申请/专利权人：山东省交通规划设计院集团有限公司

申请日：2018-01-19

公开（公告）日：2024-04-30

公开（公告）号：CN108049284B

主分类号：E01C11/26

分类号：E01C11/26;E01D19/12;F24S10/95;H02S30/20

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.30#授权;2021.06.01#著录事项变更;2021.06.01#专利申请权的转移;2018.06.12#实质审查的生效;2018.05.18#公开

摘要：本发明公开了一种地温与太阳能无机介质热管道路融雪系统及其使用方法，包括桥垫层，所述桥垫层上设有无机介质热管，所述无机介质热管包括热管发热段、散热段和吸热段，所述热管发热段设有电发热丝，所述热管发热段由柔性太阳能电池板包裹，并与电发热丝连接，散热段均匀布置于桥垫层，所述发热段还设有辅助电源接口，所述柔性太阳能电池板之间设有搭接环和搭接钩，当阳光不足时，太阳能电池板能展开。本发明实现了根据天气状况快速便捷融雪，不损坏路面的优点。

主权项：1.一种地温与太阳能无机介质热管道路融雪系统，其特征在于，包括桥垫层，所述桥垫层上设有无机介质热管，所述无机介质热管包括热管发热段、散热段和吸热段，所述热管发热段设有电发热丝，所述热管发热段由柔性太阳能电池板包裹，并与电发热丝连接，散热段均匀布置于桥垫层，所述发热段还设有辅助电源接口，所述柔性太阳能电池板之间设有搭接环和搭接钩，当阳光不足时，太阳能电池板能展开；所述散热段等间距的布置与桥面沥青面层下；所述桥墩外围布置热管的吸热段深于桥墩内部布置热管的吸热段；无机介质热管外表面设有单向导热橡胶套，单向导热橡胶套上剖面为导热橡胶制成，下半剖面为绝热橡胶制成，无机介质散热段热量沿上剖面集中传导至导热橡胶；该单向导热橡胶套将导热橡胶包裹套一半置于靠近路面层，单向导热橡胶包裹套紧密包裹热管散热段；还设有保护钢板和散热翅片，保护钢板与单向导热橡胶套的长度方向平行设置或接近平行设置；保护钢板的两端和单向导热橡胶套的上剖面之间通过弹簧相连；保护钢板和单向导热橡胶套之填充有导热胶胶；保护钢板的上表面设有若干散热翅片；还包括固定件，固定件包括转动轴、固定钢筋和锲形固定端；转动轴与保护钢板相连，固定钢筋通过转动轴与保护钢板的一端相连，固定钢筋的下端设有锲形固定端；所述太阳能电池板上还设有感光器，所述太阳能电池板下方设有展开装置，所述展开装置包括电机和轮子；地温与太阳能无机介质热管道路融雪系统的使用方法，包括以下步骤：1通过无机介质热管的散热有效面积，计算热管的有效融雪的工作面积，确定两排热管中的间距；2将热管的水平段放置在钢筋托架上，防止折断损坏；3回填垫层、桥面层，并保证热管水平段的稳定；4安装组装完成，确定功能完好，保持路面温度实现桥面融雪；5在阳光不足的情况下，展开太阳能电池板，并搭接固定；6在阴雨天气，可以连接辅助电源，增加发热。

