CN204875488U - 一种桥梁路面自动调温系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种调温系统，特别涉及一种桥梁路面自动调温系统。其结构包括铺设于桥梁路面下的上位段和设置于桥梁下方不冻水源内的下位段，所述的上位段和下位段之间通过两条导热循环主管路相连通，导热循环主管路上设置有循环泵，在所述的上位段和下位段内分别设置温度传感器和液位传感器，所述的温度传感器、液位传感器和循环泵分别电连接控制箱，所述的控制箱通过独立式光伏集电和储能装置供电，所述的上位段、下位段及导热循环主管路内填充有液体导热介质。通过本实用新型，从而使得地表温度可以与桥梁路面下方不冻水源内温度进行平衡，并且整个过程无需额外的能源消耗，可持续节能、无排放物，环保无污染。

Description

一种桥梁路面自动调温系统

技术领域

本实用新型涉及一种调温系统，特别涉及一种桥梁路面自动调温系统。

背景技术

现在的桥梁路面一般不具有调温功能(冬季升温和夏季降温)，特别是不具备冬季的升温融雪、化冰功能。在冬季，特别是纬度较高、稍高或海拔较高的地区，有很多时候，因为天降大雪，积久不化，桥梁路面摩擦力减小，封闭停运；或者因为空气湿度大，桥梁路面凝霜严重，影响人们的正常出行和工作、生活，有时加之驾驶员操作处理不当还会造成车辆打滑、跑偏、摆尾、掉头、甚至冲下桥梁的极端事故；而在夏季，由于太阳曝晒、气温较高，硬化路面温度保持较高(经常可以超过60℃)，车辆爆胎的事故每年都有不少记载，车上人员或货物的损失相当惨重，有时还会发生连带责任事故、甚至发生更为严重的连环撞。

无论是在冬季，还是夏季，作为公共场所的桥梁公路现在都还没有设计路面调温系统；而且由于桥梁下面悬空、路面材料更容易与充分接触的空气进行热交换，特别是夏季路面材料的吸热功能格外突出，所以桥梁路面的温度与普通非桥梁路面的温度，特别是与桥梁下面地表水的温度相差较大。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本实用新型提供了一种桥梁路面自动调温系统，其能够利用现有的导热技术和太阳能光伏发电、储能、温控技术，把桥梁路面表层的环境与桥下不冻水下的环境连接起来，冬季使水下的热能导入桥梁路面、给路面升温(也可通过光伏发电储备的电能促进导热介质单向强制循环)，夏季又通过光伏发电储备的电能促进导热介质单向循环把桥上路表的热量导入桥下不冻水中、给桥上路面降温，整个过程无需额外能源消耗，可持续节能、无排放物，环保无污染。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种桥梁路面自动调温系统，包括铺设于桥梁路面下的上位段和设置于桥梁下方不冻水源内的下位段，所述的上位段和下位段之间通过两条导热循环主管路相连通，至少一条所述的导热循环主管路内部设置有循环泵，在所述的上位段内设置温度传感器和液位传感器，所述的温度传感器、液位传感器和循环泵分别电连接控制箱，所述的控制箱通过独立式光伏集电和储能装置供电，所述的上位段、下位段及导热循环主管路内填充有冬季不冻的液体导热介质。

上位段或下位段包括复数个相互并接的单元主管，所述单元主管通过三通连接导热循环主管路，所述的单元主管上设置有鱼刺形或放射状的传热管。

单元主管与水平面呈一端高一端低的位置设计，所述的上位段的传热管呈近端低远端高的位置设计，所述的下位段的传热管呈近端高远端低的位置设计。

装有循环泵的导热循环主管路内壁设置有间隔的斜向上方的瓣膜。

传热管的端部设置注液孔和排气孔，在所述注液孔和排气孔的侧面设有溢流孔，所述此三孔出厂时均用特制孔塞封堵，现场充填导热介质后，再使导热系统工作时呈微负压状态。

本实用新型提供的技术方案带来的有益效果是：

通过本实用新型，从而使得地表温度可以与桥梁下方不冻水中的温度进行平衡，并且整个过程无需额外的能源消耗，可持续节能、无排放物，环保无污染。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的一种桥梁路面自动调温系统的整体结构示意图；

图2为本实用新型的一种桥梁路面自动调温系统的装有循环泵的一条导热循环主管路内部结构示意图；

图3为本实用新型的一种桥梁路面自动调温系统的单元主管结构示意图；

图4为本实用新型的一种桥梁路面自动调温系统带有内部传感器的传热管结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

