专利名称：太阳能风能公路机场除冰雪设施的制作方法
太阳能风能公路机场除冰雪设施
本发明属于太阳能风能利用技术，是公路、街道和机场的除冰雪方法。 冰雪对交通的安全和畅通的威胁，自古存在。多年来，人们对付它的办法主要为撒盐 和黑色粉末，促使它的融化和增加摩擦力。此外还有及时清扫运走。近年由于车辆、高速 公路和机场的剧增，防止冰雪危害的问题尤其显得重要。撒盐和粉末都影响环境清洁。食 盐还污染土壤和地下水，并对金属产生腐蚀，对植物起不良作用。寻找完全不污染环境， 又容易实施的清除路面和机场冰雪的方法，是现代交通的迫切需要。本发明用热力方法使 冰雪实时融化，冰雪水由路面和路边排水沟自流排走，排水还起清除道路粉尘和细土的作 用。融化冰雪的热源由电能转化产生，而电能则由太阳能、风能产生。在通常情况可由这 两种可再生能源在当地实现光一电和风一电的转换，电又在当地转化为热能，贮于地下。 这时电能不需远距传输，因此，此除冰雪方法简易且可靠，低成本。
除冰雪在温带和寒带以及其它高寒地区才有必要，且常限于冬季，个别情况出现在秋 末或初春，实际需要电能除冰雪的日子不多，所需功率不大。建光伏发电系统或风电场， 或建风、光互补发电系统，要视当地的太阳能资源和风能资源而定，且最好能与国家电网 并网，而除冰雪只是此网的个别时段的附加任务。在地下贮热增地温除地面冰雪时，还可 只利用低谷电。因此，此除冰雪所需专门投资极少，只需电一热转换设施。电一热转换设 施是埋没于中心位置公路地基下的特殊钢管，它沿公路轴线延伸，长可达几km，两端有 分支管，可接电源。流经特殊钢管的电流，在此管的作用下将电能转变为热能。这管子所 产热能将周围岩石加热，将公路基础加热。因此，公路路面有十几摄氏度以上的温度，这 温度足以使冰雪融化，融化形成的冰雪水沿路面的坡度(20%)流向路边的排水沟。当降 雪、雨停止时，路面可很快干燥。由于岩石和公路基础均为热的不良导体，它们的热容量 又很大(为空气的4000倍)，所以当它们的温度升高到10(TC以上时，即使一时停电(不 产热)，所贮热量亦足以维持地面温度在十几度以上，维持几天。所以，可以用低谷电在 地下贮热，供全天融化冰雪用。在特殊钢管的上方，安装热电隅，监测金属管子上方基础 的温度。当它的温度接近沥青路面的变形温度时，金属支管可由风泵供适量冷空气给特种 金属管，为此管降温，使地面温度不再升温(免沥青路面变形。对混凝土路面，温度上限 可提高)。
说明书附图
为公路的横断面。其中l为特殊钢管，2为热电隅，3为金属支管，4为路两边排水沟。特殊钢管(图中放大画出)埋于公路基础之下。热电隅安装在基础层之中。 金属支管连接特殊钢管的一端，由公路中心引向路外。其中一端的金属管根据热电隅测得 的温度，由风泵(它所需电能亦由光电或风电供给)适量供冷空气给特殊钢管，控制基础 层温度不高于路面变形温度。而另一端的支管则将在特殊钢管内流经(加热后)的热空气 流出，这热空气可供给公路沿线的建筑物和温室取暖，亦可作低温干燥工艺的热源。支管 3还是电源的接线柱，故它们的终端应出露地面，并绝缘。图中20%为横剖面上的路面坡 度，箭头示坡向(冰雪水流向)。
在风能丰富地区，可在公路中心位置(图中2的位置)设风力发电机，形成离网供热 防冰雪系统。
本发明用于机场除冰雪时，特殊钢管的位置在滑行道中间，只是支管应很长，要达到 机场以外；若用风能或太阳能，则风力发电机和太阳能电池均应布置在机场之外，以免影 响飞行安全。
本发明亦适用于既有公路、街道和机场，这时既可照上述方式将特殊钢管埋于地下， 亦可以强电光源照射地面，使冰雪融化。
本发明是以"光一电和风一电的电一热并联转换共贮与连续恒温利用"技术为基础的， 详细情况可査阅该发明专利。
权利要求
1、 太阳能风能公路机场除冰雪设施是现代交通基础设施的重要配套组成与革新，其特征是a、以可再生能源太阳能和风能为热源；b、光电和风电可各成离网电源，或光、风互补电源，或并入国家电网，利用低谷电；c、可为沿公路机场的建筑物和温室供热；d、地面温度可调控，使冰雪实时融化，降水停止，路面很快干燥。
2、 根据权利要求l所述特征，在公路中心线位置地下铺设特殊钢管。
3、 根据权利要求l所述特征，特殊钢管两端连接带绝缘材料的金属支管。
4、 根据权利要求l所述特征，金属支管之一连接风泵，为调控温度的冷空气进口。
5、 根据权利要求l所述特征，金属支管的另一端为热空气排出口。
6、 根据权利要求l所述特征，将特种钢管埋于地下，也可在近地面处以强的电光源 照射地面(热光源)。
7、 根据权利要求l所述特征，以热电隅测公路基础面的温度。
8、 根据权利要求l所述特征，根据热电隅测得的温度，控制支管风泵的进气量以控 制地面温度不超过路面材料的变形温度。
9、 根据权利要求1所述特征，可用于公路、街道和机场的除冰雪和干燥地面。
10、 根据权利要求l所述特征，也可用于既成公路、街道和机场。
全文摘要
太阳能风能公路机场除冰雪设施是节能、环保、无腐蚀又方便的交通重要革新和配套设施，对提高公路、街道和航空安全有重要作用。它将太阳能和风能转化为电能，再转化电为热能贮于地下，地下岩土和路基起贮热和传热介质作用，使冬天的路面保持适宜温度，使路面上的冰雪实时融化成水，从路边排水沟排走；当降水(雪)停止时，路面很快干燥，从而减少航空地面事故。光伏发电系统和风电系统可视当地光、风资源选择其中之一，或构成光、风互补系统，或与当地国家电网并网。在后一情况下，可用低谷电产热。太阳电池和风力发电的功率主要用于供电，除冰雪所需功率不大，且仅限于冬季的雨雪天气。
文档编号E01C11/26GK101285292SQ20081011092
公开日2008年10月15日 申请日期2008年6月16日 优先权日2008年6月16日
发明者杨佳昱, 音 钟, 钟显亮, 黄福元 申请人:钟显亮