[发明专利]一种利用太阳能光伏技术的隧道洞口段保温系统

说明书

本发明公开了一种利用太阳能光伏技术的隧道洞口段保温系统，包括路面加热系统和供电系统，路面加热系统铺设在隧道洞口段路面内；供电系统与路面加热系统连接，用于为路面加热系统提供电能；路面加热系统包括加热电缆和电源电缆，加热电缆铺设在路面混凝土内部，电源电缆铺设在隧道电缆槽内，电源电缆的一端与加热电缆连接，另一端与供电系统连接；本发明通过在隧道洞口段的混凝土路面内设置路面加热系统，采用加热电缆对寒区隧道洞口进行加热，加热电缆辐射的热量通过结构层传输到结构表面，通过显热和潜热的方式加热冰雪，使其融化；本发明加热效果好，对路面无侵蚀作用，使用寿命长；加热电缆埋设于路面下，不需占用隧道的内部空间。

技术领域

本发明涉及寒区隧道的防冻保温技术领域，特别涉及一种利用太阳能光伏技术的隧道洞口段保温系统。

背景技术

随着我国公路建设的高速发展，公路网逐渐完善，公路隧道的建设数量和规模不断增大，修建在高纬度、高海拔的寒冷气候条件下的隧道数量相应增多。寒冷气候对公路的安全运营有明显影响，我国寒冷地区冬季气温达到零度以下，大气降雪就会使路面积雪、结冰，路面的摩擦系数极大降低，使通行能力和安全系数显著降低，由汽车刹车失灵、方向失控等原因导致的交通事故频繁发生，亦发生较多连续追尾撞车事故，交通堵塞、发生交通事故发生的概率增大。

寒区隧道洞口段路面积雪结冰是影响隧道安全运营的巨大隐患，在车辆进出隧道时，由于隧道洞口的冰雪造成交通事故的例子比比皆是，严重危及驾驶人和乘客的安全，隧道洞口段路面的抗滑问题已成为研究重点。为确保隧道洞口段道路畅通，保障道路正常运营效率，必须采取有效的融雪化冰措施清除隧道洞口的冰雪。目前，应用较广泛的人工清除、机械清除、除冰盐等融雪化冰方法，上述常规处理措施，无法长久有效解决隧道洞口段的积雪结冰问题；同时，对于路面结构和外界环境的破坏比较明显，引起较大的损失。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种利用太阳能光伏技术的隧道洞口段保温系统，以解决寒区隧道工程洞口段路面的积雪结冰问题，减少路面的病害治理、融雪化冰费用和养护维修费用，有效保护环境和提高经济与社会效益。

为达到实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种利用太阳能光伏技术的隧道洞口段保温系统，包括路面加热系统和供电系统，路面加热系统铺设在隧道洞口段路面内；供电系统与路面加热系统连接，用于为路面加热系统提供电能；路面加热系统包括加热电缆和电源电缆，加热电缆铺设在路面混凝土内部，电源电缆的一端与加热电缆连接，另一端与供电系统连接；供电系统为太阳能供电系统。

进一步的，路面混凝土包括由下到上依次设置的水泥混凝土层、中集料沥青混凝土及细集料沥青混凝土，加热电缆设置在水泥混凝土层和中集料沥青混凝土层之间，水泥混凝土层的上表面上设置凹槽，加热电缆设置在凹槽内，凹槽的上部平铺设置有钢丝网，钢丝网的上部依次设置中集料沥青混凝土层和细集料沥青混凝土层。

进一步的，凹槽槽底设置隔热材料，加热电缆设置在隔热材料的上部。

进一步的，加热电缆采用自限式加热带，加热电缆采用蛇形布设。

进一步的，自限式加热带包括两根平行的金属线芯、PTC材料、绝缘保护层、屏蔽层及耐腐蚀层；PTC材料挤塑设置在两根平行的金属线芯中间，金属线芯和PTC材料形成芯带；绝缘保护层包覆在芯带的外侧；屏蔽层包裹在绝缘保护层的外侧，耐腐蚀层包裹在屏蔽层的外侧。

进一步的，供电系统包括太阳能电池组件、直流接线箱、并网光伏控制与逆变一体机、公共电网及蓄电池；太阳能电池组件的输出端与直流接线箱的一端连接直流电接线箱的另一端与并网光伏控制与逆变一体机的输入端连接；并网光伏控制与逆变一体机的第一输出端与公共电网连接，并网光伏控制与逆变一体机的第二输出端通过交流电电源线与蓄电池的输入端连接；蓄电池的输出端与电源电缆连接；并网光伏控制与逆变一体机的第三输出端与电源电缆连接；公共电网与电源电缆连接。