RU2648380C2

RU2648380C2 - Method and device for cleaning roads from snow

Info

Publication number: RU2648380C2
Application number: RU2015139043A
Authority: RU
Inventors: Григорий Петрович Васильев; Виталий Александрович Лесков; Павел Владимирович Шапкин; Андрей Игоревич Тарасов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Исследовательский центр "ИНСОЛАР"
Priority date: 2015-09-14
Filing date: 2015-09-14
Publication date: 2018-03-26
Also published as: RU2015139043A

Abstract

FIELD: road construction.

SUBSTANCE: group of inventions refers to road construction. Method of removing snow from the road surface by heating it is carried out by laying a pipe system under the surface, through which a heated heat carrier circulates. Heat carrier is a weak aqueous solution of a reagent, and at the entrance to the system of pipes a reagent concentrate is mixed with the heat carrier dissolved in the heat carrier during its movement through the pipes with the release of thermal energy. Continuity of the process is ensured by separation of the heat carrier and the reagent due to reducing the concentration of the spent heat carrier solution by cooling it after it passes through the pipe system and to decreasing its solubility with the precipitation of the concentrate. Herewith the formed concentrate of the reagent is again fed to the entrance of the pipe system. Device for removing snow from the road surface contains a system of pipelines laid under the road surface and filled with a heat carrier circulating by means of a pump. At the inlet of the heat carrier a pipeline of the reagent concentrated solution supply is connected to the pipe system, and at the outlet the pipe system is connected to a device for separating the heat carrier and the reagent. Device for separating the heat carrier and the reagent is made in the form of a heat pump, whose evaporator is located at the top of the container connected to the outlet of the pipe system and, with the upper part, to the heat pump condenser and further with the entrance to the pipe system, and also is equipped in the lower part with the pipeline also connected to the entrance to the pipe system.

EFFECT: technical result is establishing in the pipe system a mode close to the isothermal one, which facilitates the uniform removal of snow from the road surface and the process continuity implementation.

3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области дорожного строительства и коммунального хозяйства.The invention relates to the field of road construction and public utilities.

В климатических условиях России серьезной проблемой является состояние дорог в зимнее время, в период снегопадов. Значительные средства тратятся на удаление снега и льда с дорожного покрытия.In the climatic conditions of Russia, a serious problem is the condition of roads in the winter, during snowfalls. Significant funds are spent on removing snow and ice from the road surface.

Одним из распространенных способов удаления снега и наледи является обработка дорожного покрытия антигололедными реагентами, заключающаяся в распылении на поверхности дорог специальных веществ, вступающих в физико-химическое взаимодействие со снежным покровом с выделением тепловой энергии, в результате чего происходит плавление снега.One of the common ways to remove snow and ice is to treat the road surface with anti-icing reagents, which consists in spraying on the surface of roads special substances that enter into physico-chemical interaction with the snow cover with the release of thermal energy, as a result of which the snow melts.

Недостатком такого способа является то, что реагенты и его растворы вступают во взаимодействие с дорожным покрытием и пагубно влияют на его качество.The disadvantage of this method is that the reagents and its solutions interact with the road surface and adversely affect its quality.

Широко известен способ подогрева дорожного покрытия с помощью электронагревательных кабелей, проложенных под дорожным покрытием (например, патент Японии №2005146575). Недостатком такого способа является то, что для подогрева дороги используется относительно дорогая электрическая энергия, что приводит к повышенным эксплуатационным затратам.A widely known method of heating the pavement with electric heating cables laid under the pavement (for example, Japanese Patent No. 2005146575). The disadvantage of this method is that relatively expensive electrical energy is used to heat the road, which leads to increased operating costs.

Известен способ удаления снега и льда путем подогрева покрытия с помощью укладки под его верхним слоем труб, по которым циркулирует нагретый теплоноситель, (патент РФ №2498006).A known method of removing snow and ice by heating the coating by laying under its upper layer of pipes through which the heated coolant circulates (RF patent No. 2498006).

Недостатком такого способа является то, что в процессе движения нагретого теплоносителя по трубам происходит его постепенное охлаждение, что приводит к неравномерному нагреву покрытия и, соответственно, неравномерному удалению снежного покрова.The disadvantage of this method is that during the movement of the heated coolant through the pipes, it gradually cools, which leads to uneven heating of the coating and, accordingly, uneven removal of snow cover.

Предлагаемый способ заключается в том, что на входе в систему труб в теплоноситель, представляющий собой слабый раствор реагента в воде, подается концентрат реагента, который по мере движения теплоносителя в системе труб растворяется в теплоносителе с выделением тепловой энергии. Таким образом, в системе труб устанавливается режим, приближенный к изотермическому, что способствует равномерному удалению снега с покрытия. Для реализации непрерывности процесса снеготаяния отработанный теплоноситель с повышенной концентрацией реагента подвергается процессу уменьшения концентрации, а образовавшийся концентрат реагента снова подается на вход системы труб. Концентрация слабого раствора обеспечивает температуру замерзания теплоносителя, соответствующую климатической, а растворение реагента из концентрата ограничивается полным насыщением теплоносителя.The proposed method consists in the fact that at the entrance to the pipe system in the coolant, which is a weak solution of the reagent in water, a reagent concentrate is supplied, which, as the coolant moves in the pipe system, dissolves in the coolant with the release of thermal energy. Thus, in the pipe system, a regime is established that is close to isothermal, which contributes to the uniform removal of snow from the coating. To realize the continuity of the snow melting process, the spent heat carrier with an increased concentration of the reagent is subjected to a process of concentration reduction, and the resulting reagent concentrate is again fed to the inlet of the pipe system. The concentration of a weak solution provides the freezing temperature of the coolant, appropriate climatic, and the dissolution of the reagent from the concentrate is limited to complete saturation of the coolant.

