[实用新型]桥面防止结冰系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种桥面防止结冰系统，属于桥梁工程领域，特别涉及防止桥面结冰的系统。

背景技术

我国北方冬季气温较低，雨雪天气桥面容易结冰，给交通安全造成很大的隐患。目前桥面除冰主要有清除法和融解发。机械法比较传统，采用人工或机械产出桥面上的结冰，该法效率低，容易损伤桥面铺装层；融解法是在结冰的桥面撒布化学材料，主要成分为盐类化合物，该方法除冰效率较清除法高，但对环境造成污染，盐类化合物还会对桥梁结构钢筋造成腐蚀，不宜过多采用。此外还有热融法，即在桥梁建设时埋入电热装置，采用电加热使桥面结冰融化。一般电能转化成热能最常用得到方法是采用电热丝，但其电能转变为热能效率较低，采用电热的方法融冰消耗大量的电能。

水所处的环境温度下降，当降低到水的冰点以下结成冰。水的比热容为4.2×103J/kg，即1kg的水每降低1℃需要释放4.2×103J的热量；水在标准大气压下冰点为0℃，冰的熔化热为3.34×105J/kg，即0℃的水结成0℃的冰需要释放3.34×105J/kg的热量；当水结成冰后，冰的温度随环境温度下降还会降低，冰的比热容为水的一半，即2.1×103J/kg，水结成冰后温度如继续下降仍然会释放热量。相反，当0℃以下的冰温度升高至0℃，需要吸收热量，冰融化变为水需要更多的热量，1kg的0℃冰融化变为0℃的水，需要吸收3.34×105J/kg的热量。因此，电热融冰不但电能转化热能效率低，而且在水结为冰释放了大量的热量后再融解为水，比维持水不结冰所需的热量更大，电热融冰不是桥梁防止结冰好的方法。

发明内容

本实用新型的目的是：提供一种桥面防止结冰系统，利用热泵的逆卡诺原理，通过介质，把热量从低温物体传递到高温的水中。热泵有较高的制热量与输入功率的比值，通常达到3～4左右，也就是说，热泵能够将自身所需能量的3～4倍的热能从低温物体传送到高温物体。桥面防止结冰系统就是利用热泵作为热源，将地下较低的热量通过热泵传递到高温的保温储水箱。有益效果为：采用高效率的热泵将地热转化为高温热水，再通过循环泵、加热单元对桥面加热，维持桥面水的温度在0℃以上，采用较少的能量防止桥面水结为冰，减少了水——冰——水之间的能量转换，减少了能量损失。

本实用新型是通过以下技术实现的：所述的桥面防止结冰系统，主要由热泵1、保温储水箱2、循环泵3、供水管4、回水管5、加热单元6组成，所述的热泵1主要包括压缩机7、蒸发器8、冷凝器9、膨胀阀10，冷凝器9是设置盘管的水箱，冷凝器9水箱与保温储水箱2连通，保温储水箱2的热水采用循环泵3加压，通过供水管4进入加热单元6，再经过回水管5流回保温储水箱2。热泵1的压缩机7、冷凝器9、膨胀阀10及保温储水箱2和循环泵3安装在设备间11内，热泵1的蒸发器8设置在设备间11外的桥头地下。热泵的工作原理如下：在热泵1的系统中充有一种冷媒，经压缩机7将低压冷媒压缩后，变成高温高压的气体排出，高温高压的冷媒气体流经冷凝器9，热量经冷凝器9的盘管传导将外侧的水加热，冷却下来的冷媒在压力的持续作用下变成液态，经膨胀阀10后进入蒸发器8，由于蒸发器8的压力骤然降低，液态的冷媒在蒸发器8内迅速蒸发变成气态，并吸收地下的热量，完成一次能量转换循环。冷凝器9的水箱与保温储水箱2连通，保温储水箱2的设置位置比冷凝器9高，依靠温差循环不断地将水加热储存在保温储水箱2内。加热单元6由直径20～25mm的钢管回旋盘管组成一组，盘管间距10～20cm，一组单元宽1.5～2.0m，长度伸入人行道13内0.5～1.0m。加热单元6的进水管61与供水管4连接，出水管62与回水管5连接，每组加热单元6与供水管4和回水管5并联连接，并列连接可以避免加热单元6的起点温度高末端温度低。加热单元6设置在桥体14上部混凝土桥面铺装层15内，上面为沥青面层16，供水管4和回水管5布设在人行道13下。保温储水箱2、循环泵3、供水管4、回水管5、加热单元6形成一个闭合的回路，回路内循环介质为水，水中添加防冻剂。在气温接近0℃时，启动桥面防止结冰系统，热泵1将低温的地热转换成高温热水储存在保温储水箱2内，再通过循环泵3、供水管4送至加热单元6，加热单元6将桥面铺装层15和沥青面层16加热升温，使桥面温度保持在冰点以上0.5～1℃，防止桥面雨雪结冰。设备间11位于桥体14以外的地下，设备间11上部留有检修孔12，便于检修维护。

桥面防止结冰系统可以设置气温传感器、桥面温度传感器等控制装置本地自动控制，也可以通过网络或无线远程控制。

附图说明

图1为本实用新型平面示意图；