全文数据：地温与太阳能无机介质热管道路融雪系统及其使用方法技术领域[0001]本发明涉及地温与太阳能无机介质热管道路融雪系统及其使用方法，属于机械制造和土木工程领域。背景技术[0002]相对于路面积雪，桥面积雪更加难以融化。在冷空气的对流作用下，桥面温度基本与冷空气温度相同，同时更没有地温的缓慢补充，导致桥面积雪自然融化是极其困难的。建立一个通畅的、高效的、安全的、绿色的桥梁交通运输体系，是实现国家运输通道建设的有力保障。雨雪天气下的桥面极易形成冰雪层，汽车在路面行驶摩擦系数急剧下降，车辆可操纵性及刹车效果变差，最终导致车辆行驶途中打滑失控，酿成重大交通事故。一般使用融雪剂融雪，融雪剂融雪对路面带来严重的腐蚀破坏，同时融雪剂融化于水中，对周边的生态环境产生极大的危害，而机械式除雪则对桥面结构产生极大的破坏效果，长距离桥作为高速公路体系中的特殊路段，其为交通事故的多发区段，对其进行有效的安全融雪是保证交通出行通畅的有效方法。发明内容[0003]本发明为了解决上述现有技术中存在问题，提供地温与太阳能无机介质热管道路融雪系统及其使用方法，以解决现在路面融雪困难，现有技术融雪容易对路面造成损坏的技术问题。[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：[0005]本发明提供了一种地温与太阳能无机介质热管道路融雪系统，包括桥垫层，所述桥垫层上设有无机介质热管，所述无机介质热管包括热管发热段、散热段和吸热段，所述热管发热段设有电发热丝，所述热管发热段由柔性太阳能电池板包裹，并与电发热丝连接，散热段均匀布置于桥垫层，所述发热段还设有辅助电源接口，所述柔性太阳能电池板之间设有搭接环和搭接钩，当阳光不足时，太阳能电池板能展开。[0006]这样，通过使用本发明的地温与太阳能无机介质热管道路融雪系统，可以实现快速融雪，并且不会对路面产生损坏。[0007]另外，根据本发明实施例的地温与太阳能无机介质热管道路融雪系统还可以具有以下附加技术特征：[0008]优选的，所述太阳能电池板上还设有感光器，所述太阳能电池板下方设有展开装置，所述展开装置包括电机和轮子。[0009]优选的，所述散热段等间距的布置与桥面沥青面层下。[0010]优选的，所述桥墩外围布置热管的吸热段深于桥墩内部布置热管的吸热段。[0011]本发明地温与太阳能无机介质热管道路融雪系统的使用方法包括以下步骤：[0012]1通过无机介质热管的散热有效面积，计算热管的有效融雪的工作面积，确定两排热管中的间距。[0013]2将热管的水平段放置在钢筋托架上，防止折断损坏。[0014]⑶回填垫层、桥面层，并保证热管水平段的稳定。[0015]4安装组装完成，确定功能完好，保持路面温度实现桥面融雪。[0016]5在阳光不足的情况下，展开太阳能电池板，并搭接固定。[0017]⑹在阴雨天气，可以连接辅助电源，增加发热。附图说明[0018]本发明的上述和或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：[0019]图1是本发明实施例的地温与太阳能无机介质热管道路融雪系统的一体式无机介质热管图；[0020]图2是本发明实施例的地温与太阳能无机介质热管道路融雪系统的桥面热管布置图；[0021]图3是本发明实施例的地温与太阳能无机介质热管道路融雪系统的热管横断面图；[0022]图4是本发明实施例的地温与太阳能无机介质热管道路融雪系统的光照不足太阳能板展开图；[0023]图5是本发明实施例的地温与太阳能无机介质热管道路融雪系统的光照充足布置图；[0024]图6是本发明实施例的地温与太阳能无机介质热管道路融雪系统的保护框架铺设的结构示意图；[0025]图7是本发明实施例的地温与太阳能无机介质热管道路融雪系统的保护框架的结构示意图。[0026]附图标记说明：[0027]在图1-图7中，热管发热段1;散热段2;电发热丝3;桥垫层4;柔性太阳能发电板5;搭接环6;搭接钩7;热管管壁8;无机热管介质9;辅助电源接口10。具体实施方式[0028]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考的附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。下面结合附图进一步说明。[0029]如图1-图7所示，本发明的地温与太阳能无机介质热管道路融雪系统包括桥垫层4,所述桥垫层4上设有无机介质热管，所述无机介质热管包括热管发热段1、散热段2和吸热段，所述热管发热段1设有电发热丝3，所述热管发热段1由柔性太阳能电池板5包裹，并与电发热丝3连接，成热段2均匀布置于桥塾层4，所述发热段还设有辅助电源接口1〇，所述柔性太阳能电池板5之间设有搭接环6和搭接钩7，当阳光不足时，太阳能电池板能展开。[0030]具体的，地温与太阳能无机介质热管道路融雪系统涉及一种桥面的自融雪装置系统，针对目如桥面积雪现象严重，使用融雪剂易造成严重的桥面及桥结构腐蚀的问题。本系统包括加热段、散热段2、电发热网、柔性太阳能发电板5、搭接环6、搭接钩7、热管管壁8、无机热管介质9、辅助电源接口10。