CN110055854A - 一种跨河桥面的泵水式无机介质热管融雪系统及布置方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种跨河桥面的泵水式无机介质热管融雪系统及布置方法，包括桥面路面垫层、桥梁侧壁版，其特征在于，所述桥面路面垫层上设有无机介质热管，所述桥梁侧壁版上设有水泵循环机和水流循环换能腔，所述无机介质热管与水流循环换能腔相连，所述水流循环换能腔通过水管与水泵循环机相连，所述水泵循环机下方设有插入河水恒温层中的水管。本发明利用无机介质热管的工作原理及高效的导热效率，充分的利用了跨河大桥的地理位置特点，将河水作为热管热源，实现无机介质热管的有效工作；通过合理的热管吸热段的布置，优化了热管的融雪效果，充分的利用了河水的对流换热，具有环保节能的优点。

Description

一种跨河桥面的泵水式无机介质热管融雪系统及布置方法

技术领域

本发明涉及一种跨河桥面的泵水式无机介质热管融雪系统及布置方法，属于机械制造和土木工程领域。

背景技术

传统的方法在跨河大桥中的桥面路面融雪具有十分明显的局限性，采用机械师除雪手段会对桥面产生不可逆的损坏，导致桥面里面结构的破坏；采用融雪剂等化学制剂的融雪方法，融雪剂溶解后入渗至桥结构中，更加容易腐蚀混凝土、钢筋等结构。而传统的地温热管在跨河大桥的使用中，无法有效的将热管布置与河底的淤泥层中，实现热量的交换。针对跨河大桥的桥面融雪的其他的导电加热法等则耗费大量的能源，长期的运营维护需要大量的资金。桥面段的积雪时导师高速公路交通事故的重要因素，特别是长时间的雨雪天气，桥面积雪基本无法采用机械式除雪手段和化学制剂融雪，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。因此急需一只种融雪系统来解决积雪问题。

发明内容

本发明为了解决上述现有技术中存在问题，提供一种跨河桥面的泵水式无机介质热管融雪系统及布置方法，以解决现有技术跨河大桥桥面除雪容易损伤桥面的技术问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供了一种跨河桥面的泵水式无机介质热管融雪系统，包括桥面路面垫层、桥梁侧壁版，其特征在于，所述桥面路面垫层上设有无机介质热管，所述桥梁侧壁版上设有水泵循环机和水流循环换能腔，所述无机介质热管与水流循环换能腔相连，所述水流循环换能腔通过水管与水泵循环机相连，所述水泵循环机下方设有插入河面恒温层中的水管。

这样，通过使用本发明的跨河桥面的泵水式无机介质热管融雪系统，利用无机介质热管的工作原理及高效的导热效率，充分的利用了跨河大桥的地理位置特点，将河水作为热管热源，实现无机介质热管的有效工作；通过合理的热管吸热段的布置，优化了热管的融雪效果，充分的利用了河水的对流换热。

另外，根据本发明实施例的跨河桥面的泵水式无机介质热管融雪系统还可以具有以下附加技术特征：

优选的，所述无机介质热管包括散热段和吸热端，所述散热段按照计算的散热面积且按照一定距离布置于桥面路面垫层处，所述水流循环换能腔设有吸热端口，所述吸热端固定于水流循环换能腔的吸热端口。

优选的，所述水泵循环机的下方设有两个水管口，所述水管口处设有水管，所述水管管头位于河面下水层恒温层，水泵循环机两侧分别设有一个水流换能循环腔，所述水流循环换能腔分别通过两根水管与水泵循环机相连。

优选的，所述水流换能循环腔设有水管进口端和水管出口端，所述水管进口段和水管出口端与水管相连。所述水流换能循环腔中河水从进口段流入、出口段流出构成的水流动体对无机热管换热端构成冲刷和热量交换。

