一种提取地下恒温层热量对地表道面或土壤进行加热的装置的制作方法

本实用新型涉及一种提取地下恒温层热量对地表道面或土壤进行加热的装置，具体地说是通过传热元件将地下恒温层温度传至地表，并对地表道面或土壤进行加热的一种装置。

背景技术：

冰雪道面对交通将造成巨大安全隐患，国际上每年都会发生因跑道积冰雪，飞机冲出跑道的重大安全事故，据统计我国道路交通事故其中近15％是由冰雪道面所导致，跑道冰雪已经成为交通安全的“白色杀手”，是目前世界各大机场以及公路设施迫切需要解决的难题之一。

·1989年3月，因跑道积雪，加拿大安大略省德莱顿机场1963航班事故，造成全机69人死伤；

·1999年古巴航空公司一架麦道DC-10-30型飞机，因跑道积雪，冲出跑道，26人死亡。

·1992年3月，美国纽约拉瓜迪亚机场全美航空405号航班由于冰雪造成79人死伤；

·2015年3月，由于拉瓜迪亚机场道面积雪，达美航空一架民航客机冲出跑道，飞机前面的鼻翼撞破机场的围栏后停下，距离海湾仅咫尺之遥，机上24人受伤；当月，由于道面积雪，加拿大航空一架客机在费尔法克斯机场冲出跑道。

·2016年12月13日，上航和南航两架飞机在30分内相继在乌鲁木齐机场滑出，因道面积雪，左主起落架滑出滑行道，滑到草坪。此事件发生后，冰雪天气对乌鲁木齐机场的运行带来了严重影响。

现有除雪方式为：人工除雪、机械除雪、化学除雪

上述主要除冰雪方式均需在降雪停止后进行清除，其降雪过程中的不安全因素无法消除，同时应急能力较低。

机械除雪法是目前最常用的除冰雪方式，但只能保证冰雪道面间断开放，且需要在停止降雪后方能实施。

碳纤维加热法能源消耗巨大，由于存在电力磁场，不适应机场跑道。

·据统计，我国每年道路交通事故其中近15％是由冰雪道面所导致，相关事故造成的人身伤亡与财产损失数据惊人。

·在冬季寒冷地区，由于地表土壤受气温影响，将出现表层冻结状态，致使越冬植物根系基本处于休眠或枯死状态，尤其是草坪等观赏性植物，进入冬季即枯黄失去观赏效果。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种提取地下恒温层热量对地表道面或土壤进行加热的装置，该装置无需任何外源即可实现即时对道面进行融雪以及不间断对土壤进行加热的功能，且安装后无需维护，可保持长效运行，环保无污染。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：一种提取地下恒温层热量对地表道面或土壤进行加热的装置，其结构包括传热元件、定位部件和支撑件，所述传热元件是由吸热段和放热段构成，传热元件的吸热段底部设有定位部件，传热元件的放热段通过定位部件固定，所述传热元件内腔设有导热介质。

进一步，所述传热元件的吸热段为竖管，传热元件的放热段为横管，所述吸热段外侧上部设有保温层。

进一步，所述定位部件是由固定座、灌浆导管插孔、传热元件定位孔构成，所述固定座的中部设有传热元件定位孔，固定座内壁与传热元件定位孔外壁之间设有灌浆导管插孔和多个加强板。

进一步，所述支撑件是由U形支撑架和固定架构成，所述U形支撑架的开口两端分别设有L形固定架，两个固定架相对设置。

进一步，所述保温层为灌注聚苯砂浆颗粒或聚氨酯发泡。

进一步，所述放热段向上倾斜1度。

本实用新型的有益效果是：

1、由于传热元件的吸热段插入地下，因此，传热元件可将地下恒温层温度吸收后通过传热元件传至放热段，放热端至于地表混凝土(沥青)道面或土壤中进而实现融化冰雪、土壤温度提升。

2、由于传热元件的底部设有定位部件，且定位部件上还设有灌浆导管插孔，不仅起到固定传热元件的作用，还能便于对传热元件外部与土壤之间的空隙灌浆。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为定位部件的主视图；

