CN219385877U - 一种绿色桥面除冰融雪系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及土木建筑技术领域的一种绿色桥面除冰融雪系统，包括桥面换热系统，所述桥面换热系统连接有地下能量换热系统及太阳能储能系统；所述桥面换热系统包括换热管一及储水系统，储水系统包括水箱，水箱内装有循环液、加热管及水泵，水箱通过循环管路一与换热管一连接，水箱还通过循环管路二与地下能量换热系统连接，加热管及水泵均与太阳能储能系统电连接。本实用新型除冰融雪效率高，降低了对桥面的损伤；节省了能源及空间；合理利用了能源资源，达到夏季道路降温与冬季道路除冰的双重功效；使用寿命长，造价低，后期人工及维护费用低。

Description

一种绿色桥面除冰融雪系统

技术领域

本实用新型属于土木建筑技术领域，具体涉及一种绿色桥面除冰融雪系统。

背景技术

冰雪天气时路面附着系数降低，常导致车辆失控，交通事故频发，严重威胁人民群众的生命和财产安全。目前路面的融雪除冰常用人工机械法或化学融化法，容易造成路面损伤、环境污染等问题，并且效率低下，占用交通。

申请号为CN201520857197.0的专利公开了一种用于沥青桥面铺装融雪除冰的装置，其特征在于该装置由电源、温控开关、电线、带绝缘皮的发热电阻丝、弹性发热卷材组成，电源和温控开关通过电线与发热电阻丝连接来调节弹性发热卷材的发热温度，在弹性卷材中间设置粗纤维钢丝网夹层以提高卷材强度，所述发热电阻丝排列固定在粗纤维钢丝网夹层内。但该方法耗电量大；沥青层结构强度较混凝土小，易出现不可预期状况，后期维护费可能较高；同时温度控制不当，温度过高时，沥青层结构受到破坏。故而，提出一种绿色桥面除冰融雪系统来解决上述问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述缺陷，本实用新型提供了一种绿色桥面除冰融雪系统，包括桥面换热系统，所述桥面换热系统连接有地下能量换热系统及太阳能储能系统；

所述桥面换热系统包括换热管一及储水系统，所述换热管一铺设在桥面的导热沥青层下方，所述储水系统包括水箱，水箱内装有循环液、加热管及水泵，所述水箱通过循环管路一与换热管一连接，水箱还通过循环管路二与地下能量换热系统连接，所述加热管及水泵均与太阳能储能系统电连接。

优选的，所述地下能量换热系统包括地下能量桩，地下能量桩内装有并联双U型换热管道，所述并联双U型换热管道的介质进出口均与水箱连通。

优选的，所述地下能量桩埋设在地下，地下能量桩包括钢筋笼，所述钢筋笼的四壁为钢筋混凝土结构，所述并联双U型换热管道绑扎于钢筋笼上，混凝土不仅导热性好，而且对并联双U型换热管道起到了保护作用。

优选的，所述太阳能储能系统设置在桥面上，太阳能储能系统包括太阳能光伏光热电池组件及储能电池，所述太阳能光伏光热电池组件与储能电池连接，所述储能电池与加热管及水泵电连接。

优选的，所述太阳能光伏光热电池组件由晶体硅太阳电池片和背板通过EVA粘接而成；所述太阳能光伏光热电池组件通过输电线与储能电池连接。

优选的，所述换热管一为S型，桥面的导热沥青层下方铺设有钢筋网片，所述换热管一穿插绑扎于钢筋网片上。

浅层地热能是一种清洁、可持续利用能源，造价低、使用方便、最重要的是分布范围广，应用前景很可观。利用地热资源进行桥面除冰不仅能耗少，施工成本低，而且冬夏两季可用。太阳能清洁能源是将太阳的光能转换成为其他形式的热能、电能、化学能，能源转换过程中不产生其他有害的气体或固体废料，是一种环保、安全、无污染的新型能源。