优选的，所述散热段水平布置于桥面层垫层上，根据河流横截面的温度梯度分布，设置热段散热端的布置间距。

优选的，所述水泵循环机和水流循环换能腔共同组建成为无机介质热管的吸热段热源，使热管维持正常工作。

优选的，所述水泵循环机上设有温度控制系统，所述温度控制系统包括温度传感器，所述温度传感器与开关控制器相连，所述开关控制器与水轮机相连，所述水轮机通过电源线接头与电源相连。

本发明跨河桥面的泵水式无机介质热管融雪系统的使用方法包括以下步骤：

(1)通过河流的恒温层温度分布，计算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)在桥梁侧壁板布置水流循环系统，并嵌入热管的吸热段。

(3)回填桥面混凝土固定热管。

(4)安装组装完成，开通水泵循环水系统，确定功能完好，保持路面温度实现路面融雪。

附图说明

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：

图1是本发明实施例的跨河桥面的泵水式无机介质热管融雪系统的跨河大桥桥面融雪系统截面的结构示意图；

图2是本发明实施例的跨河桥面的泵水式无机介质热管融雪系统的桥梁侧壁的系统装置布置的结构示意图；

图3是本发明实施例的跨河桥面的泵水式无机介质热管融雪系统的桥梁融雪系统水循环装置立面的结构示意图；

图4是本发明实施例的跨河桥面的泵水式无机介质热管融雪系统的跨河大桥桥面融雪系统温度控制系统结构示意图；

图5是本发明实施例的跨河桥面的泵水式无机介质热管融雪系统的跨河大桥桥面融雪系统温度控制系统连接结构示意图。

附图标记说明：

在图1-图5中，无机介质热管1；桥面路面垫层2；水泵循环机3；水管4；桥梁主梁5；河面6；河面恒温层7；水流循环换能腔8；水流方向示意9；桥梁侧壁板10；吸热端端口11；温度传感器12；电源接线头13；开关控制器14；水轮机15。

具体实施方式

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。

如图1-图5所示，本发明的跨河桥面的泵水式无机介质热管融雪系统包括桥面路面垫层2、桥梁侧壁板10，桥梁主梁5，其特征在于，所述桥面路面垫层2上设有无机介质热管1，所述桥梁侧壁板10上设有水泵循环机3和水流循环换能腔8，所述无机介质热管1与水流循环换能腔8相连，所述水流循环换能腔8通过水管4与水泵循环机3相连，所述水泵循环机3下方设有插入河面恒温层7中的水管4。

具体的，一种跨河大桥桥面的泵水式无机介质热管1融雪系统，包括无机介质热管1，无机介质热管1散热段水平布置与桥面路面垫层2上，根据河流横截面的温度梯度分布，计算求得散热段的布置间距。

具体的，一种跨河大桥桥面的泵水式无机介质热管融雪系统，包括水泵循环机3、水流循环换能腔8、水管4等，通过无机介质热管1、水泵循环机3、水流循环换能腔8、水管4共同组成深层河水水温—桥面地温的换能升温融雪系统。通过河面6以下的河面恒温层7水体热量交换至桥面，使桥面温度升高至零度以上，实现桥面的融雪。

具体的，水泵循环机3和水流循环换能腔8共同组建成为无机介质热管1的吸热段热源，使热管维持正常工作。

具体的，水泵循环机3下方设有两个水管口，分别为第一水管口和第二水管口，其中第一水管口处设有第一水管4，第二水管口处设有第二水管4，第一水管4的一端固定在第一水管口里，另一端插入到河面6以下的河面恒温层7中，第一水管4的设置是为了将河面恒温层7的水吸入到水泵循环机3中，第二水管4的设置是为了将水泵循环机3中的水排回河面6，如图2所述，箭头为水流方向示意9。

具体的，水泵循环机3两侧分别设有两根水管4，分别为第三水管4、第四水管4、第五水管4和第六水管4，其中第一水管4位于水泵循环机3的左侧下方，其作用是将水泵循环机3从河面恒温层7泵上来的水传递到水流循环换能腔8内，然后经过吸热端端口11进入到无机介质热管1内，从而实现桥面的融雪，然后水流继续循环通过第四水管4和第二水管4返回到河面6。右边对称分部同样设置。

