[发明专利]被动地热式融雪融冰装置及其施工工艺

说明书

本发明公开了一种被动地热式融雪融冰装置，包括横向埋设于浅层地表的路面加热管组，所需升温路面两侧设置有与路面长度方向平行的水平集管和竖向深层埋设的地埋管组，路面加热管组和地埋管组均与水平集管连接，水平集管上安装有水泵；路面加热管组由总管和支管组成，总管安装于路面外侧且与路面长度方向平行，总管包括嵌套在一起的外管和内管，内外管之间填充有无机导热介质层，支管与总管的内外管间的内腔连通；水平集管与路面加热管组总管的内管相连接，水平集管汇集的热量传递至加热管组总管内管，并将内管和外管之间的无机导热介质加热，热量由路面加热管组的支管传递至道面，实现融雪融冰。本发明还公开了该装置的施工工艺。

技术领域

本发明涉及一种道路加热技术，尤其是一种被动地热式融雪融冰装置及其施工工艺。

背景技术

在机场跑道、高速公路、市政道路等大面积露天设施的使用中，冰雪天气会带来巨大的影响，轻则延误交通通行，重则会导致安全事故。因此，上述设施在冰雪天气使用时应该需要进行融雪解冻操作，传统的方式为撒融雪融冰剂，但是撒融雪融冰剂成本较高，对地面设置造成腐蚀，同时还会污染环境。

专利公布号为CN1238721A的中国发明专利中公开了一种超导传热介质，可以快速传递热量。

授权公告号为CN201236307Y的中国实用新型专利中公开了一种地热热管式消融路面冰雪装置，利用多根热管将地下温度传递至地表，进行融雪，但是此方案存在缺点。热管难以深入地下，寒冷地区仅靠极浅层的地热能难以进行融雪作业，另外，为了保证供热均匀，还需在使用处密集打孔放置热管，对地面强度造成影响，同时不方便后期维护或翻新。

授权公告号为CN201459566U的中国发明专利中公开了一种可及时消除路面积雪的地热式路面融雪装置，利用循环水对路面加热，防止表面冻结。此方案同样存在缺点，利用地埋循环水管的方案，虽然加热效果好，但是液体容易受热胀冷缩，影响地表质量，并且损坏时需要将整片路面破坏掉，而且寒冷季节为了防止循环水冻结，需要持续加热，大部分晴朗天气同样需要进行加热，浪费大量能源。

授权公告号为CN1194145C的专利公开了一种利用地热的融雪装置，通过垂直埋设在地下的采热器，和在热交换器之间循环着的第一不冻液采集地热，采集的地热通过热交换器，并随在热交换器与融雪场所设置的放热管之间循环着的第二不冻液的推移，在融雪场所释放热量来融化积雪，采热器和热交换器之间为了使第一不冻液循环而设有往路和回路，在该回路上设置有用于循环第一不冻液的循环泵。本专利是将地下的第一不冻液利用热交换器交换到第二不冻液，该技术利用热交换器进行换热，换热过程增加了热量损失，第二不冻液不能完全吸收第一不冻液的热量，降低了融雪速度。随着热交换器长时间的使用，易出现堵塞、结垢等问题，降低换热效率。在不冻液循环管路中增加了循环泵，增加了能耗。放热管采用水平S型盘管，管路长，增加了管路的沿程阻力，也增加了水泵的能耗。采热器、S型放热管路、热交换器、循环泵，各部分的连接增加了连接口的数量，对管道、设备的连接施工精度有着较高的要求，如若施工质量控制不严格，系统发生泄露，则会污染岩土体及地下水。