本实用新型还包括能够使一种绿色桥面除冰融雪系统正常使用的其它组件，如水泵的控制组件，太阳能储能系统的控制组件，加热管的控制组件等均为本领域的常规技术手段。另外，本实用新型中未加限定的装置或组件均采用本领域中的常规技术手段，如换热管一、加热管、水泵、地下能量桩、并联双U型换热管道、储能电池、晶体硅太阳电池片、背板、输电线等均是本领域常规设备。

本实用新型的工作原理：在日常光照充足时，利用太阳能储能系统吸收太阳能转化为电能加以储存；在冰雪天气时，太阳能储能系统储存的电能用于水泵运转及加热管加热。水箱中循环液体在水泵驱动下流经地下能量桩吸取桩周土体浅层地温能，循环液温度得到提升，同时经过加热管进一步加热后进入换热管一以实现融雪除冰。

本实用新型的有益效果，结构合理，采用的桥面埋管结构的桥面换热系统属于热融化除冰方法，降低了对桥面的损伤，且除冰融雪效率高，效果显著；采用地下能量桩节省了能源，且其地下结构不占用地上空间，地下能量桩换热所用热源为浅层地热能，清洁无害可再生，合理利用了能源资源；推动整体系统运行所用电能均来自太阳能储能系统，为绿色能源；桥面换热系统与地下能量换热系统相互作为冷热源，达到夏季道路降温与冬季道路除冰的双重功效；使用寿命长，造价低，后期人工及维护费用低。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型实施例中一种绿色桥面除冰融雪系统的结构示意图；

图2为换热管一的埋管示意图；

图3为地下能量桩示意图；

图4为太阳能储能系统示意图；

图5为水箱示意图。

图中：1、桥面换热系统；1-1、换热管一；1-2、钢筋网片；2、地下能量桩；2-1、并联双U型换热管道；3、太阳能储能系统；3-1、太阳能光伏光热电池组件；3-2、储能电池；3-3、输电线；4、储水系统；4-1、水泵；4-2、水箱；4-3加热管；4-4、耐高压管。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图以及具体实施例对本实用新型进行清楚地描述，在此处的描述仅仅用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

实施例

如图1-5所示，本实用新型提供了一种绿色桥面除冰融雪系统，包括桥面换热系统1，所述桥面换热系统连接有地下能量换热系统及太阳能储能系统3；

所述桥面换热系统包括换热管一1-1及储水系统4，所述换热管一1-1铺设在桥面的导热沥青层下方，所述储水系统4包括水箱4-2，所述水箱4-2内装有循环液、加热管4-3及水泵4-1，所述水箱4通过循环管路一与换热管一1-1连接，水箱4还通过循环管路二与地下能量换热系统连接，所述加热管4-3及水泵4-1均与太阳能储能系统电连接。

所述地下能量换热系统包括地下能量桩2，地下能量桩2内装有并联双U型换热管道2-1，所述并联双U型换热管道2-1的介质进出口均与水箱4连通。

所述地下能量桩2埋设在地下，地下能量桩2包括钢筋笼，所述钢筋笼的四壁为钢筋混凝土结构，所述并联双U型换热管道2-1绑扎于钢筋笼上，混凝土不仅导热性好，而且对并联双U型换热管道起到了保护作用。

所述太阳能储能系统3设置在桥面上，太阳能储能系统包括太阳能光伏光热电池组件3-1及储能电池3-2，所述太阳能光伏光热电池组件与储能电池通过输电线3-3连接，所述储能电池3-2与加热管及水泵电连接。

所述太阳能光伏光热电池组件3-1由晶体硅太阳电池片和背板通过EVA粘接而成；所述太阳能光伏光热电池组件通过输电线与储能电池连接。

所述换热管一1-1为S型，桥面的导热沥青层下方铺设有钢筋网片1-2，所述换热管一穿插绑扎于钢筋网片上。

利用太阳能储能系统吸收太阳能转化为电能储存储能电池中；储能电池储存的电能用于水泵4-1运转，水泵将水箱4-2中的导热介质(水)通过地下能量桩2从地下提取土壤中的低位热能，获得低位热能的导热介质进入换热管一1-1里面，达到除冰融雪效果，导热介质最后回流到水箱4中。

