[发明专利]主动式地源-空气源融雪融冰装置及其施工工艺

权利要求书

1.一种主动式地源-空气源融雪融冰装置，其特征是，包括横向埋设于浅层地表的路面加热管组，在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，所述路面加热管组和地埋管组均与水平集管连接，水平集管上安装有为循环液在地埋管组及水平集管间的循环提供驱动力的水泵和外接热源，所述外接热源为地源热泵或者空气源热泵；

所述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，且无机导热介质层的两端密封，支管与外管垂直连接，总管内外管间的空腔与支管内空腔相连通，形成封闭的内腔；

总管内管两端分别与水平集管连接，且水平集管与路面加热管组总管的内管相联通，水平集管汇集的热量传递至加热管组总管内管，并将总管的内管和外管之间填充的无机导热介质加热，热量传递至路面加热管组的支管，支管将热量传递至路面，实现路面的融雪融冰。

2.如权利要求1所述的主动式地源-空气源融雪融冰装置，其特征是，所述支管内壁涂有厚度为8～12μm的无机导热介质层。

3.如权利要求1或2所述的主动式地源-空气源融雪融冰装置，其特征是，所述支管以与水平面呈仰角1～2°的状态铺设在路面混凝土层内，最高点距地面为80～100mm。

4.如权利要求3所述的主动式地源-空气源融雪融冰装置，其特征是，所述支管采用钢筋支架固定，钢筋支架直接插入混凝土垫层固定。

5.如权利要求4所述的主动式地源-空气源融雪融冰装置，其特征是，所述支管外表面设置有环氧沥青和玻璃丝布缠绕的防腐层。

6.如权利要求1所述的主动式地源-空气源融雪融冰装置，其特征是，所述地埋管组包括多根并列设置的U形地埋管；所述U形地埋管为单U或双U形管，管径为De32或De25，管材及管件采用高密度聚乙烯PE管。

7.如权利要求1所述的主动式地源-空气源融雪融冰装置，其特征是，所述水平集管与U形地埋管组采用热熔方式连接。

8.如权利要求1所述的主动式地源-空气源融雪融冰装置，其特征是，水平集管连接U形地埋管组数量根据集管长度设定，集管管径范围为De40-De90。

9.如权利要求1所述的主动式地源-空气源融雪融冰装置，其特征是，外接热源采用地源热泵时，水平集管上安装有设置于道面两侧的安装室内的循环水泵、温度计、压力表及高位水箱和地源热泵；外接热源采用空气源热泵时，水平集管上安装有设置于道面两侧的检查井内的循环水泵、温度计、压力表及高位水箱，空气源热泵安装在检查井外部的水平集管上。

10.一种如权利要求1所述主动式地源-空气源融雪融冰装置的施工工艺，其特征是，包括以下步骤：

A.地埋管组及水平集管施工安装：

1）现场调查，管道工程施工前，应根据施工需要进行调查研究，并应掌握管道沿线的情况和资料：现场地形、地貌和各种管线情况；工程地质和水文地质资料；气象资料；工程用地、交通运输及排水、施工供水、供电条件；

2)定位放线，根据图纸，确定管道变向点、分支点和变坡点，并据此确定管路走向，在确定的点上打坐标桩，标出管沟中心及挖沟深度，沿桩用线绳拉直，撒白灰；

3)钻孔工序：开孔—扩孔—钻进至终孔—二次探孔—下管—填埋密实—起拔套管；

4)竖直地埋管组下管，为保证下管深度符合设计要求，必须做到提完钻杆后不停顿立即下管；

5)钻孔回填，钻孔完毕、下完U形地埋管组后，进行机械回填，确保回填密实度；

6)沟槽开挖及回填，竖直地埋管组道施工完毕并经检验合格后，进行水平沟槽的开挖，待水平集管铺设安装完成后及时回填；

7)管道的热熔连接，为保证工程质量，水平集管连接采用热熔方式；热熔承插连接分为五个阶段：预热阶段、吸热阶段、加热板取出阶段、承插阶段和冷却阶段；

8)利用地源热泵提供热量的融雪融冰装置，在道面两侧砌筑安装室，并安装置于其内部的循环水泵、温度计、压力表及高位水箱和地源热泵机组；

9）利用空气源热泵提供热量的融雪融冰装置，机组需要与空气进行换热，因此进行露天安装，在道面两侧砌筑检查井，并安装置于其内部的循环水泵、温度计、压力表及高位水箱；

B .路面加热管组施工安装

1）路面加热管组由车间加工成品运至施工现场，采用小型吊车吊装，同时由移动平板车负责加热管组搬运；

2）路面加热管组运至现场后分区摆放，具体摆放区域将根据现场流水作业分区的设置位置；

3）平面定点位置调整采用经纬仪、塔尺及钢尺进行，加热管组标高位置调整采用水准仪、塔尺仪器进行复核到位，固定采用绑扎固定方式；

4）采用钢筋支架将加热管组支管固定在混凝土垫层内；

5）采用钢塑法兰连接路面加热管组总管的内管与水平集管；连接完成后，将由U形地埋管组、水平集管和加热管组内管组成的循环系统进行水压试验，确保循环管路的严密性；并完成沟槽的回填。