图3为图4的俯视图；

图4为定位部件的立体结构示意图；

图5为支撑件的立体结构示意图；

图6为支撑件的主视图；

图7为图6的左视图。

图中：

1放热段、2吸热段、3定位部件、31固定座、32灌浆导管插孔、33传热元件定位孔、34加强板、4支撑件、41U形支撑架、42固定架、5保温层、6土壤层、7水泥土垫层、8水泥碎石基层、9道面混凝土层。

具体实施方式

参照说明书附图对本实用新型的一种提取地下恒温层热量对地表道面或土壤进行加热的装置作以下详细说明。

如图1所示，本实用新型的一种提取地下恒温层热量对地表道面或土壤进行加热的装置，其结构包括传热元件、定位部件3和支撑件4，所述传热元件是由吸热段2和放热段1构成，传热元件的吸热段底部设有定位部件3，传热元件的放热段通过定位部件3固定，所述传热元件内腔设有传热介质，吸热段吸热通过传热介质传递热量至放热段。所述放热段向上倾斜1度，便于内部传热介质的运行。放热段被埋入地下，至下而上依次是土壤层6、水泥土垫层7、水泥碎石基层8和道面混凝土层9，吸热段在道面混凝土层内。

所述传热元件的吸热段2为竖管，传热元件的放热段1为横管，所述吸热段外侧上部设有保温层5。所述保温层5是通过灌浆导管回填灌浆至离水稳层还有1.5米处停止灌浆，更换回填料，更改为聚苯砂浆颗粒或聚氨酯发泡。在冻土层设置保温层。

如图2、图3、图4所示，所述定位部件3是由固定座31、灌浆导管插孔32、热传导元件定位孔33构成，所述固定座31的中部设有热传导元件定位孔33，固定座内壁与传热元件定位孔外壁之间设有灌浆导管插孔和多个加强板34。如图5、图6、图7所示，所述支撑件4是由U形支撑架41和固定架42构成，所述U形支撑架的开口两端分别设有L形固定架，两个固定架相对设置。所述保温层为灌注聚苯砂浆颗粒或聚氨酯发泡。

所述传热元件为L形或T形。

实施例一

水泥路面施工顺序为：

1、清理场地，自融雪装置运至现场

2、首先用专用钻机从水泥碎石基层向下钻孔至土壤层，钻孔深度一般比管长度深1m左右。

3、用吊装工具将传热元件插入(传热元件插入前应在底端固定好定位部件及灌浆导管)

4、一般是打完一个孔下一根传热元件。

5、所有传热元件插入完成后，统一调整高度，放热段有一个向上倾斜约1度的角度，便于内部导热介质运行。

6、传热元件的放热段通过支撑件固定，支撑件采用钢筋预制件，支撑件的固定架插入到水泥碎石稳定层上的孔中并用钢丝捆扎的方式固定好管子。

7、清理现场，准备回填

8、采用水泥砂浆混合料回填至距离水稳层1.5米处，采用加压灌浆的方式，边灌浆边向上提注料管从底部开始逐渐向上回填，以便填实。

9、回填灌浆至离水稳层还有1.5米处停止灌浆，更换回填料，更改为聚氨酯或聚苯砂浆颗粒，填满至水泥稳定层表面完成保温。

10、至此传热元件安装完毕，最后由道路施工方统一铺装水泥混凝土道面，形成道面混凝土层，将热超导元件埋入混凝土中。

实施例二

沥青道面施工顺序为：

1、清理场地，自融雪装置运至现场

2、首先在水泥混凝土基层用专用机械刨槽，槽深度约为60～100mm，宽度约为50mm，此槽用于放置传热元件的放热段。

3、用专用钻机从水泥混凝土基层向下钻孔至土壤层，钻孔深度一般比管长度深1m左右。

4、用吊装工具将传热元件插入(传热元件插入前应在底端固定好定位部件及灌浆导管)

