一种地温热管融雪结构的制作方法

本实用新型涉及道路施工的技术领域，尤其是涉及一种地温热管融雪结构。

背景技术：

一种热管式地温融雪结构，用于地表融雪。利用土壤或地下水中的地热能量，通过无机传热元件不断的被采集、输送到地表，周而复始的循环，使地表的积雪不断的自动融化，从而替代传统人工除雪、化雪等方式。该方法利用地温，不需要提供外部动力，做到了节能、环保；热管系统无噪声、占地面积小、免维护，设备使用周期长，减少了投入成本。

目前，公告日为2011年12月14日，公告号为cn202073006u的中国实用新型专利提出了一种热管式地温融雪结构，其包括至少一无机热传导元件，所述的无机热传导元件的上中下三部分依次为散热段、输送段和集热段，所述散热段上设有散热肋板；所述散热段水平布置在地表中，所述输送段和集热段插入地下土壤中，集热段上设有散热肋板，散热段和输送段垂直设置，使得散热段可以水平的布置在需要的地基内，集热段外表面设置保温层。

集热段上的散热肋板将土壤中的热量吸收到集热段中，集热段再经输送段将热量传导至散热段中，散热段再通过散热肋板将热量散发到路面上，进而起到融雪作用。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：集热段的外周面栅设置有散热肋板，因此在将集热段安装在土壤中之前需先钻孔，之后再将集热段插入孔中，之后再向孔内灌浆，进而将集热段固定在土壤里，如此在进行上层施工时必须等待灌浆形成强度，降低了施工效率。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种地温热管融雪结构，能够直接将吸热件插入土壤中，不需事先打孔和事后灌浆，提高了施工效率。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种地温热管融雪结构，包括路面层、吸热件与散热件，所述路面层包括沥青上面层、沥青中面层、沥青下面层、沥青基层、下封层、水泥碎石基层与底基层，所述底基层、水泥碎石基层、下封层、沥青基层、沥青下面层、沥青中面层与沥青上面层依次铺设在土壤的上表面上，所述吸热件包括集热部与导热部，所述集热部与所述导热部均插接在土壤中，且所述集热部位于下方，所述集热部的外周面上固定连接有自攻螺旋板，所述散热件设置在路面层内，且所述导热部与所述散热件为可拆卸式固定连接。

通过采用上述技术方案，在安装散热件时，先使用钻孔机夹持住导热部远离集热部的一端，之后使用钻孔机带动吸热件转动，吸热件便可以直接打入土壤中，如此不需要再事先在土壤中打孔，同时吸热件插入土壤中直接形成强度，也不必再事后灌浆，因此不必等待灌浆形成强度；在吸热件插入土壤中后，将散热件与吸热件固定在一起后，路面层可立刻施工，节约了施工时间，提高了施工效率；同时自攻螺旋板增大了集热部与土壤之间的接触面积，提高了集热效率，进而有利于提高融雪的效果。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述集热部远离导热部的一端呈圆锥型。

通过采用上述技术方案，在吸热件旋转时，集热部远离导热部的一端便可将土壤压缩，并同时将土壤向集热部的四周分散，减小吸热件插入土壤内时的阻力，提高施工速率。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述导热部的外周面上固定连接有保温层。

通过采用上述技术方案，在集热部吸收了土壤内的热量后，热量经导热部传递至散热件中，而导热部周围土壤的温度低于集热部周围土壤的温度，通过保温层的设置，热量在流经导热部时，导热部不易将热量传递至土壤中，提高了热利用率，进而提高了融雪的效率。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述导热部的直径小于所述集热部的直径，所述保温层的直径与所述集热部的直径相同。

通过采用上述技术方案，由于保温层的直径与集热部的直径相同，在吸热件插入土壤中时，保温层不会产生多余的阻力，降低了吸热件插入土壤中时的施工难度，提高了施工的效率；同时集热部在插入土壤中时已将土壤压实并排开，保温层在插入土壤中时土壤与保温层之间的摩擦力减小，降低了保温层被土壤摩擦破坏的概率，提高了导热部的保温性能。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述散热件铺设在所述沥青中面层与所述沥青下面层之间；或

所述散热件铺设在所述沥青下面层与所述沥青基层之间。

通过采用上述技术方案，当散热件铺设在沥青中面层与沥青下面层之间时，散热件距离路表面较近，散热件容易将热量传递至路表面，且热损失较小，融雪效率高；当散热件铺设在沥青下面层与沥青基层之间时，散热件具路表面较远，车辆在路面上行驶时不易破坏散热件的结构，延长了散热件的寿命。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述散热件的截面为半圆形，所述散热件的平面朝下，所述散热件的曲面朝上。

通过采用上述技术方案，散热件的平面与沥青基层的上表面或者下面层抵接，散热件不易活动，便于散热件的安装，同时散热件的平面表面积小与曲面的表面积，使得无用热量散失的数量少，提高了融雪效率和效果。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述散热件的外周面上固定连接有散热肋板，且所述散热肋板沿所述散热件的长度方向均布设置。

