【技术实现步骤摘要】
本技术属于路面融雪化冰，具体涉及一种道路融雪化冰系统。
技术介绍
1、公路建设转向西部高原山区后，海拔急剧爬升，气候条件恶劣，桥隧比高，达70％以上，由于桥下悬空，且通常是为了跨越河流、峡谷，桥面温度通常比路基段低3～5℃，因此冬季桥面更容易出现积雪结冰，影响车辆的通行安全；隧道洞口由于内外气流交汇，温度、湿度差异较大，易出现积雪结冰，且由于洞内外光线变化，驾驶员易出现发硬不及时，造成交通事故，威胁影响车辆的通行安全。目前针对路面铺装的融雪化冰需求，能量转化型融冰雪技术主要采用碳纤维加热、循环流体加热等技术，存在以下问题：
2、(1)碳纤维热源只能采用电能，通常10m一个单元，间隔20m就需要设置配电柜，建设投入大，运行费用高；对于桥面融雪而言，桥梁梁体通常是30m的预制梁，与桥梁结构匹配性不好；
3、(2)循环流体加热通常采用pvc类管道，管道直径一般在20mm以上，对路面铺装受力影响较大，只能用于水泥混凝土类路面，且一般与太阳能或地热能等配套使用，建设费用较高，传热效果偏低；
4、(3)碳纤维或管道采用横向或蛇形布置，加热面积大，能耗高，材料用量大，导致建设成本和运行成本均大幅增加。
技术实现思路
1、针对现有技术中采用碳纤维加热、循环流体加热等技术融雪存在的成本高的问题，本技术提供了一种道路融雪化冰系统，拟解决现有技术中的问题。
2、本技术采用的技术方案如下：
3、一种道路融雪化冰系统，包括水平热管，所述水平热管沿路
4、作为优选，每个轮迹带布设有若干水平热管，每个轮迹带布设的水平热管的总宽度为50cm-70cm，每个所述水平热管的直径为6-20mm，每个轮迹带铺设的相邻两个水平热管之间的间距为8-15cm，每个水平热管的单向传热距离为15m-150m。
5、作为优选，所述空气源热泵电连接有控制器，所述控制器电连接有冰雪预警信息平台。
6、作为优选，所述水平热管的下部设置有保温层。
7、作为优选，所述相变材料为氨或氟利昂。
8、作为优选，在道路弯道处或需要加宽的区域设置有加宽结构，所述加宽结构包括设置在靠近所述弯道或需要加宽处的内管，所述内管沿道路宽度方向设置，且一端连接有空气热源泵的蒸汽管线，另一端连接有若干铺设在弯道或需要加宽处距离路表12-15cm处的水平热管，所述水平热管的另一端连接有空气热源泵的回液管线，所述内管上套设有若干段外管，每个所述外管上沿长度方向均匀间隔设置有若干铺设在弯道或需要加宽处距离路表12-15cm处的水平热管，所述内管的一端连接有空气热源泵的蒸汽管线。
9、作为优选，相邻两段水平热管之间设置有伸缩缝。
10、作为优选，所述第一分液器为y形分液器，所述第二分液器为圆形分液器,所述蒸汽管线和回液管线均设置在装饰盒内。
11、综上所述，由于采用了上述技术方案，本技术的有益效果是：
12、1.将水平热管改成纵向布设，单组长度150m，原来只能横向2.5m，管材可节省50％，轮迹中间部分不再需要加热，能耗可至少降低40％。
13、2.不再需要100mm的主媒管(埋深40cm)以上，只需要20mm～30mm的主媒管，可沿护栏、隧道电力沟壁等设施安装，施工更加简单，不影响路面结构受力，可用于路基、桥梁及隧道洞口等多种路面结构，原来热管与主媒管需要间壁换热系统(100m需要1000组环路热管)，系统更复杂，只能在路基段使用，现在直接有空气源热泵带动一个轮迹带加热，相当于一个轮迹带一个大的环路热管，结构更加简单。
14、3.本专利技术为冷媒直热，比通过传统冷水机组换热再将水管铺设到路面提高换热效率，减少施工难度；而且采用防冻液的方式难以避免防冻液泄漏污染环境的问题。采用防冻液作为换热介质，载热量低，比起同样的冷媒管道，防冻液管道直径粗好几倍，在桥面这种薄层混泥土中，太粗的管子会影响桥面的力学性能，太细的管子传热的距离有限。如同样是10mm的管子，走冷媒介质，载热量可以高达2.5-4.5kw/h；但走防冻液，载热量只有0.5-1kw；走冷媒可以传输更远的距离。而且常见的防冻液是丙二醇是剧毒化学品，不适合大量用于公路传热介质。
15、4.本专利技术通过优化换热结构，降低冷媒实际排气温度，使排气温度低于40℃，进一步低于30℃时能起到融雪化冰的作用。对于热泵来说，排气温度越低，cop值越高，因此尽量降低排气温度是节能的主要方向，常规的热泵用于建筑采暖，通常设计的目标排气温度一般为55-60℃；因此不能将常规的热泵直接用于融雪化冰使用，需要根据公路采暖负荷优化排气温度，使排气温度目标值根据需要控制在30-50℃之间。当刚开始化雪时，为了尽快化雪，热泵按高功率输出，当进入保温阶段时，热泵应降低排气温度，提高制热转化效率。因此控制策略和传统的建筑用热泵有所差别。通过降低保温阶段压机负荷降低排气温度，实现节能的目的。
16、5.本专利技术设置有保温控制策略，根据实测，当热管埋设于12-15cm深度时，传热温差在20-30℃；因此热管的温度需要高于20-30℃才能使路面的温度高于0℃；但如果路面的温度过高，又会造成热量的浪费，因此设置有检测路面温度的模块，通过实时采集路面的温度，来控制热泵的输出功率和启停。当路面温度高于1.5-3℃时，停止热泵运行，当路面温度低于0-2℃时，重新启动热泵。
