[發(fā)明專利]基于能量樁的橋面除冰、儲能和發(fā)電裝置及施工方法

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• 申請日: 2020-07-21
• 公開（公告）號: CN111979871A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王新越;吳迪;孔綱強;汪凱;陽龍;孫智文;楊慶;許福友;崔宏志;沈揚;肖衡林;裴華富
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號: E01C11/26
• 分類號: E01C11/26;E01D19/12;H02J7/32
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.一種能夠有效利用淺層地溫能和太陽能進(jìn)行橋面除冰、存儲及發(fā)電的裝置，其特征在于，包括橋面板換熱系統(tǒng)、能量樁換熱系統(tǒng)、發(fā)電裝置和蓄電裝置；所述橋面板換熱系統(tǒng)、能量樁換熱系統(tǒng)和蓄電裝置同時連接發(fā)電裝置；所述橋面板換熱系統(tǒng)和發(fā)電裝置之間設(shè)置有橋面換熱系統(tǒng)循環(huán)泵；能量樁換熱系統(tǒng)和發(fā)電裝置之間設(shè)置有能量樁換熱系統(tǒng)循環(huán)泵。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能夠有效利用淺層地溫能和太陽能進(jìn)行橋面除冰、存儲及發(fā)電的裝置，其特征在于，所述橋面換熱系統(tǒng)包括橋面板；所述橋面板為空心預(yù)制板；所述空心預(yù)制板中設(shè)置有多個空心孔洞。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種能夠有效利用淺層地溫能和太陽能進(jìn)行橋面除冰、存儲及發(fā)電的裝置，其特征在于，所述空心孔洞的兩端設(shè)置有封口材料；所述封口材料包括混凝土；相鄰空心孔洞之間設(shè)置有預(yù)留通道；相鄰空心孔洞的預(yù)留通道設(shè)置在空心預(yù)制板的不同側(cè)；最外側(cè)空心孔洞中的一個設(shè)置有入口，另一個設(shè)置有出口。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種能夠有效利用淺層地溫能和太陽能進(jìn)行橋面除冰、存儲及發(fā)電的裝置，其特征在于，所述空心孔洞內(nèi)設(shè)置有換熱管；所述換熱管和空心孔洞之間的空隙填充有相變材料；所述換熱管內(nèi)部充滿換熱液體；所述換熱管的進(jìn)出口與發(fā)電裝置相連。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種能夠有效利用淺層地溫能和太陽能進(jìn)行橋面除冰、存儲及發(fā)電的裝置，其特征在于，所述換熱管為套管式換熱管、U形管或螺旋形管。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種能夠有效利用淺層地溫能和太陽能進(jìn)行橋面除冰、存儲及發(fā)電的裝置，其特征在于，所述空心孔洞的一端設(shè)置有預(yù)留卡槽；所述換熱管的進(jìn)出口從預(yù)留卡槽處伸出空心預(yù)制板。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種能夠有效利用淺層地溫能和太陽能進(jìn)行橋面除冰、存儲及發(fā)電的裝置，其特征在于，所述能量樁換熱系統(tǒng)包括U型換熱管和樁基；所述U型換熱管設(shè)置在樁基內(nèi)，形成能量樁。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種能夠有效利用淺層地溫能和太陽能進(jìn)行橋面除冰、存儲及發(fā)電的裝置，其特征在于，所述發(fā)電裝置內(nèi)設(shè)置有水箱；所述水箱的兩端均設(shè)有出水管和進(jìn)水管；所述水箱一端的出水管和進(jìn)水管連接換熱管，另一端的出水管和進(jìn)水管連接U型換熱管；相鄰的水箱之間設(shè)置有溫差發(fā)電組件；所述溫差發(fā)電組件由多個半導(dǎo)體溫差發(fā)電片串聯(lián)而成；所述溫差發(fā)電組件通過導(dǎo)線連接蓄電裝置。

9.一種基于能量樁的橋面除冰、儲能和發(fā)電裝置的施工方法，其特征在于，包括以下方法：

根據(jù)橋梁設(shè)計要求制作空心預(yù)制板；

在空心預(yù)制板內(nèi)安裝換熱管，或?qū)招目锥吹膬啥诉M(jìn)行封堵，得到橋面板換熱系統(tǒng)；

將U型換熱管綁扎在樁基的鋼筋籠上，經(jīng)封口、澆筑混凝土，形成能量樁換熱系統(tǒng)；

連接橋面板換熱系統(tǒng)、發(fā)電裝置、蓄電裝置和能量樁換熱系統(tǒng)，得到橋面除冰、儲能和發(fā)電裝置。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種基于能量樁的橋面除冰、儲能和發(fā)電裝置的施工方法，其特征在于，所述橋面板換熱系統(tǒng)和發(fā)電裝置的連接方式為：所述橋面板換熱系統(tǒng)的換熱管和發(fā)電裝置的水箱的進(jìn)出口進(jìn)行連接，橋面板換熱系統(tǒng)與發(fā)電裝置之間設(shè)置橋面換熱系統(tǒng)循環(huán)泵和閥門；

所述能量樁換熱系統(tǒng)和發(fā)電裝置的連接方式為：所述能量樁換熱系統(tǒng)的U型換熱管與發(fā)電裝置的水箱進(jìn)出口連接，能量樁換熱系統(tǒng)與發(fā)電裝置之間設(shè)置能量樁換熱系統(tǒng)循環(huán)泵和閥門；

所述蓄電裝置和發(fā)電裝置的連接方式為：所述發(fā)電裝置的溫差發(fā)電組件與蓄電裝置通過導(dǎo)線相連。