通过采用上述技术方案，便于将散热件中的热量传递至沥青下面层或者沥青中面层，提高了散热速率，进而加快了融雪的速率，提高了融雪效果。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述导热部远离所述集热部的一端呈圆台型，所述散热件的中部开设有圆台型的通孔，所述导热部远离集热部的一端与散热件插接。

通过采用上述技术方案，将散热件铺设在沥青基层或者沥青下面层上时，将导热部远离集热部的一端插接在散热件中，并且散热件在自身重力的作用下卡在导热部上，导热部远离所述集热部的一端呈圆台型，使得导热部与散热件贴合更紧密，便于导热部将热量传递至散热件上；导热部与散热件的中部连通，使得散热件长度方向的两端受热平均，使散热件长度方向两端的融雪效果相同，不易出现散热件长度方向的一端的积雪无法融化的现象。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述导热部与所述散热件之间涂抹有导热硅胶。

通过采用上述技术方案，导热硅胶进一步的提高了导热部与散热件之间的紧密程度，进一步便于导热部将热量传递至散热件上，进而提高了融雪效率和效果。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述散热件的中部设置有温度传感器，所述温度传感器嵌设在散热件内。

通过采用上述技术方案，道路维护人员可实时监测散热件的温度，在散热件的温度低于要求温度时，道路维护人员可及时对散热件或吸热件进行更换和修补施工，方便道路维护人员在降雪天气前排出安全隐患，提高了安全性。

综上所述，本实用新型包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过自攻螺旋板的设置，在安装散热件时，先使用钻孔机夹持住导热部远离集热部的一端，之后使用钻孔机带动吸热件转动，吸热件便可以直接打入土壤中，如此不需要再事先在土壤中打孔，同时吸热件插入土壤中直接形成强度，也不必再事后灌浆，因此不必等待灌浆形成强度；在吸热件插入土壤中后，将散热件与吸热件固定在一起后，路面层可立刻施工，节约了施工时间，提高了施工效率；同时自攻螺旋板增大了集热部与土壤之间的接触面积，提高了集热效率，进而有利于提高融雪的效果。。

2.通过保温层的设置，在集热部吸收了土壤内的热量后，热量经导热部传递至散热件中，而导热部周围土壤的温度低于集热部周围土壤的温度，通过保温层的设置，热量在流经导热部时，导热部不易将热量传递至土壤中，提高了热利用率，进而提高了融雪的效率。

3.通过将保温层的直径设置为与集热部的直径相同，在吸热件插入土壤中时，保温层不会产生多余的阻力，降低了吸热件插入土壤中时的施工难度，提高了施工的效率；同时集热部在插入土壤中时已将土壤压实并排开，保温层在插入土壤中时土壤与保温层之间的摩擦力减小，降低了保温层被土壤摩擦破坏的概率，提高了导热部的保温性能。

4.通过将散热件的截面设置为半圆形，在施工时使散热件的平面与沥青基层的上表面或者下面层抵接，散热件不易活动，便于散热件的安装，同时散热件的平面表面积小与曲面的表面积，使得无用热量散失的数量少，提高了融雪效率和效果。

附图说明

图1为实施例一沿道路的长度方向的剖视示意图；

图2为图1中a部分的局部放大示意图；

图3为图1中a-a的剖视示意图；

图4为实施例二沿道路的长度方向的剖视示意图。

附图标记：1、土壤；11、热土层；12、冷土层；2、路面层；21、沥青上面层；22、沥青中面层；23、沥青下面层；24、沥青基层；25、下封层；26、水泥碎石基层；27、底基层；3、吸热件；31、集热部；32、导热部；33、自攻螺旋板；34、保温层；4、散热件；41、散热肋板；42、导热硅胶；43、温度传感器；44、电线槽。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例一：

参照图1，本实施例提出了一种地温热管融雪结构，包括路面层2、吸热件3与散热件4，路面层2包括沥青上面层21、沥青中面层22、沥青下面层23、沥青基层24、下封层25、水泥碎石基层26与底基层27，底基层27、水泥碎石基层26、下封层25、沥青基层24、沥青下面层23、沥青中面层22与沥青上面层21依次铺设在土壤1的上表面上。

土壤1分为热土层11和冷土层12，其中冷土层12处于地表位置，热土层11位于冷土层12的下方。吸热件3包括集热部31与导热部32，集热部31与导热部32同轴设置。集热部31的外周面上焊接或者一体成型有自攻螺旋板33，集热部31远离导热部32的一端呈圆锥型，吸热件3通过沿自身的轴心旋转将集热部31和导热部32垂直插入土壤1中，使集热部31插入热土层11中，导热部32位于冷土层12中。

