CN2784448Y - 利用地温防止寒冷地区道路表面积雪的热棒 - Google Patents

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杨斌
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    • Y02E10/10—Geothermal energy

Abstract

本实用新型涉及一种利用地温防止寒冷地区道路路面积雪或冻结的热传输新型热棒。热棒由蒸发段和冷凝段组成，其联接结构形式为T形或L形，蒸发段位于冷凝段的下端，蒸发段和冷凝段内部均填充低沸点工质。本实用新型具有传热能力大、传热温差小、启动温度低、均温性能好、单向传热以及安全、经济等特性，同时具有热传输效率高、无需消耗动力、可长期可靠运行的优点。是一种可防止寒冷地区冬季降雪时机场跑道、路面积雪的新型传热元件。

Description

利用地温防止寒冷地区道路表面积雪的热棒
技术领域
本实用新型涉及一种利用地温防止寒冷地区机场跑道、道路路面积雪或冻结的热传输新型热棒。
背景技术
近年来，我国民航、高速公路和城市道路建设飞速发展，然而，在北方寒冷地区，冬季下雪以后，机场跑道的积雪或冻冰会影响飞机的正常起降，引起机场被迫关闭，旅客和货物滞留、延误，对公路运输来说，路面的积雪或冻冰会造成车速下降，严重时会造成交通事故。目前，对机场跑道和公路路面的积雪多采用机械除雪或撒放融雪剂的方法，这些方法不仅融雪效率低，而且会造成机场跑道和公路路面的破坏或腐蚀。针对现存问题研制一种可防止寒冷地区冬季降雪时机场跑道、路面积雪的新型传热元件是十分必要的。
发明内容
鉴于上述现有技术中所存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种将土壤中的热量传导到路面，防止路面积雪或冻结的传热元件。地表以下深7m以下的土壤温度一年四季变化很小，在7～20m的深处，土壤温度大致等于当地的全年平均气温。数值模拟和试验观测表明，当某一地区的年平均气温不低于7癈时，该地区就具备利用地温进行融雪的条件，例如大连地区年平均气温为10～11癈，赤峰地区年平均气温为8～9癈，如果能将这部分地温热量传到路面，在冬季即可能融雪或防止冻结。将地表以下7～20m深处的地温热量传到路面的核心问题和技术难点在于传热元件的传热能力。我们设计了一种热棒作为传热元件，可有效的解决路面的积雪和冻结问题。
本实用新型所述的一种利用地温防止寒冷地区道路表面积雪的热棒，其结构由热棒由蒸发段和冷凝段组成，其联接结构形式为T形或L形，蒸发段位于冷凝段的下端，蒸发段和冷凝段内部均填充低沸点工质；本实用新型所述的热棒蒸发段和冷凝段的联接处设有封闭阀；本实用新型所述的热棒蒸发段表面具有防腐涂层；本实用新型所述的热棒蒸发段的结构可以是直管，也可以是螺旋盘管；本实用新型所述的热棒冷凝段和蒸发段的分界处靠近蒸发段附近的一段设有保温层，保温层由内层、中间层和外层组合而成；本实用新型所述的保温层中间内层采用环氧沥青材料，中间层采用保温材料，外层采用玻璃布及环氧沥青材料；本实用新型所述的热棒安装使用时为4支、6支、8支、10支成组安装。
本实用新型提供的热棒是一种利用液汽相的转换对流循环来实现热量传输的系统，是无源冷却系统中热量传输效率最高的装置。热棒是两端密封的管子，管中装有液氨、二氧化碳等等液体工质，热棒外形为T形或L形。在寒冷季节，由于空气温度低于多年土壤温度，热棒中的液体工质吸收多年土壤中的热量，蒸发成汽体，(吸收汽化潜热)。蒸汽在压差的驱动下，沿热棒中心通道向上流动至热棒上部(冷凝段)，遇到较冷的管壁放出汽化潜热，冷凝成液体，液体工质薄膜在重力作用下，沿管壁流回蒸发段再蒸发，如此循环把土壤中的热量源源不断地传输到路面。在温暖季节，空气温度高于土壤温度，液体工质蒸发的蒸汽到热棒上部(冷凝段)后，由于管壁温度较高，蒸汽不能冷凝，达到汽液相平衡后，液体停止蒸发，热棒停止工作，热棒的这种特性称为热棒的热二极管特性。热棒具有传热能力大、传热温差小、启动温度低、均温性能好、单向传热以及安全、经济等特性。本实用新型的优点在于：1、热传输效率高；2、无需雪消耗动力；3、可长期可靠运行。
本实用新型的应用领域包括北方寒冷地区的：1、机场跑道、停机坪；2、道路工程：公路以及涵洞、隧道进出口等；3、市政工程：广场、停车场；4、露天体育场、足球场草坪等；5、农业种植。
附图说明
本实用新型共有两张附图：
附图1是利用地温防止寒冷地区道路表面积雪的热棒的结构示意图。
附图2是附图1的局部结构放大示意图。
图中：1、端盖2、端盖3、冷凝段4、内层5、中间层6、外层7、蒸发段8、端盖9、冷凝段封闭阀10、法兰联接11、蒸发段封闭阀12、防腐涂层
具体实施方式
本实用新型的具体实施方法如附图所示；冷凝段3装于蒸发段7的上端部形成丫形结构，在三通联接处焊接而成在蒸发段7和冷凝段3的相连接处安有蒸发段封闭阀11和冷凝段封闭阀9两封闭阀通过法兰联接10，在蒸发段7和冷凝段3的内部均填充低沸点工质。在蒸发段7的装有由内层4、中间层5和外层6所形成的保温层，内层4涂有两遍环氧沥青、中间层5为保温材料，外层6为涂有4层玻璃布及环氧沥青。在蒸发段7的外壁上涂有防腐涂层12。冷凝段封闭阀9和蒸发段封闭阀11的联接除采用法兰联接10外还可采用螺纹、铆接、焊接等其它联接方式。
本实用新型的使用如对机场跑道融雪为例，其布管分布采用A区和B区相连接的方式布局，在A区安装6支热棒，在B区安装2支热棒并通过热电偶的布局形成一个融雪网络而实现融雪或融冻。

Claims (7)

1.一种利用地温防止寒冷地区道路表面积雪的热棒，其特征在于：热棒由蒸发段和冷凝段组成，其联接结构形式为T形或L形，蒸发段位于冷凝段的下端，蒸发段和冷凝段内部均填充低沸点工质。
2.根据权利要求1所述的利用地温防止寒冷地区道路表面积雪的热棒，其特征在于：热棒蒸发段和冷凝段的联接处设有封闭阀。
3.根据权利要求1或2所述的利用地温防止寒冷地区道路表面积雪的热棒，其特征在于：热棒蒸发段表面具有防腐涂层。
4.根据权利要求1或2所述的利用地温防止寒冷地区道路表面积雪的热棒，其特征在于：热棒蒸发段的结构可以是直管，也可以是螺旋盘管。
5.根据权利要求1或2所述的利用地温防止寒冷地区道路表面积雪的热棒，其特征在于：热棒冷凝段和蒸发段的分界处靠近蒸发段附近的一段设有保温层，保温层由内层、中间层和外层组合而成。
6.根据权利要求1或5所述的利用地温防止寒冷地区道路表面积雪的热棒，其特征在于保温层中的内层采用环氧沥青材料，中间层采用保温材料，外层采用玻璃布及环氧沥青材料。
7.根据权利要求1或5所述的利用地温防止寒冷地区道路表面积雪的热棒，其特征在于热棒安装使用时为4支、6支、8支、10支成组安装。
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