一种桥梁路面自动调温系统，包括铺设于桥梁路面下的上位段1和设置于桥梁下方不冻水源内的下位段2，所述的上位段1和下位段2之间通过两条导热循环主管路3相连通，导热循环主管路3与上位段1的传热管13高位端相连的一路上设置有循环泵4，在所述的上位段1内设置温度传感器5和液位传感器6，所述的温度传感器5、液位传感器6和循环泵4分别电连接控制箱7，所述的控制箱7通过独立式光伏集电和储能装置8供电，所述的上位段1、下位段2及导热循环主管路3内填充有冬季不冻的液体导热介质。

上位段1或下位段2包括复数个相互并接的单元主管11，所述单元主管11通过三通12连接导热循环主管路3，所述的单元主管11上设置有鱼刺形或放射状的传热管13。

上位段1的单元主管11与水平面呈一端高一端低的位置设计，所述的上位段1的传热管13呈近端低远端高的位置设计。

下位段2的单元主管11与水平面呈一端高一端低的位置设计，所述的下位段2的传热管13呈近端高远端低的位置设计。

与循环泵4相连通的导热循环主管路3内壁设置有间隔的斜向上方的瓣膜14。

上位段1的最末端的传热管13的高位端部设置注液孔9和排气孔10，在所述注液孔9和排气孔10向下20mm位置处的侧面设有溢流孔15。

如附图1所示，本实施例的一种桥梁路面自动调温系统包括以下组成部分：

1、桥梁路面散集热装置。

位于本系统的上位段，冬季为散热段，用于把导热装置内部储热介质中的热量相对均匀地散发到路面，铺制的深度视路面材料材质的不同而各有不同，沥青路面中的埋藏深度一般为-10cm，水泥路面中的埋藏深度一般为-8cm；散热段在夏季启用时就成为集热段，用于把路面的热量收集起来、通过单条导热循环主管路内部的对流循环或者通过循环泵强制循环把导热装置内部储热介质把热量输送到桥下的水中；散热段(夏季为集热段)每个单元均设计为鱼刺形或放射状或其它形状的传热管，布置为末端高起(坡度为1％-3％，长度越大，坡度可适当选小)，最末端的一支传热管设计为比其它传热管末端高出5mm，用于加注导热介质；采用金属材质，中空结构，外表做成螺纹或其他可防止转动的形状，每个单元主管布置为一端略低，另一端略高(侧重于冬季使用的设计考虑，坡度为1％-3％，长度越大，坡度可适当选小)，接近两端点处各有一个竖直向下的三通，与导热装置的两路循环液体介质相连通；若干个单元并联排列，构成了相对均匀分布的网状桥梁路面散集热装置。

2、导热装置。

导热装置位于本系统的中间段，由接近平行的两路盛满循环液介质的导热循环主管路组成，经过竖直向下的三通、用于连接上位段的散集热装置的每个附近单元和桥下不冻水源中的集散热装置，采用金属材质或非金属材质，中空结构；与散集热装置主管较低一端连通的导热循环主管路内部为光滑的管壁，便于导热介质的自力对流循环；与散集热装置主管较高一端连通的导热循环主管路内壁为间隔的斜向上方的瓣膜，见图2，瓣膜起到防止倒流作用；在内设瓣膜的导热循环主管路的方便检修的位置(一般在水面以上+1200mm高度)，内设低速直流微型循环泵，用于利用光伏发电储备电能驱动低速直流微型循环泵。两条导热循环主管路一般都沿桥墩外缘而下，采用不锈钢扁钢管夹与膨胀螺丝或预埋的带孔的不锈钢钉连接，也可初始设计为桥墩中间。

3、助力循环和自动控制。

在桥梁路表以下-3cm～-5cm深度处、每个单元的桥梁路面散集热装置的高端位置的传热面间隔之间预埋一个温度传感器，用于收集路面温度数据传送并显示到电控箱中；在每个单元的桥梁路面散集热装置的传热管的最高端位置向下30mm处内部预设一个液位感应器，见图4，用于在电控柜中显示和报警导热介质是否泄漏。通过预埋的屏蔽信号线把传感器和感应器的信号传往电控柜(即有线传输)，也可选用无线传输的传感器和感应器，并在电控柜内配置相应的接受装置。在桥梁上部两侧的路灯杆上，设计专门为储热介质助力循环收集太阳能的独立式光伏集电和储能装置，并配备电控箱，设计有自动检测储能装置已经储存电量达到满负荷时自动切断储能供电系统、改由光伏集电装置直接供电的功能；通过电控箱的参数设定，由光伏储能电池提供电源，根据温度传感器的信号启停循环泵，保证在设定的条件下(如低于-2℃或高于+50℃时，或者储能装置已经储存电量达到满负荷时自动切断储能供电系统、改由光伏集电装置直接供电)自动启停助力循环。

