[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

在審

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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
• 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

本發(fā)明公開一種基于能量樁的橋面除冰、儲能和發(fā)電裝置及施工方法，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。本發(fā)明能有效地解決傳統(tǒng)橋面結(jié)構(gòu)埋管造成的橋體結(jié)構(gòu)應力集中、換熱管難以檢修替換、換熱管形式單一的難題；裝置既可以利用太陽能進行發(fā)電，又可以通過合理地配置太陽能進行地熱存儲用以保證冬夏兩季都能有足夠的電力供應以及用于橋面除冰；同時本裝置還有利于能有效減小橋體溫度的波動，提高橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于智能發(fā)電裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于能量樁的橋面除冰、儲能和發(fā)電裝置及施工方法。

背景技術(shù)

冬季路面積雪結(jié)冰往往對人們的安全出行帶來一定隱患，然而傳統(tǒng)的除冰融雪技術(shù)往往會消耗大量人力、物力并造成一定的環(huán)境污染。路燈是人們夜晚出行必不可少的道路附屬設(shè)施之一，且長期耗電量大，傳統(tǒng)火力發(fā)電能源二次消耗大、且易造成環(huán)境污染的問題。

太陽能路燈技術(shù)已日趨完善，但考慮到太陽能板的造價相對較高，太陽能路燈的技術(shù)并未得到廣泛的推廣?，F(xiàn)有技術(shù)中，存在一種在路面太陽能發(fā)電裝置，其在路面中埋設(shè)換熱管，可以提取太陽能用于發(fā)電，節(jié)省了太陽能路燈的造價。但是，目前已有路面埋管技術(shù)大多是將換熱管埋設(shè)在路面混凝土或瀝青路面中，這會導致以下問題：1）換熱管附近路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)明顯的應力集中現(xiàn)象，不利于路面結(jié)構(gòu)的力學特性；2）換熱管埋管形式單一；3）換熱管澆筑于混凝土內(nèi)部，不易檢修和更換，一旦換熱管出現(xiàn)堵塞破壞問題，會導致整個系統(tǒng)失效。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明在于提供一種基于能量樁的橋面除冰、儲能和發(fā)電裝置及施工方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的應力集中、不易檢修和更換的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種能夠有效利用淺層地溫能和太陽能進行橋面除冰、存儲及發(fā)電的裝置，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。

進一步的，所述橋面換熱系統(tǒng)包括橋面板；所述橋面板為空心預制板；所述空心預制板中設(shè)置有多個空心孔洞。

進一步的，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)置有預留通道；相鄰空心孔洞的預留通道設(shè)置在空心預制板的不同側(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。

進一步的，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；所述換熱管的進出口與發(fā)電裝置相連。

進一步的，所述換熱管為套管式換熱管、U形管或螺旋形管。

進一步的，所述空心孔洞的一端設(shè)置有預留卡槽；所述換熱管的進出口從預留卡槽處伸出空心預制板。

進一步的，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。

進一步的，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)有出水管和進水管；所述水箱一端的出水管和進水管連接換熱管，另一端的出水管和進水管連接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)電組件由多個半導體溫差發(fā)電片串聯(lián)而成；所述溫差發(fā)電組件通過導線連接蓄電裝置；

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)計要求制作空心預制板；