[發明專利]一種低溫環境用游艇碼頭防冰裝置及方法

在審

• 申請號: 202010013865.7
• 申請日: 2020-01-02
• 公開（公告）號: CN111074850A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 張娜;賈昱鵬;姚萬祥;張正鑫
• 申請（專利權）人: 天津城建大學
• 主分類號: E02B3/26
• 分類號: E02B3/26;E02B3/06;H02J7/35;H02S30/00
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 蒙建軍

本發明公開了一種低溫環境用游艇碼頭防冰裝置及方法，屬于碼頭防冰技術領域，其特征在于，在游艇碼頭的外側包裹有鋁制外殼；在所述鋁制外殼的外側繞制有多匝發熱電纜，電源通過電源控制器與發熱電纜電連接；通過采用上述技術方案，本發明既能夠有效防冰，又節能環保，將太陽能光伏面板貼在游艇碼頭的通道上，不僅節約空間、而且充分利用可再生綠色能源。太陽能充足時，太陽能光伏面板直接發電，供給發熱電纜及鉛酸蓄電池，太陽能不足時，鉛酸蓄電池通過防水電纜供給發熱電纜，發熱電纜發熱起到防止游艇碼頭的浮筒周圍結冰的效果。當太陽能及鉛酸蓄電池的能量均不足時，用市電通過防水電纜供給發熱電纜。

技術領域

本發明屬于碼頭防冰技術領域，特別涉及一種低溫環境用游艇碼頭防冰裝置及方法。

背景技術

環渤海的三個灣(渤海灣、遼東灣、萊州灣)近岸每年冬季都會發生不同程度的結冰現象，每年冰期通常從12月初一直到次年2月中到下旬。整個環渤海地區，遼東灣冰期最長，冰情也最嚴重，其次是渤海灣和萊州灣。冬季海面結冰后,冰對浮筒的作用力包括靜冰力和動冰力兩部分。靜冰力包括1)冰層包圍浮筒,在風和水流作用下,冰層對浮筒產生靜壓力；2)冬季晝夜溫差劇烈時,由于浮筒內外溫度差產生的溫度膨脹力。動冰力指在風、流驅動下運動的孤立流冰對浮筒的撞擊作用。并且浮筒在低溫下極易發生冷脆，故冰層對浮筒及其上部的碼頭面板的結構及功能產生極大的破壞作用，嚴重時導致游艇碼頭不能使用，故如何徹底防止游艇碼頭浮筒周圍結冰是一個游艇碼頭亟待解決的難題。

游艇碼頭現有的防冰措施有：1)2015年3月在中國水運期刊上刊登的文獻《冰凍地區碼頭結構型式及防冰措施》總結冰凍地區碼頭主要防冰措施為在構件表面鑲嵌花崗巖或外包鋼板；2)申請號為201721923553.X的專利采用在構件外加覆面保護板的方式。目前的方法只能抵擋流冰，不能防止固定冰荷載對碼頭的損壞。而游艇碼頭一般都建在內河和河口，冬季低氣溫會導致整個近岸水面與碼頭面凍結，現有的防冰方法對其并不適用。而且現有加固防冰的方法并不環保，沒有充分利用可再生能源。

發明內容

本發明為解決公知技術中存在的技術問題，提供一種低溫環境用游艇碼頭防冰裝置及方法，既能夠有效防冰，又節能環保，將太陽能光伏面板貼在游艇碼頭的通道上，不僅節約空間、而且充分利用可再生綠色能源。太陽能充足時，太陽能光伏面板直接發電，供給發熱電纜及鉛酸蓄電池，太陽能不足時，鉛酸蓄電池通過防水電纜供給發熱電纜，發熱電纜發熱起到防止游艇碼頭的浮筒周圍結冰的效果。當太陽能及鉛酸蓄電池的能量均不足時，用市電通過防水電纜供給發熱電纜。

本發明的第一目的是提供一種低溫環境用游艇碼頭防冰裝置，在游艇碼頭的外側包裹有鋁制外殼；在所述鋁制外殼的外側繞制有多匝發熱電纜，電源通過電源控制器與發熱電纜電連接；

所述發熱電纜的匝間距s為：

s＝8.3472v^-10.5042；

其中：s為發熱電纜的匝間距；v為升溫速率，ΔT為溫度差值；Δt為升溫時間；

所述發熱電纜的工作電流I為：

I＝10.3076×(v+0.3950×w^0.0116)^2.8653；

其中：I為發熱電纜的工作電流；w為發熱電纜附近的風速。

進一步，所述電源包括太陽能電源和市電兩部分，其中，所述太陽能電源包括將太陽能轉換為電能的太陽能光伏面板、蓄電池和太陽能控制器；所述太陽能控制器分別與太陽能光伏面板和蓄電池電連接；在該太陽能光伏面板的上表面設有鋼化玻璃；在所述鋼化玻璃上鍍有增透膜。

更進一步，所述太陽能光伏面板的上表面為平面。

更進一步，所述太陽能光伏面板的上表面開設有矩形凹槽、弧形凹槽、梯形凹槽、V形凹槽中的一種或多種。