5、一般是打完一个孔下一根传热元件。

6、所有传热元件插入完成后，统一调整高度，放热段有一个向上倾斜约1度的角度，便于内部导热介质运行。

7、传热元件的放热段先放置于槽内，通过支撑件固定，支撑件采用方管，固定好的管子使其最高点与水泥混凝土表面齐平。

8、清理现场，准备回填

9、采用水泥砂浆混合料回填至距离水稳层1.5米处，采用加压灌浆的方式，边灌浆边向上提注料管从底部开始逐渐向上回填，以便填实。

10、回填灌浆至离水稳层还有1.5米处停止灌浆，更换回填料，更改为聚氨酯或聚苯砂浆颗粒，填满至水泥稳定层表面完成保温。

11、槽内用水泥灌满填平。

12、至此传热元件安装完毕，最后由道路施工方统一铺装沥青道面，形成道面沥青层，传热元件在水泥混凝土层将热量通过沥青层传至地面实现融雪。

实施例三

土壤加热施工顺序为：

1、清理场地，自融雪装置运至现场

2、首先用专用钻机从垫层向下钻孔至土壤层，钻孔深度一般比管长度深1m左右。

3、用吊装工具将传热元件插入(传热元件插入前应在底端固定好定位部件及灌浆导管)

4、一般是打完一个孔下一根传热元件。

5、所有传热元件插入完成后，统一调整高度，放热段有一个向上倾斜约1度的角度，便于内部导热介质运行。

6、传热元件的放热段通过支撑件固定，支撑件采用钢筋预制件，支撑件的固定架可直接插入到垫层中固定。

7、清理现场，准备回填。

8、采用水泥砂浆混合料回填至距离水稳层1.5米处，采用加压灌浆的方式，边灌浆边向上提注料管从底部开始逐渐向上回填，以便填实。

9、回填灌浆至离水稳层还有1.5米处停止灌浆，更换回填料，更改为聚氨酯或聚苯砂浆颗粒，填满至水泥稳定层表面完成保温。

10、至此传热元件安装完毕，最后统一回填植物生长用土壤，传热元件将地下土壤热量传至地表土壤，维持温度。

实施例四

道面砖施工顺序为：

1、清理场地，自融雪装置运至现场

2、首先在水泥混凝土基层用专用机械刨槽，槽深度约为60～80mm，宽度约为50mm，此槽用于放置传热元件的放热段。

3、用专用钻机从水泥混凝土基层向下钻孔至土壤层，钻孔深度一般比管长度深1m左右。

4、用吊装工具将传热元件插入(传热元件插入前应在底端固定好定位部件及灌浆导管)

5、一般是打完一个孔下一根传热元件。

6、所有传热元件插入完成后，统一调整高度，放热段有一个向上倾斜约1度的角度，便于内部导热介质运行。

7、传热元件的放热段先放置于槽内，通过支撑件固定，支撑件采用方管，固定好的管子使其最高点与水泥混凝土表面齐平。

8、清理现场，准备回填

9、采用水泥砂浆混合料回填至距离水稳层1.5米处，采用加压灌浆的方式，边灌浆边向上提注料管从底部开始逐渐向上回填，以便填实。

10、回填灌浆至离水稳层还有1.5米处停止灌浆，更换回填料，更改为聚氨酯或聚苯砂浆颗粒，填满至水泥稳定层表面完成保温。

11、槽内用水泥灌满填平。

12、至此传热元件安装完毕，最后由道路施工方统一铺装方砖道面，传热元件在水泥混凝土层将热量通过方砖路面传至地面实现融雪。

由于传热元件的吸热段插入地下，吸收地下恒温层热量后上传至传热元件的放热段来融化地面的雪或加热土壤，因此，无需任何外界能源，即可实现自融雪与土壤加热功能，而且能在下雪的过程中不间断的即时融雪同时可以不间断对土壤进行温度提升。有效的解决了由于积雪结冰带来的问题。由于热传导元件的底部设有定位部件，且定位部件上还设有灌浆导管插孔，不仅起到固定热传导元件的作用，还能便于对热传导元件外部与土壤之间的空隙灌浆，起到保温作用。

一种提取地下恒温层热量对地表道面或土壤进行加热的装置，通过具有传热特性的元件，可将地表下“恒温层”温度传递至地表，实现对地表道面及土壤的加热，在无需任何能源投入、无需任何操作控制的前提下，一次安装可达不低于30年免维护稳定运行的前提下，实现对地表道面与土壤的温度提升，从而可对机场、公路、市政道路等实现冬季降雪的自动清除、对越冬植物提供根系的温度保护。

以上所述，只是用图解说明本实用新型的一些原理，本说明书并非是要将本实用新型局限在所示所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本实用新型所申请的专利范围。

除说明书所述技术特征外，其余技术特征均为本领域技术人员已知技术。