导热部32的直径小于集热部31的直径，且在导热部32卡接、粘接或包覆有保温层34，保温层34可由陶瓷、玻璃纤维等隔热材料制成。保温层34固定在导热部32的外周面上后，保温层34的外径与集热部31的外径相同。

参照图1及图2，散热件4铺设在沥青下面层23与沥青基层24之间，散热件4的截面为半圆形。在铺设散热件4时其平面朝下，其曲面朝上。散热件4的外周面上一体成型有散热肋板41，散热肋板41的形状呈半圆环型，且散热肋板41同轴设置在散热件4的曲面上（如图3所示），散热肋板41沿散热件4的长度方向均布设置。

导热部32远离集热部31的一端呈圆台型，散热件4的中部开设有圆台型的通孔，该通孔的轴心既垂直于散热件4的轴心又垂直于散热件4的平面，且该通孔靠近平面的一端的直径较大。导热部32远离集热部31的一端插接在散热件4的通孔内。导热部32与散热件4之间涂抹有导热硅胶42。

散热件4的中部设置有温度传感器43，温度传感器43嵌设在散热件4内，散热件4的平面上开设有供温度传感器43的供电线和信号线穿过的电线槽44。在道路的两侧或者道路的中央可安装太阳能电磁板，温度传感器43与太阳能电磁板电连接。温度传感器43通过信号线将监测结果传输到监控系统中，其中监控系统为现有技术中比较成熟的技术，本申请不做过多阐述，重点在于上述技术方案的其他结构。

参照图3，在设置吸热件3与散热件4时，吸热件3与散热件4均沿道路的长度方向均布设置，散热件4的长度方向要垂直于道路的长度方向。

本实施例的实施原理为：

在进行道路建设施工时，先铺设好底基层27、水泥碎石基层26、下封层25与沥青基层24，并在沥青基层24上预留钻孔位置；之后通过钻机将吸热件3打入土壤1中，并使导热部32远离集热部31的一端露出在沥青基层24的上方，之后向导热部32远离集热部31的一端上涂抹导热硅胶42；与此同时将温度传感器43卡接在散热件4的平面上，并将电线信号线卡接在电线槽44内，并在导热硅胶42未干时将散热件4铺设在沥青基层24的上方，并将导热部32插入散热件4内；之后调整散热件4的角度使散热件4的长度方向与道路的长度方向垂直，并使开设有电线槽44的一端朝向设置太阳能电磁板的一侧；之后对散热件4与导热部32的连接部进行预压实，使散热件4与导热部32贴合紧密；之后在沥青基层24的上方依次铺设沥青下面层23、沥青中面层22与沥青上面层21并依次压实，铺设沥青下面层23时直接将沥青铺设在散热件4上即可。

在进行修补施工或改造施工时，先在沥青上面层21、沥青中面层22与沥青下面层23上开设用于铺设散热件4的凹槽，之后通过钻孔机对沥青基层24进行预钻孔；之后通过钻机将吸热件3打入土壤1中，其它操作步骤与道路建设施工时相同。

本实施例中散热件4距离沥青上面层21的上表面较远，车辆在碾压路面时的主要压载力不易影响到散热件4，使散热件4的寿命得到加长，融雪失效概率小。

实施例二：

参照图4，本实施例提出了一种地温热管融雪结构，与实施例一的区别在于，散热件4设置在沥青中面层22与沥青下面层23之间。

本实施例的实施原理为：

在进行道路建设施工时，先铺设好底基层27、水泥碎石基层26、下封层25、沥青基层24与沥青下面层23，并在沥青基层24与沥青下面层23上预留钻孔位置；之后通过钻机将吸热件3打入土壤1中，并使导热部32远离集热部31的一端露出在沥青下面层23的上方，之后向导热部32远离集热部31的一端上涂抹导热硅胶42；与此同时将温度传感器43卡接在散热件4的平面上，并将电线信号线卡接在电线槽44内，并在导热硅胶42未干时将散热件4铺设在沥青下面层23的上方，并将导热部32插入散热件4内；之后调整散热件4的角度使散热件4的长度方向与道路的长度方向垂直，并使开设有电线槽44的一端朝向设置太阳能电磁板的一侧；之后对散热件4与导热部32的连接部进行预压实，使散热件4与导热部32贴合紧密；之后在沥青下面层23的上方依次铺设沥青中面层22与沥青上面层21并依次压实，铺设沥青中面层22时直接将沥青铺设在散热件4上即可。

在进行修补施工或改造施工时，先在沥青上面层21与沥青中面层22上开设用于铺设散热件4的凹槽，之后通过钻孔机对沥青下面层23与沥青基层24进行预钻孔；之后通过钻机将吸热件3打入土壤1中，其它操作步骤与道路建设施工时相同。

本实施例中散热件4距离沥青上面层21的上表面较近，散热件4容易将热量传递至路表面，散热速率高，且无用的热损失较小，融雪效率高；同时在进行修补和改造时，改动速度小，施工效率高，施工成本低。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。