[實用新型]一種重力式與水平式熱管相結(jié)合的道路融雪化冰裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202020144753.0
• 申請日: 2020-01-22
• 公開（公告）號: CN211872472U
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王成;劉妮;陳利濤;孟斐;王巖;朱涵琪
• 申請（專利權(quán)）人: 上海理工大學(xué)
• 主分類號: E01C11/26
• 分類號: E01C11/26;E01C11/00
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 楊宏泰

本實用新型涉及一種重力式與水平式熱管相結(jié)合的道路融雪化冰裝置，該裝置安裝于道路中，所述的道路由上至下依次包括道路面層、道路基層、變溫層和恒溫層，該裝置包括熱管、沖注于熱管內(nèi)的循環(huán)工質(zhì)以及設(shè)置于熱管上的翅片、保溫層和防腐層，所述的熱管包括設(shè)置于道路基層的冷凝放熱段、設(shè)置于變溫層的絕熱段和設(shè)置于恒溫層的蒸發(fā)吸熱段，所述的冷凝放熱段的熱管為水平式熱管，所述的絕熱段和蒸發(fā)吸熱段的熱管為重力式熱管，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有無需動力、節(jié)能環(huán)保且效率高等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及道路融雪化冰裝置，尤其是涉及一種重力式與水平式熱管相結(jié)合的道路融雪化冰裝置。

背景技術(shù)

我國北方冬天氣候較為寒冷，尤其是下雪后，容易在道路上積雪或者結(jié)冰，使得路面的附著系數(shù)降低，這不僅使得汽車的制動距離大幅增加，而且容易造成汽車打滑翻車事故。輕則延誤交通通行，重則會導(dǎo)致安全事故。目前針對冬季路面積雪結(jié)冰，我國主要采用融雪劑或進行人工除雪除冰，這一傳統(tǒng)方法費時費力，效率較低。

專利公布號為CN 104404854 A的中國發(fā)明專利中公開了一種重力熱管技術(shù)的道路降溫與融雪系統(tǒng)，該專利利用重力熱管將路面的溫度收集升至上端，并通過水循環(huán)將上端的能量帶走。

但是此方案存在缺點：熱管埋設(shè)的深度沒有給出，熱管的散熱段在地面上，在道路上難以實施應(yīng)用；同時熱管容易被腐蝕且熱量容易散失。

專利公布號為CN 102277819 B的中國發(fā)明專利中公開了利用天然地?zé)岬牡孛嬲{(diào)溫融雪裝置及其應(yīng)用，該專利利用集熱器中沸點低的熱媒介吸收地下熱能，吸熱氣化后的熱媒介將熱量直接傳送到設(shè)置于地面或路面下方的散熱器中，起到防止地面或路面上存留霜雪或融化霜雪的作用。

但是此方案存在缺點：熱管散熱段面積小，很難達到融雪要求，冷凝液體回流采用集流管，額外增加了耗材，設(shè)備裝有許多閥件，容易損壞。同時熱管散熱段的熱量容易向下擴散且容易被腐蝕。

專利公布號為CN201810051461.X的中國發(fā)明專利中公開了一種地溫與太陽能重力式熱管道路融雪系統(tǒng)及其應(yīng)用方法技術(shù)方案。該專利的突破點在于在恒溫層鋪設(shè)了一層電發(fā)熱網(wǎng)，采用太陽能蓄電池供電，確保恒溫層的溫度能夠達到工質(zhì)蒸發(fā)要求。

但是此方案存在缺點：熱管蒸發(fā)段和冷凝段的工作性能受到熱管形狀的局限，同時大量的冷凝熱同時散失到土壤且熱管散熱段面積過小，對于實現(xiàn)道路融雪有一定的困難。

授權(quán)公告號為CN1194145C的專利公開了一種利用地?zé)岬娜谘┭b置，通過垂直埋設(shè)在地下的采熱器以及在熱交換器之間循環(huán)的第一不凍液采集地?zé)幔杉牡責(zé)嵬ㄟ^熱交換器，并隨在熱交換器與融雪場所設(shè)置的放熱管之間循環(huán)著的第二不凍液的推移，在融雪場所釋放熱量來融化積雪，采熱器和熱交換器之間為了使第一不凍液循環(huán)而設(shè)有往路和回路，在該回路上設(shè)置有用于循環(huán)第一不凍液的循環(huán)泵。該專利是將地下的第一不凍液利用熱交換器交換到第二不凍液，從而將熱量傳到地面進行融雪。

該技術(shù)存在一定的缺陷：第一，利用熱交換器進行換熱的過程中增加了熱量損失；第二，第二不凍液不能完全吸收第一不凍液的熱量，降低融雪速度；第三，熱交換器容易出現(xiàn)堵塞、結(jié)垢等問題，降低換熱效率；第四，采用循環(huán)泵作為動力源增加能耗；第五，放熱管為S型，管路總阻力大，增加水泵能耗；最后，各部件需要通過連接口連接，對施工精度要求高，如果施工質(zhì)量控制不嚴(yán)格，系統(tǒng)發(fā)生泄漏會污染巖土體及地下水。

申請公布號為CN107245923A的專利公開了一種利用淺層地?zé)崮艿闹悄苄蜆蛎嫒谘┗到y(tǒng)，包括地下集熱系統(tǒng)、橋面散熱系統(tǒng)、地源熱泵、路面狀況檢測器和PLC控制系統(tǒng)，地下集熱系統(tǒng)由水平和豎直地埋管構(gòu)成循環(huán)回路，橋面散熱系統(tǒng)由輸送管、散熱管和回流管構(gòu)成循環(huán)回路，路面狀況檢測器嵌入到橋面表層并與 PLC控制系統(tǒng)連接。地下集熱系統(tǒng)與橋面散熱系統(tǒng)之間通過地源熱泵連接。