CN106638225A - 融雪化冰系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种融雪化冰系统，包括供电单元、控制单元和加热单元，所述供电单元分别给控制单元和加热单元供电，所述控制单元控制加热单元的开启或关闭；所述控制单元包括电子可编程控制器、冰雪探测器和开关单元，所述冰雪探测器和开关单元均与电子可编程控制器连接，所述加热单元接受开关单元直接控制。本发明适用于用于恶劣天气条件下的室外全自动或半自动加热系统，适用于那些将融雪化冰及清理路障作为必不可少的安全措施的场所，比如道路和桥梁；混凝土、沥青、砖砌、土壤表面等；建筑屋顶和排水沟；居住和步行区的人行道；机场跑道；铁路；运动场；温室大棚和室外农业等。

Description

融雪化冰系统

技术领域

本发明涉及一种用于恶劣天气条件下的室外全自动或半自动加热系统，特别涉及一种融雪化冰系统。

背景技术

在现有技术中，我国现阶段普遍采用两种融雪化冰技术即人工清除法(人工机械、人工撒盐、沙子)和化学融化法(融雪剂、降低冰点的路面材料)。前者需要花费大量的人力和物力；后者有很多负面效应，如钢筋锈蚀、剥蚀桥面及环境污染等。且人工清除法和化学融化法融雪化冰技术在极端条件下更难适应现代交通安全和高效出行的需求，因此研究新型、高效、自动化程度高的融雪化冰设备呈现出了重要的应用价值和科学意义。

发明内容

针对上述现有技术中的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种自动化程度较高的融雪化冰系统。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种融雪化冰系统，包括供电单元、控制单元和加热单元，所述供电单元分别给控制单元和加热单元供电，所述控制单元与加热单元相连并控制加热单元的启动与关闭；所述控制单元包括电子可编程控制器、冰雪探测器和开关单元，所述冰雪探测器和开关单元均接入电子可编程控制器，所述加热单元与开关单元电连接。

优选地，还包括地面温度传感器和大气温度传感器，所述冰雪探测器、大气温度传感器和地面温度传感器均接入电子可编程控制器。

优选地，所述开关单元包括电子可编程控制器和至少两个固态继电器，所述冰雪探测器、大气温度传感器和地面温度传感器接入电子可编程控制器的对应引脚，加热单元采用380V三相三角形接法供电，电子可编程控制器的信号输出端子分别与两个固态继电器的控制输入端连接为其提供开关控制信号，两个固态继电器的主电路端子分别接入三相电源的其中两相，固态继电器通过光电触发线路闭合或断开主电路以实现对加热单元380V三相三角形负载供电的开启或断开。

优选地，所述加热单元为加热带，所述加热带为非晶态合金加热带，所述非晶态合金室外铺设在路面沥青层的下方。室外加热带是在非晶态合金薄带绝缘封装后包上铝膜，再加上一层适用于室外恶略环境应用的XLPE材料的外部封装，可埋在各种地面材料的下面或直接置于需加热区域的表面上。

与现有技术相比，本发明实施例至少具有以下优点：

本发明自动适应天气和气候条件变化的融雪化冰系统在冰冻及/或飘雪初期就会立即响应并处于全功率加热状态，与其他液体循环加热系统不同，本系统不需要在整个冰雪季节一直维持加热状态，融雪化冰结束后，系统会自动关闭。基于此，本系统的运行成本大大低于液体循环加热系统。

整个融雪化冰系统没有类似于电磁线圈接触器的机电操作，相比较而言，电磁线圈接触器需要提供更大的工作电流，使用寿命短并且动作时会有很大噪声。固态继电器轻巧，几乎无噪音并且没有使用寿命的约束。

加热单元与传统使用的电抗型加热器件不同，采用了扁平、宽幅的加热带是由非晶态合金制成并通过特别的封装以实现绝缘并适用于恶劣的环境，可置于混凝土内或者安装在沥青的下面等。非晶态加热带升温非常快(在1～2秒就可达到设定的工作温度)，与传统的加热电缆相比，非晶态加热带可以覆盖更大的加热面积。根据系统响应时间的要求，非晶态加热带可以按不同的密度进行铺设以达到不同的热通量的要求。

配电柜、控制单元和加热单元通过负反馈信号形成一个闭环，从而使输出保持在一个稳定的优化状态并可实现按需调整。尤其适用于恶劣天气条件下的室外全自动或半自动加热系统，适用于那些将融雪化冰及清理路障作为必不可少的安全措施的场所，比如道路；桥梁；混凝土、沥青、砖砌、土壤表面；建筑屋顶和排水沟；居住和步行区的人行道；机场跑道；铁路；运动场；温室大棚和室外农业等。