17、6.本专利技术优化传热距离，使系统散热面积和热泵功率达到最佳比例，达到最小的系统散热面积最大的效果。路面铺设的管路间距太大会造成路面化雪效果很差，而铺设间距过小则造成建设费用和成本过高。根据实测，当管间距离为8cm-15cm时，化雪效果最好，因此铺设时，推荐采用10-12cm最佳。
18、5、本专利技术优化管路尺寸，使管道大小合理，总体经济性最佳。管道直径尺寸可以是6-20mm。越细载热量越低，传输的距离越短，需要的热泵数量越多，或分支越多。反之，越长覆盖的面积越大，需要尺寸越粗，综合成本会增加管道的粗细受多个因素的相互制约考虑到桥墩的间距，热泵安装的位置。不同的情况有不同的优化配置。可以采用以下方法来选用优化推荐的管路尺寸。首先低于8mm的管路载热量小，不适合于大面积公路使用，大于20mm的管路载热量大于20kw，按照50w/m的载热量需求，单管能满足铺设400m换热需求，但实际热泵回油润滑等因素制约，压缩机出口不能接这么长的管路。因此最佳的管道尺寸是10-15mm，考虑到换热功率，管道越小越有利于将每米换热量控制在30-50w/m。
19、6、本本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种道路融雪化冰系统，其特征在于：包括水平热管(1)，所述水平热管(1)沿路面轮迹带纵向布设在距离路表12-15cm处，所述水平热管(1)内设置有相变材料，所述水平热管(1)的一端通过蒸汽管线(7)与空气热源泵(6)的蒸汽出口连接，另一端通过回液管线(5)与空气热源泵(6)的进液口连接，每个空气热源泵(6)的蒸汽管线(7)通过第一分液器将蒸汽分出到两个支管中，两个所述支管分别通过第二分液器连接有若干细管，所述细管与水平热管(1)连接，所述细管设置在检修箱(22)内。
2.根据权利要求1所述的一种道路融雪化冰系统，其特征在于：每个轮迹带布设有若干水平热管(1)，每个轮迹带布设的水平热管(1)的总宽度为50cm-70cm，每个所述水平热管(1)的直径为6-20mm，每个轮迹带铺设的相邻两个水平热管(1)之间的间距为8-15cm，每个水平热管(1)的单向传热距离为15m-50m。
3.根据权利要求1所述的一种道路融雪化冰系统，其特征在于：所述空气热源泵(6)电连接有控制器，所述控制器电连接有冰雪预警信息平台。
4.根据权利要求1所述的一种道路融雪
5.根据权利要求1所述的一种道路融雪化冰系统，其特征在于：所述相变材料为氨或氟利昂。
6.根据权利要求1所述的一种道路融雪化冰系统，其特征在于：在道路弯道处或需要加宽的区域设置有加宽结构，所述加宽结构包括设置在靠近所述弯道或需要加宽处的内管(20)，所述内管(20)沿道路宽度方向设置，且一端连接有空气热源泵(6)的蒸汽管线(7)，另一端连接有若干铺设在弯道或需要加宽处距离路表12-15cm处的水平热管(1)，所述水平热管(1)的另一端连接有空气热源泵(6)的回液管线(5)，所述内管(20)上套设有若干段外管(19)，每个所述外管(19)上沿长度方向均匀间隔设置有若干铺设在弯道或需要加宽处距离路表12-15cm处的水平热管(1)，所述内管(20)的一端连接有空气热源泵(6)的蒸汽管线(7)。
7.根据权利要求1所述的一种道路融雪化冰系统，其特征在于：相邻两段水平热管(1)之间设置有伸缩缝(24)。
8.根据权利要求1所述的一种道路融雪化冰系统，其特征在于：所述第一分液器为Y形分液器(25)，所述第二分液器为圆形分液器(23),所述蒸汽管线(7)和回液管线(5)均设置在装饰盒(21)内。
...【技术特征摘要】
1.一种道路融雪化冰系统，其特征在于：包括水平热管(1)，所述水平热管(1)沿路面轮迹带纵向布设在距离路表12-15cm处，所述水平热管(1)内设置有相变材料，所述水平热管(1)的一端通过蒸汽管线(7)与空气热源泵(6)的蒸汽出口连接，另一端通过回液管线(5)与空气热源泵(6)的进液口连接，每个空气热源泵(6)的蒸汽管线(7)通过第一分液器将蒸汽分出到两个支管中，两个所述支管分别通过第二分液器连接有若干细管，所述细管与水平热管(1)连接，所述细管设置在检修箱(22)内。
2.根据权利要求1所述的一种道路融雪化冰系统，其特征在于：每个轮迹带布设有若干水平热管(1)，每个轮迹带布设的水平热管(1)的总宽度为50cm-70cm，每个所述水平热管(1)的直径为6-20mm，每个轮迹带铺设的相邻两个水平热管(1)之间的间距为8-15cm，每个水平热管(1)的单向传热距离为15m-50m。
3.根据权利要求1所述的一种道路融雪化冰系统，其特征在于：所述空气热源泵(6)电连接有控制器，所述控制器电连接有冰雪预警信息平台。
4.根据权利要求1所述的一种道路融雪化冰系统，其特征在于：所述水平热管(1)的下部设置有保温层...
【专利技术属性】
技术研发人员：周水文，袁竹，张晓华，赵坤，张蓉，蔡佳利，张凌波，
申请(专利权)人：四川省公路规划勘察设计研究院有限公司，
类型：新型
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