太阳能加热一体式无机介质热管包括太阳能电发热段、散热段2，热管中充填无机导热介质，热管发热段1位于桥面一侧，热管散热段2位于桥面混凝土层，无机介质热管无温差的导热性能将地温传导至桥面，提高桥面温度，实现桥面积雪结冰的融化。[0031]具体的，地温与太阳能无机介质热管道路融雪系统包括太阳能转化为热能的发热系统和热管布置传导热量融雪的安装方法系统两大部分，实现了通过热管的热传导将深层恒温土层的热量通过热管内部的工作介质传递到桥面层，使桥路面温度升高到零度以上。[0032]具体的，太阳能一体化热管的发热段是将电发热网包裹于无机介质热管的一端，通过将电发热网的热量传递至桥面，实现提高桥面温度融雪。[0033]具体的，桥面太阳能一体式无机介质热管融雪系统在太阳能发热不足的情况下，可以通过外接辅助电源加热，实现进一步的融雪。[0034]具体的，桥面太阳能一体式无机介质热管融雪系统，其根据天气情况有两种使用状态，在天气光照不足的情况下，将折叠与一端的柔性太阳能电池板打开，并搭接固定，增大接受光照面积。[0035]具体的，桥面太阳能一体式无机介质热管融雪系统，其根据天气情况有两种使用状态，在光照充足的情况下，将热管发热管收卷起来并覆盖上保护袋，避免发电发热。地温与太阳能无机介质热管道路融雪系统包括多根太阳能电池发热一体化无机介质热管，热管吸热段由柔性太阳能电池板包裹，并与附着于热管一段的电热网连接，将散热段2布置于桥面路面层。[0036]具体的，热管发热段1由柔性太阳能电池板包裹，并与电发热网串联，通过将太阳能转发为电能为发热网供电加热无机介质热管。[0037]具体的，一体化无机热管发热段1的电热网串联辅助电源接口10,通过辅助电源加快电热网的发热。[0038]具体的，紧邻的两个一体化热管，可以通过钩环搭接的方式，将柔性太阳能电池板搭接起来。这样实现柔性太阳能电池板5的展开与合闭。[0039]具体的，散热段2等间距的布置与桥面沥青面层下。[0040]具体的，无机介质吸热段的布置方法为桥墩外围布置的热管吸热段深于桥墩内部布置的热管吸热段。[0041]具体的，本发明具有以下特点:本发明为桥面的融雪化冰提供了实施方法;利用无机介质热管的工作原理及高效的导热效率，充分的利用了太阳能节约了能源，提高了能源利用效率;采用柔性太阳能板电池与发热电网连接，通过柔性电池板的伸缩扩展加大受光照面积，最大程度的利用太阳能。[0042]具体的，所述柔性太阳能电池板5上还设有感光器，所述太阳能电池板下方设有展开装置，所述展开装置包括电机和轮子。电机的设置为柔性太阳能电池板5的展开提供动力，轮子的设置便于展开，感光器的设置，可实现柔性太阳能电池板5的展开。[0043]具体的，如图6-7所示，无机介质热管外表面设有单向导热橡胶套，单向导热橡胶套上剖面为导热橡胶制成，下半剖面为绝热橡胶制成，无机介质散热段热量沿上剖面集中传导至导热橡胶。该单向导热橡胶套将导热橡胶包裹套一半置于靠近路面层，实现热管热量向路面层聚集传导。同时，单向导热橡胶包裹套紧密包裹热管散热段2,使热管散热段2的热量更多的向路面传递，还设有保护钢板和散热翅片，通过导热橡胶传导至保护钢板及散热翅片板实现散热融雪。[0044]具体的，保护钢板与单向导热橡胶套的长度方向平行设置或接近平行设置。保护钢板的两端和单向导热橡胶套的上剖面之间通过弹簧相连。保护钢板和单向导热橡胶套之填充有导热胶胶。单向导热包裹套为热管的保护套，并将热量传导致导热橡胶层。导热橡胶为保护钢板与重力式热管的导热介质。导热橡I父具有可压缩性，在弹簧的导向作用下，能压缩体积，实现保护钢板的转动。弹簧为保护钢板受碾压时的保护缓冲装置。保护钢板的上表面设有若干散热翅片，用于增大热交换面积，提高热利用率。本结构最终实现热管在工作中的避免受损，同时增加热利用率。[0045]具体的，该装置还包括固定件，固定件包括转动轴、固定钢筋和锲形固定端。转动轴与保护钢板相连，并提供路面受到压扭力时能自主转动。固定钢筋通过转动轴与保护钢板的一端相连，固定钢筋的下端设有锲形固定端。转动轴能使保护钢板在力矩的作用下转动，钢板在转动是受到弹簧的缓冲作用，减少对重力式热管的压力，使重力式热管能在原始位置保持不变。[0046]具体的，本实施例的无机介质热管防压扭保护支撑框架适用于高速公路融雪，使用时其单向导热橡胶套紧密包裹埋设于公路路面以下的重力式热管的散热段2。为了扩大散热段2对路面层的散热面积，散热段2可横向设置或斜向上设置。[0047]本实施例地温与太阳能无机介质热管道路融雪系统的使用方法如下：[0048]1通过无机介质热管的散热有效面积，计算热管的有效融雪的工作面积，确定两排热管中的间距。[0049]2将热管的水平段放置在钢筋托架上，防止折断损坏。[OOM]3回填垫层、桥面层，并保证热管水平段的稳定。[0051]⑷安装组装完成，确定功能完好，保持路面温度实现桥面融雪。[0052]5在阳光不足的情况下，展开太阳能电池板，并搭接固定。[0053]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