附图说明

图1为本发明融雪化冰系统的电气结构示意图；

图2为本发明融雪化冰系统的开关单元的电气结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详述。

图1为本发明融雪化冰系统的电气结构示意图。

如图1所示，该融雪化冰系统，包括供电单元、控制单元和加热单元。其中：

所述供电单元用于分别向控制单元和加热单元供电，所述控制单元控制加热单元开启或关闭电连接；所述控制单元包括电子可编程控制器2、冰雪探测器4和开关单元。所述冰雪探测器4和开关单元均接入电子可编程控制器2，所述加热单元与开关单元连接。所述电子可编程控制器2用于接收冰雪探测器4的传感信号，通过开启开关单元启动或关闭所述加热单元工作。

其中供电单元为配电柜，用于平衡线路和负载，配电柜由电网供电，提供200V～380V的交流电。

还包括地面温度传感器5和大气温度传感器3，所述冰雪探测器4、大气温度传感器3和地面温度传感器5作为输入信号分别接入电子可编程控制器。电子可编程控制器2还可通过地面温度传感器5和/或大气温度传感器3分别来检测天气情况的变化以及地表温度的变化，并通过控制单元来启动或关闭加热单元。

所述加热单元为加热带，所述加热带为室外用的非晶态合金加热带，所述非晶态合金加热带铺设在沥青路面或水泥路面的下层。非晶态合金加热带通过电流产生辐射和传导形式的热能。所述加热带的发热温度范围可依据应用环境的不同而进行设定。其发热温度范围的上限可设置在60℃左右。

如图2所示，所述开关单元包括至少两个固态继电器1，所述冰雪探测器4、大气温度传感器3和地面温度传感器5接入电子可编程控制器2的对应引脚，加热单元采用380V三相三角形接法供电，电子可编程控制器的信号输出端子分别与两个固态继电器的控制输入端连接为其提供开关控制信号，两个固态继电器的主电路端子分别接入三相电源的其中两相，固态继电器通过光电触发线路闭合或断开主电路以实现对加热单元380V三相三角形负载供电的开启或断开。电子可编程控制冰雪探测器4及两个温度传感器采集到地面温度、降雪和结冰的状况，传送至电子可编程控制器2。基于这三种信号传感器采集到的信息，电子可编程控制器2判断并决定是否需要启动或关闭加热单元(即“闭合”或“断开”固态继电器1)。三相电源的其中两相经固态继电器1接到接线端子6，另外一相可直接连接到接线端子6。电力输出线7通过室外接线盒连接加热带并为其供电。

其中，所述加热单元的启动或关闭条件为：一旦冰雪传感器探测到有飘雪，它就会向电子可编程控制器2反馈这个信息，电子可编程控制器立即给开关单元发送电信号，进而启动加热单元加热地面以防止积雪；雪停之后，地面温度传感器5将地面温度信号反馈给电子可编程控制器2。当地面温度为0℃或在零度以下时，电子可编程控制器2维持开关单元在开启状态，以保持加热单元持续加热地面，防止冰面的形成(即表面融冰)。待地面温度大于或等于预设的温度上限时，电子可编程控制器2关闭开关单元，停止给加热单元供电。大气温度传感器3持续向电子可编程控制器2提供室外温度信号。在温度低于零度且湿度(由冰雪探测器4感应)足够大的情况下，即使没有下雪，电子可编程控制器2也可以启动加热地面以防止地面薄冰层(黑冰，透明薄冰)的产生。电子可编程控制器2也可以设置成人工模式，使得加热带持续加热并忽略传感器探测的信号。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种融雪化冰系统，包括供电单元、控制单元和加热单元；所述供电单元用于分别向所述控制单元和加热单元供电，所述控制单元控制加热单元的开启与关闭；其特征在于，所述控制单元包括电子可编程控制器、冰雪探测器和开关单元，所述冰雪探测器和开关单元均接入电子可编程控制器，所述加热单元与开关单元连接；所述电子可编程控制器接收冰雪探测器的传感信号，通过开关单元启动或关闭所述加热单元。

2.根据权利要求1所述的全自动道路融雪化冰系统，其特征在于，还包括地面温度传感器和大气温度传感器，所述冰雪探测器、大气温度传感器和地面温度传感器均接入电子可编程控制器。

3.根据权利要求1所述的融雪化冰系统，其特征在于，所述加热单元加热带。

4.根据权利要求1所述的融雪化冰系统，其特征在于，所述开关单元包括电子可编程控制器和至少两个固态继电器，所述冰雪探测器、大气温度传感器和地面温度传感器接入电子可编程控制器的对应引脚，加热单元采用380V三相三角形接法供电，电子可编程控制器的信号输出端子分别与两个固态继电器的控制输入端连接为其提供开关控制信号，两个固态继电器的主电路端子分别接入三相电源的其中两相，固态继电器通过光电触发线路闭合或断开主电路以实现对加热单元380V三相三角形负载供电的开启或断开。

5.根据权利要求3所述的融雪化冰系统，其特征在于，所述加热带为非晶态合金加热带。

6.根据权利要求5所述的融雪化冰系统，其特征在于，所述非晶态合金加热带铺设在路面沥青层的下方。