本实用新型的施工方法包括以下几个步骤：

如图2所示，架梁及桥面铺装时，换热管一从肋板、系梁穿出之后，待架梁机架梁之后，将换热管一的出入水口预先从湿接缝穿于桥面板，并用管塞或者塑料袋等护住管口，待湿接缝混凝土浇筑完毕并达到其强度标准，开始桥面钢筋绑扎，同时将换热管一绑扎到钢筋网片上，或者用地暖支座支撑换热管一，最后浇筑混凝土，并铺设导热沥青层。

肋板墩柱施工时，由于墩柱裸露在空气中，所以必须对换热管一进行保温套保护，肋板由路基土体包裹，可舍去该步骤，保温套不宜过厚，过厚容易影响结构强度，一般厚度在3mm-8mm。

如图3所示，所述地下能量桩桩基施工时，首先开孔，接着在钢筋笼下放时将并联双U型换热管道绑扎到钢筋笼上，扎带间距不大于50cm，桩顶及桩底2m，0.5m段不为传热管排布区。桩头进行并联双U型换热管道保护，破桩头时候减少传热管损坏。

如图4所示，太阳能储能系统安装时，道路路面接收太阳辐射，透过路面透明层的太阳辐射一部分被太阳能光伏光热电池组件吸收转化为电能，并通过输电线在储能电池中储存。

如图5所示，储水系统包括水箱、水泵(高扬程水泵)；水箱内部设有加热管，通过口径20-30mm的耐高压管4-4与水泵连接。耐高压管一端连接水箱出水口，另一端与高扬程水泵进水口连接，高扬程水泵出水口连接换热管一，并与能量桩入水口连接。将顶系梁处的进水口截断，低位点连接水箱出水口，即水泵出水口，高位点连接水箱入水口。能量桩循环回路闭合，接口对接完毕即可。

导热液流经水箱—水泵—地下能量桩入水口—地下能量桩出水口—换热管一，最后回流到水箱。在上述过程汇总，加热管根据需要可选择性开启或关闭，例如冬季除冰时，可开启加热管，提高除冰效率；而夏季桥面散热时，加热管处于关闭状态。

以上已经描述了本实用新型的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种绿色桥面除冰融雪系统，包括桥面换热系统，其特征在于：所述桥面换热系统连接有地下能量换热系统及太阳能储能系统；

所述桥面换热系统包括换热管一及储水系统，所述换热管一铺设在桥面的导热沥青层下方，所述储水系统包括水箱，水箱内装有循环液、加热管及水泵，所述水箱通过循环管路一与换热管一连接，水箱还通过循环管路二与地下能量换热系统连接，所述加热管及水泵均与太阳能储能系统电连接。

2.根据权利要求1所述的一种绿色桥面除冰融雪系统，其特征在于：所述地下能量换热系统包括地下能量桩，地下能量桩内装有并联双U型换热管道，所述并联双U型换热管道的介质进出口均与水箱连通。

3.根据权利要求2所述的一种绿色桥面除冰融雪系统，其特征在于：所述地下能量桩埋设在地下，地下能量桩包括钢筋笼，所述钢筋笼的四壁为钢筋混凝土结构，所述并联双U型换热管道绑扎于钢筋笼上。

4.根据权利要求1所述的一种绿色桥面除冰融雪系统，其特征在于：所述太阳能储能系统设置在桥面上，太阳能储能系统包括太阳能光伏光热电池组件及储能电池，所述太阳能光伏光热电池组件与储能电池连接，所述储能电池与加热管及水泵电连接。

5.根据权利要求4所述的一种绿色桥面除冰融雪系统，其特征在于：所述太阳能光伏光热电池组件由晶体硅太阳电池片和背板通过EVA粘接而成；所述太阳能光伏光热电池组件通过输电线与储能电池连接。

6.根据权利要求1所述的一种绿色桥面除冰融雪系统，其特征在于：所述换热管一为S型，桥面的导热沥青层下方铺设有钢筋网片，所述换热管一穿插绑扎于钢筋网片上。