权利要求：1.一种地温与太阳能无机介质热管道路融雪系统，其特征在于，包括桥垫层，所述桥垫层上设有无机介质热管，所述无机介质热管包括热管发热段、散热段和吸热段，所述热管发热段设有电发热丝，所述热管发热段由柔性太阳能电池板包裹，并与电发热丝连接，散热段均匀布置于桥垫层，所述发热段还设有辅助电源接口，所述柔性太阳能电池板之间设有搭接环和搭接钩，当阳光不足时，太阳能电池板能展开。2.根据权利要求1所述的地温与太阳能无机介质热管道路融雪系统，其特征在于，所述太阳能电池板上还设有感光器，所述太阳能电池板下方设有展开装置，所述展开装置包括电机和轮子。3.根据权利要求1所述的地温与太阳能无机介质热管道路融雪系统，其特征在于，所述散热段等间距的布置与桥面沥青面层下。4.根据权利要求1所述的地温与太阳能无机介质热管道路融雪系统，其特征在于，所述桥墩外围布置热管的吸热段深于桥墩内部布置热管的吸热段。5.权利要求1所述的地温与太阳能无机介质热管道路融雪系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：1通过无机介质热管的散热有效面积，计算热管的有效融雪的工作面积，确定两排热管中的间距；⑵将热管的水平段放置在钢筋托架上，防止折断损坏；⑶回填垫层、桥面层，并保证热管水平段的稳定；⑷安装组装完成，确定功能完好，保持路面温度实现桥面融雪；⑸在阳光不足的情况下，展开太阳能电池板，并搭接固定；⑹在阴雨天气，可以连接辅助电源，增加发热。

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