[发明专利]一种流体加热道路融雪系统的运行控制方法

摘要

流体加热道路融雪系统的运行控制方法，属于流体加热道路融雪系统运行过程控制领域。现有流体加热道路融雪系统运行过程中系统运行参数设置盲目，且无法针对融雪过程不同阶段进行有效控制的问题。流体加热道路融雪系统的运行控制方法，确定流体加热道路融雪系统待融阶段、融雪阶段、融后蒸发阶段；运用数值模拟方法，建立流体加热道路融雪性能仿真评价系统；获得影响流体加热道路融雪系统的运行状况的相关影响因素；以所受相关影响因素作为流体加热道路融雪系统运行参数，提出参数设置方式，制定控制方法。本发明针对其融雪特性合理调整系统参数，降低系统运行成本并取得良好的融雪效果。

主权项

一种流体加热道路融雪系统的运行控制方法，其特征在于：所述方法通过以下步骤实现：步骤一、确定流体加热道路融雪系统运行的三个融雪阶段：待融阶段、融雪阶段、融后蒸发阶段；并以待融时间表征待融阶段的融雪性能，以融雪阶段平均固液相变热流密度表征路表积雪融化能力，以融后平均液汽相变热流密度表征融后蒸发阶段路表水分蒸发能力；步骤二、运用数值模拟方法，建立流体加热道路融雪性能仿真评价系统；步骤三、获得影响流体加热道路融雪系统的运行状况的相关影响因素：分别以待融阶段、融雪阶段、融后蒸发阶段为研究对象，采用仿真分析法，确定单位面积输入热负荷、环境温度、初始等效雪层厚度、风速及相对湿度对各阶段融雪特性的影响，并确定不同融雪阶段的相关影响因素：在待融阶段，随着环境温度的降低，待融时间逐渐增长；当环境温度一定时，随单位面积输入热负荷的增加，待融时间逐渐降低；另一方面，待融时间对环境温度的敏感性随着单位面积输入热负荷的降低而显著增加；待融时间对单位面积输入热负荷的敏感性随着环境温度的升高而降低；在融雪阶段，随着单位面积输入热负荷的增加，平均固液相变热流密度逐渐上升；随着初始等效雪层厚度的增加，平均固液相变热流密度上升速率显著提高；在融后蒸发阶段，融后蒸发热流密度对单位面积输入热负荷的敏感性随着环境温度的升高而显著增大；融后平均液汽相变热流密度对环境温度的敏感性随着温度升高、单位面积输入热负荷的增大而提高；步骤四、以待融阶段、融雪阶段、融后蒸发阶段所受的相关影响因素作为流体加热道路融雪系统运行参数，通过比较不同参数设置条件下的融雪性能，提出参数设置方式，从而制定针对融雪过程不同阶段的定量控制方法：待融阶段：当环境温度较高时，通过降低流体加热道路融雪系统单位面积输入热负荷，提高融雪效果；当环境温度较低时，通过提高流体加热道路融雪系统单位面积输入热负荷，提高融雪性能；融雪阶段：通过提高单位面积输入热负荷提高固液相变热流密度，降低融雪时间；融后蒸发阶段：当环境温度较高时，提高单位面积输入热负荷来减少水分蒸发所需时间，降低流体加热道路融雪系统运行成本；当环境温度低于‑21℃时，则需保证单位面积输入热负荷不小于0.4kW/m²，并加大路拱横坡，改善道路排水设施的方法排除路表融化雪水，防治道路二次结冰。