[實用新型]一種季凍區(qū)路基凍脹防控的單體分離式供熱管

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201921371885.0
• 申請日: 2019-08-22
• 公開（公告）號: CN210624682U
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發(fā)明（設計）人: 劉建勇;盧玉婷;王天亮;胡田飛;崔旭爽;魏來星;王鷗
• 申請（專利權）人: 石家莊鐵道大學
• 主分類號: F24D11/00
• 分類號: F24D11/00;F24D19/10
• 代理公司: 石家莊輕拓知識產權代理事務所(普通合伙) 13128
• 代理人: 侯迎新

本實用新型公開了一種季凍區(qū)路基凍脹防控的單體分離式供熱管，其包括通過導線和壓縮機連接的調控器，與壓縮機出口連通且設置于路基凍深層的第一管體和與壓縮機入口連通且設置于深部地熱能層的第二管體，設置于路基凍深層和深部地熱能層的第一溫度傳感器和第二溫度傳感器，設置于深部地熱能層中的金屬熱補償絲。調控器通過導線分別連接第一溫度傳感器、第二溫度傳感器和太陽能控制器,太陽能控制器通過導線分別連接有太陽能電池板、蓄電池和逆變器，所述逆變器通過導線與金屬熱補償絲連接。本實用新型具有可利用太陽能補償?shù)責崮艿奶攸c，適用于防止季節(jié)性凍土地區(qū)凍脹病害。

技術領域

本實用新型涉及路基工程領域，尤其涉及防治季節(jié)性凍土區(qū)路基凍脹病害的領域，特別是一種可以利用太陽能補充深度地熱能，保證地熱能可以穩(wěn)定向最大凍深層輸送的供熱裝置。

背景技術

凍土是指零攝氏度以下，并含有冰的各種巖石和土壤，我國的凍土面積廣大，占到國土面積的53.5％，其中約75％的交通線路位于季節(jié)性凍土和短時凍土區(qū)。由于凍土具有流變性，其長期強度遠低于瞬時強度特征，這導致了在凍土區(qū)修筑工程構筑物就必須面臨兩大危險：凍脹和融沉，凍土的這一性質嚴重影響了鐵路的行車安全、大大提高了鐵路維護成本、阻礙了季凍區(qū)經(jīng)濟發(fā)展建設。因此，有效解決路基凍脹病害具有重要社會與經(jīng)濟意義。

土質、水分、溫度是路基凍脹的三要素，完全控制其中任何一個因素就可避免路基凍脹病害的發(fā)生，目前防治措施主要集中在土質和水分上，如換填粗粒土、設置排水口等，但實測結果表明上述措施依舊無法從根本上解決路基凍脹病害。

溫度控制上，主要局限于被動防護，如鋪設保溫板路基、填筑保溫護道，但由于冬季路基相對大氣處于高溫狀態(tài)，路基依舊會不斷向大氣中散發(fā)熱量，進而會因熱損過量而降溫凍脹。

目前雖有利用地源熱泵，主動向路基凍深層輸送熱量，調節(jié)路基熱量收支平衡，避免路基降溫凍脹的裝置，但實際使用過程中，吸熱段因快速吸收周圍地熱能，附近地層的地熱能補給速度不足，會使吸熱段形成負溫區(qū)，進而吸熱段可能發(fā)生凍脹，影響路基平順程度，且此種裝置在地熱能不充足的地區(qū)無法起到良好的工作效果，有較大局限性。而我國季凍區(qū)主要位于高緯度地區(qū)，這些地區(qū)的太陽能十分充足。

因此，基于我國地熱能與太陽能的地理分布情況，使用一種可利用太陽能補充地熱能的分離式控溫裝置，來解決我國季凍區(qū)的路基凍脹病害問題有著廣闊的應用前景。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是針對目前季凍區(qū)路基凍脹治理措施僅靠單一地熱能或單一太陽能效果不佳的問題，提供了一種可以利用太陽能補償?shù)責崮?，并將地熱能穩(wěn)定輸送至路基最大凍深層，從而在保證地熱能充足穩(wěn)定的前提下實現(xiàn)防治路基凍脹病害的一種季凍區(qū)路基凍脹防控的單體分離式供熱管。

為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案如下：一種季凍區(qū)路基凍脹防控的單體分離式供熱管，其關鍵技術在于：包括設置于地面上的壓縮機，通過導線和壓縮機連接的調控器，與壓縮機出口連通且設置于路基凍深層的第一管體和與壓縮機入口連通且設置于深部地熱能層的第二管體，第一管體的出口和第二管體的入口通過串聯(lián)在一起的干燥過濾器和毛細管連通，均通過導線和調控器連接的分別設置于路基凍深層和深部地熱能層的第一溫度傳感器和第二溫度傳感器；

所述調控器通過導線連接有太陽能控制器，所述太陽能控制器通過導線分別連接有太陽能電池板、蓄電池和逆變器，所述逆變器通過導線與設置于深部地熱能層中的金屬熱補償絲連接。

進一步的，所述第一管體與第二管體分別為盤繞在第一內支撐管上和第二內支撐管上的銅管。

進一步的，所述第一內支撐管和第二內支撐管均為PE材料制成具有一定壁厚的空心長管。

進一步的，所述壓縮機出口與第一管體入口以及第二管體出口與干燥過濾器入口之間的銅管外面包裹有保溫棉。

進一步的，所述第二內支撐管上端安裝有螺旋葉片。