和隧道洞口外道路二襯和保溫層之間及路面以下5cm～15cm深度處；所述熱交換管埋設在隧道中部初襯和二襯之間；

進一步，所述供熱管為U形管道或S形管道；

進一步，所述熱交換管為S形管道。

本發明的有益效果是：本發明的利用隧道內地熱的融雪化冰系統，能利用高溫地熱區豐富的地熱資源，將隧道內地熱能量通過管道傳到路面，從而達到主動融雪化冰的目的，可以不需要人工或機械消除，也可以避免融雪劑帶來的不良后果，將地熱資源進行有效利用，是綠色環保的道路融雪化冰技術，具有良好的經濟社會效益，不僅可解決春冬季節路面積雪結冰，改善道路行車安全問題，提高瀝青路面服務質量，降低交通事故率及經濟損失，保障春冬季山區道路交通暢達，保護人民群眾生命與財產安全，還能維持瀝青路面使用性能，延長使用壽命，降低養護維修成本，減少使用氯鹽融雪劑對環境的危害，具有良好的經濟效益，合理的應用地熱能這種可再生、可持續的能源。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明的模型圖；

圖3為隧道斷面示意圖；

圖4為本發明的原理方框圖。

具體實施方式

圖1為本發明的結構示意圖，圖2為本發明的模型圖；圖3為隧道斷面示意圖；圖4為本發明的原理方框圖；如圖所示：本實施例的利用隧道內地熱的融雪化冰系統，包括熱泵機組1、供熱管2和熱交換管3；所述供熱管2和熱交換管3分別與熱泵機組1連通形成相互獨立的兩個循環管路；供熱管2和熱交換管3內的流體由熱泵機組1提供循環流動的動力并且通過熱泵機組1進行熱交換；熱交換管3埋設在隧道初襯和二襯之間，熱交換管3設置在隧道中部，其沿隧道長向的尺寸根據隧道內部溫度決定，對于特長深埋隧道可盡量取長，隧道中部初襯施工完成后，開始布置熱交換管3，熱交換管3由多個縱向布置的管串聯構成，其橫向間距為根據計算所得的最優值，熱交換管3布滿隧道的頂拱和兩側邊墻，布設完熱交換管3，應在其與二襯之間設置15mm厚的防水板；供熱管2安裝在隧道洞口和隧道洞口外路面二襯和保溫層之間及路面以下5cm～15cm深度處，能利用高溫地熱區豐富的地熱資源，將隧道內的地熱應用到隧道洞口加熱和隧道外道路的融雪化冰，既能解決過高的溫度場對隧道穩定性的影響并對隧道內部進行散熱，又能合理的應用地熱能這種可再生、可持續的能源，解決隧道凍害問題，減少道路交通安全隱患；熱泵機組1包括用于為供熱管2內流體循環流動提供動力的第一循環泵、用于為熱交換管3內流體循環流動提供動力的第二循環泵、連接于兩個循環管路之間使兩循環管路內的流體進行熱交換的工作機、連接于工作機動力輸入端用于帶動工作機工作的動力機以及用于為動力機提供能源的驅動能源，當然第一循環泵和第二循環泵也可由動力機驅動。