4、桥下不冻水源中的集散热装置。

一般的桥梁下面都有水，冬天江河湖泊封冻，但是冰下往往都有不冻水(+4℃的水密度最大)。桥下不冻水中的集散热装置，位于本系统的下位段，冬季为集热段，用于把桥下不冻水中的热量收集到集热段内部的储热介质中，再通过导热装置把热量输送到桥梁路面的散集热装置。铺制的深度一般为冰层以下、水底以上位置(有条件的地方尽量深些)，一般须距离水底至少300～500mm，防止淤埋；夏季，集热段与散热段的作用正好对调过来。集热段(夏季为散热段)每个单元均设计为鱼刺形或放射状传热面，单元主管布置为坡度3％倾斜度(基于侧重于冬季使用的设计考虑)，金属材质，中空结构，每个单元主管布置为与光管连接的一端略高，另一端略低(基于侧重于冬季使用的设计考虑，坡度为2％-3％)，接近两端点处各有一个竖直向上的三通，与导热装置的两路循环液介质相连通。

常规的桥面下面可设计不冻水箱，下位段预埋到桥下的土层中，以克服桥下没有自然水源的问题。

5、连接与保温：

集热段、导热段、散热段之间以及导热段与微型循环泵之间的连接，公称直径25mm及其以下的连接均为卡口连接或螺纹连接，公称直径25mm以上的连接均采用法兰、垫片、螺栓连接，所有连接必须牢固、无介质泄漏。导热段外面设计套有量身定做的保温层外衣。桥梁底部和两侧面均采取建筑保温措施，保温材料和厚度不低于当地住宅建筑的标准。

6、导热介质：

根据不同纬度和当地极端气温，在设计时应充分考虑当地的极端气温，采用的液体导热介质的冰点必须低于当地的极端气温的最低值5℃以上，采用真正的不冻液；液体导热介质应充满桥梁路面导热装置、桥下不冻水中的集散热装置，在最高温度时充满桥梁路面散集热装置；液体导热介质在工作温度范围内的膨胀程度和膨胀速度应与盛装这种液体介质的上述三种装置的材料以及桥上路面的材料的膨胀程度和膨胀速度大体一致。

7、微负压设计：桥梁路面的散集热装置、导热装置、桥下不冻水中的集散热装置，都是在安装好后、路面材料铺制前再注入导热介质；再在每个单元的桥梁路面散集热装置的传热面的最高端位置两侧分别设有注液孔和排气孔，在此两孔向下20mm位置处的侧面设有溢流孔，此三孔出厂时均用特制孔塞封堵，注液至溢流孔位置时再用特制密封堵封堵溢流孔和排气孔，用抽真空装置抽取导热系统内部的空气或加热导热介质的办法使导热介质加温到温差极限值时，再用特制密封塞封堵注液孔，使导热系统工作时呈微负压状态。这种设计，不仅可以避免密闭的导热系统因导热介质膨胀而破坏的风险，而且由于导热系统呈微负压状态还会增加其结构强度、延长其寿命。

8、夏季使用

当用于夏季桥梁路面自然促进降温时，该结构没有变化，只是导热的方向发生了变化，冬季的集热段与散热段的作用对调了，热量是从地表传向地下。

埋入地下的热管材料为SUS304或者Q235B表面热镀锌处理，防止腐蚀。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种桥梁路面自动调温系统，包括铺设于桥梁路面下的上位段和设置于桥梁下方不冻水源内的下位段，所述的上位段和下位段之间通过两条导热循环主管路相连通，其特征在于，至少一条所述的导热循环主管路内部设置有循环泵，在所述的上位段内设置温度传感器和液位传感器，所述的温度传感器、液位传感器和循环泵分别电连接控制箱，所述的控制箱通过独立式光伏集电和储能装置供电，所述的上位段、下位段及导热循环主管路内填充有冬季不冻的液体导热介质。

2.根据权利要求1所述的一种桥梁路面自动调温系统，其特征在于，所述的上位段或下位段包括复数个相互并接的单元主管，所述单元主管通过三通连接导热循环主管路，所述的单元主管上设置有鱼刺形或放射状的传热管。

3.根据权利要求2所述的一种桥梁路面自动调温系统，其特征在于，所述的单元主管与水平面呈一端高一端低的位置设计，所述的上位段的传热管呈近端低远端高的位置设计，所述的下位段的传热管呈近端高远端低的位置设计。

4.根据权利要求1所述的一种桥梁路面自动调温系统，其特征在于，装有循环泵的导热循环主管路内壁设置有间隔的斜向上方的瓣膜。

5.根据权利要求2所述的一种桥梁路面自动调温系统，其特征在于，所述的传热管的端部设置注液孔和排气孔，在所述注液孔和排气孔的侧面设有溢流孔，所述此三孔出厂时均用特制孔塞封堵，现场充填导热介质后，再使导热系统工作时呈微负压状态。