Процесс уменьшения концентрации отработанного теплоносителя осуществляется с помощью энергосберегающей технологии применением теплового насоса. Насыщенный раствор охлаждается в контейнере, в верхней части которого расположен испаритель, до состояния насыщенного раствора и выделения концентрата растворенного реагента, выпадающего на дно контейнера, откуда подается на вход системы труб, а охлажденный раствор из верхней части контейнера подается в конденсатор теплового насоса, где нагревается, что уменьшает его концентрацию до исходной, и снова подается в систему труб.The process of reducing the concentration of waste coolant is carried out using energy-saving technology using a heat pump. The saturated solution is cooled in the container, in the upper part of which the evaporator is located, until the saturated solution is concentrated and the dissolved reagent concentrate is precipitated at the bottom of the container, from where it is fed to the inlet of the pipe system, and the cooled solution is fed from the upper part of the container to the heat pump condenser, where it is heated , which reduces its concentration to the original, and again fed into the pipe system.

Устройство для реализации способа приведено на рис. 1A device for implementing the method is shown in Fig. one

Под дорожным покрытием 1 уложена система труб 2, заполненная циркулирующим теплоносителем-антифризом, представляющим собой слабый водный раствор реагента, например солевого. На входе системы труб присоединен трубопровод 3 подачи концентрата реагента. На выходе система труб присоединена к установке 4 разделения теплоносителя и реагента, например, в виде теплового насоса, на выходе из которой образуется слабый раствор реагента, представляющий собой теплоноситель, и концентрат реагента, например, в виде суспензии. Подача концентрата реагента осуществляется насосом 5, а циркуляция теплоносителя - циркуляционным насосом 6.Under the pavement 1, a pipe system 2 is laid, filled with a circulating coolant-antifreeze, which is a weak aqueous solution of a reagent, such as saline. At the inlet of the pipe system, a reagent concentrate supply pipe 3 is connected. At the outlet, the pipe system is connected to the unit 4 for separating the coolant and the reagent, for example, in the form of a heat pump, at the outlet of which a weak reagent solution is formed, which is the coolant, and the reagent concentrate, for example, in the form of a suspension. Reagent concentrate is supplied by pump 5, and the coolant is circulated by circulation pump 6.

Устройство установки 4 для уменьшения концентрации отработанного теплоносителя приведено на рис. 2.The device of unit 4 for reducing the concentration of waste coolant is shown in Fig. 2.

Устройство разделения теплоносителя и реагента содержит контейнер 7, в верхней части которого размещен испаритель 8 теплового насоса 9. Контейнер трубопроводом 10 соединен с выходом системы труб 2 (см. рис. 1), а в верхней части трубопроводом 11 с конденсатором 12 теплового насоса 9, который, в свою очередь, соединен со входом системы труб 2. Контейнер 7 также снабжен в нижней части трубопроводом 13, соединенным со входом системы труб 2.The device for separating the coolant and the reagent contains a container 7, in the upper part of which the evaporator 8 of the heat pump 9 is placed. The container is connected by a pipe 10 to the outlet of the pipe system 2 (see Fig. 1), and in the upper part by a pipe 11 with a condenser 12 of the heat pump 9, which, in turn, is connected to the input of the pipe system 2. The container 7 is also provided in the lower part with a pipe 13 connected to the input of the pipe system 2.

Система работает следующим образом. The system operates as follows.

Отработанный теплоноситель в виде насыщенного раствора подается по трубопроводу 10 в контейнер 7, где охлаждается испарителем 8 теплового насоса 9. При этом происходит выпадение кристаллов реагента, которые в виде суспензии по трубопроводу 13 направляются на вход системы труб, а теплоноситель по трубопроводу 11 направляется в конденсатор 12 теплового насоса 9, где он нагревается и уже в виде обедненного раствора подается в систему труб 2.The spent coolant in the form of a saturated solution is supplied through pipeline 10 to the container 7, where it is cooled by the evaporator 8 of the heat pump 9. In this case, reagent crystals precipitate, which are sent as a suspension through the pipeline 13 to the inlet of the pipe system, and the coolant passes through the pipe 11 to the condenser 12 of the heat pump 9, where it is heated and already in the form of a lean solution is supplied to the pipe system 2.

Claims

1. The method of removing snow from the road surface by heating it by laying under its surface a system of pipes through which a heated coolant circulates, characterized in that the coolant is a weak aqueous reagent solution, and a reagent concentrate is mixed at the inlet of the pipe system into the coolant, dissolving in the coolant during movement through pipes with the release of thermal energy, and the continuity of the process is ensured by separating the coolant and reagent by reducing the concentration of waste nnogo solution of coolant due to its cooling after its passage through the pipe system and reduce its solubility to precipitation of the concentrate, and the resulting concentrate is again supplied to the reactant input pipe system.

2. A device for removing snow from the road surface for implementing the method according to claim 1, comprising a system of pipelines laid under the road surface and filled with a coolant circulating by means of a pump, characterized in that a concentrated reagent solution supply pipe is connected at the coolant inlet to the pipe system, and at the outlet, the pipe system is connected to a device for separating the coolant and the reagent.

3. A device for separating the coolant and the reagent in order to implement the process continuity of the method according to claim 1, characterized in that it is made in the form of a heat pump, the evaporator of which is located in the upper part of the container connected to the outlet of the pipe system and, upper part, with a condenser of the heat pump and further with the entrance to the pipe system, and is also equipped at the bottom with a pipe also connected to the entrance to the pipe system.