具体的，水泵循环机3上设有温度控制系统，所述温度控制系统包括温度传感器12，所述温度传感器12与开关控制器14相连，所述开关控制器14与水轮机15相连，所述水轮机15通过电源线接头13与电源相连，电源可以利用太阳能来提供电能。温度控制系统的作用是与水泵循环机3相配合，控制水泵循环机3的泵水量，通过温度传感器12感知水温，当温度低于设定数值时，则将控制水泵循环机3增大泵水量，增大水流速度来加速积雪的融化，当水的温度较高时，则减少泵水量。

具体的，本发明具有以下有益效果：本发明首次提出了跨河大桥桥面桥面的融雪化冰具体实施解决方法；利用无机介质热管1的工作原理及高效的导热效率，充分的利用了跨河大桥的地理位置特点，将河水作为热管热源，实现无机介质热管1的有效工作；通过合理的热管吸热段的布置，优化了热管的融雪效果，充分的利用了河水的对流换热。

本实施例跨河桥面的泵水式无机介质热管1融雪系统的使用方法如下：

(1)通过河流的恒温层温度分布，计算无机介质热管1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)在桥梁侧壁板10布置水流循环系统，并嵌入热管的吸热段。

(3)回填桥面混凝土固定热管。

(4)安装组装完成，开通水泵循环水系统，确定功能完好，保持路面温度实现路面融雪。

(5)通过温度控制系统中的温度传感器12感知水的温度，进而控制水泵循环机3的泵水量，当温度低时增大泵水量，当温度高时减少泵水量。

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。

Claims (8)

1.一种跨河桥面的泵水式无机介质热管融雪系统，包括桥面路面垫层、桥梁侧壁版，其特征在于，所述桥面路面垫层上设有无机介质热管，所述桥梁侧壁版上设有水泵循环机和水流循环换能腔，所述无机介质热管与水流循环换能腔相连，所述水流循环换能腔通过水管与水泵循环机相连，所述水泵循环机下方设有插入河面恒温层中的水管。

2.根据权利要求1所述的跨河桥面的泵水式无机介质热管融雪系统，其特征在于，所述无机介质热管包括散热段和吸热端，所述散热段按照计算的散热面积且按照一定距离布置于桥面路面垫层处，所述水流循环换能腔设有吸热端口，所述吸热端固定于水流循环换能腔的吸热端口。

3.根据权利要求1所述的跨河桥面的泵水式无机介质热管融雪系统，其特征在于，所述水泵循环机的下方设有两个水管口，所述水管口处设有水管，所述水管管头位于河面下水层恒温层，水泵循环机两侧分别设有一个水流换能循环腔，所述水流循环换能腔分别通过两根水管与水泵循环机相连。

4.根据权利要求3所述的跨河桥面的泵水式无机介质热管融雪系统，其特征在于，所述水流换能循环腔设有水管进口端和水管出口端，所述水管进口段和水管出口端与水管相连。

5.根据权利要求2所述的跨河桥面的泵水式无机介质热管融雪系统，其特征在于，所述散热段水平布置于桥面层垫层上，根据河流横截面的温度梯度分布，设置热段散热端的布置间距。

6.根据权利要求1所述的跨河桥面的泵水式无机介质热管融雪系统，其特征在于，所述水泵循环机和水流循环换能腔共同组建成为无机介质热管的吸热段热源。

7.根据权利要求1所述的跨河桥面的泵水式无机介质热管融雪系统，其特征在于，所述水泵循环机上设有温度控制系统，所述温度控制系统包括温度传感器，所述温度传感器与开关控制器相连，所述开关控制器与水轮机相连，所述水轮机通过电源线接头与电源相连。

8.权利要求1所述的跨河桥面的泵水式无机介质热管融雪系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)通过河流的恒温层温度分布，计算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)在桥梁侧壁板布置水流循环系统，并嵌入热管的吸热段；

(3)回填桥面混凝土固定热管；

(4)安装组装完成，开通水泵循环水系统，确定功能完好，保持路面温度实现路面融雪。