一种基于相变储能材料且能够融雪除冰的机场道面结构的制作方法

本实用新型属于民用航空技术领域，特别是涉及一种基于相变储能材料且能够融雪除冰的机场道面结构。

背景技术：

在极端冰雪天气条件下，公路、道桥、机场道面的积雪或结冰不仅会影响人们的正常出行，而且还会成为行车及飞行的重要隐患。近年来，在我国的北方和高原机场，由于跑道积雪已导致上百次航班被迫取消，数千航班延误，数万名旅客行程受到影响，从而给社会和经济造成了严重影响。因此，机场道面的融雪化冰问题已成为目前迫切解决的难题之一。

目前，国内外常用的机场道面融雪化冰方法大致可分为清除法和融化法两大类。清除法包括人工清除和机械清除，其中人工清除法的劳动强度大、费时费力、效率低、工作量有限；虽然机械清除法的速度相对较快，能完成较大工程量，但容易给机场道面带来硬伤，因此对机场道面造成潜在的破坏。融化法分为化学融化法和热融化法。其中热融化法是近年来人们研究的热点方法之一，其主要是将其他形式的能量(如电能、太阳能、化学能等)通过能量转化设备转化为热能，达到融雪(冰)的目的。该方法主要包括地热管法、流体加热法、电热丝法、红外线管加热法、导电混凝土法等，但这些方法存在施工复杂、热源需求高、经济效益低、能耗高、对道面及环境造成严重负面影响等诸多缺点，因此难以满足高效率、低成本、无污染的综合要求。近年来，人们已逐渐将相变储能材料(PCMs)应用到建筑物的保温中，并且起到了较好的效果。由于相变储能材料可将多余的能量临时储存起来，在需要时通过相变潜能释放能量，不受时间和地点约束，且可多次循环使用，是一种新型环保材料。将相变储能材料与其他已有的融雪化冰方法结合起来，用于机场道面的融雪化冰，不仅效果很好，还可降低能耗、减少排放，绿色环保。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型的目的是在于提供一种基于相变储能材料且能够融雪除冰的机场道面结构。

为了达到上述目的，本实用新型提供的基于相变储能材料且能够融雪除冰的机场道面结构包括表面抗滑层、升温层、基础混凝土增强层、土基、封装管道、相变储能材料填充物和加热电阻丝；其中表面抗滑层、升温层、基础混凝土增强层和土基从上至下依次设置；封装管道水平埋设在升温层中，内部充填有相变储能材料填充物；加热电阻丝设置在封装管道的外圆周面上，并且两端与电源相连。

所述的封装管道呈S形等间距、均匀设置在升温层中。

所述的加热电阻丝呈螺旋状缠绕在封装管道的外圆周面上。

所述的表面抗滑层、升温层和基础混凝土增强层均由高强度水泥制成，

本实用新型提供的基于相变储能材料且能够融雪除冰的机场道面结构可有效防止道面积雪和结冰，并且不需要连续通电工作，因此可以节省能源，并且除冰效果好，而且还可用作高速公路、高架道桥等道面结构。

附图说明

图1为本实用新型提供的基于相变储能材料且能够融雪除冰的机场道面结构纵向剖面图。

图2为本实用新型提供的基于相变储能材料且能够融雪除冰的机场道面结构上与图1相垂直的方向剖面图。

图3为本实用新型提供的基于相变储能材料且能够融雪除冰的机场道面结构中封装管道安装方法示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型提供的基于相变储能材料且能够融雪除冰的机场道面结构进行详细说明。

如图1—图3所示，本实用新型提供的基于相变储能材料且能够融雪除冰的机场道面结构包括表面抗滑层1、升温层2、基础混凝土增强层3、土基4、封装管道(5、相变储能材料填充物6和加热电阻丝7；其中表面抗滑层1、升温层2、基础混凝土增强层3和土基4从上至下依次设置；封装管道5水平埋设在升温层2中，内部充填有相变储能材料填充物6；加热电阻丝7设置在封装管道5的外圆周面上，并且两端与电源相连。

所述的相变储能材料填充物6由正癸醇和正十八醇复合改性制成，相变温度为5℃左右，当环境温度低于5℃后，其发生相变，向外放热，且可循环使用。

所述的封装管道5呈S形等间距、均匀设置在升温层2中。

所述的加热电阻丝7呈螺旋状缠绕在封装管道5的外圆周面上。

所述的表面抗滑层1、升温层2和基础混凝土增强层3均由高强度水泥制成，并符合机场道面建设相关标准。

现将本实用新型提供的基于相变储能材料且能够融雪除冰的机场道面结构施工及使用方法阐述如下：

在施工过程中，首先按照机场道面施工标准进行土基4和基础混凝土增强层3的施工，然后将相变储能材料填充物6充填在封装管道5的内部，并将加热电阻丝7呈螺旋状缠绕在封装管道5的外圆周面上，之后将封装管道5呈S形等间距、均匀设置在基础混凝土增强层3的表面，然后在封装管道5的间隙及顶部浇注水泥浆，待水泥浆固化后形成升温层2，最后在升温层2的表面铺设表面抗滑层1，由此制成所述的基于相变储能材料且能够融雪除冰的机场道面结构。

在使用过程中，当外界温度低于5℃，或表面抗滑层1的表面存在积雪或结冰时，首先组成相变储能材料填充物6的相变储能材料通过相变潜能而向外释放热量，该热量将通过封装管道5、升温层2传给表面抗滑层1而实现融雪化冰，这个过程不需要外界能量的输入。当全部的相变储能材料相变完成后，若表面抗滑层1的表面仍存在积雪或结冰，此时需要外界输入能量，接通加热电阻丝7的电源，利用加热电阻丝7对相变储能材料进行加热，同时该热量将通过封装管道5、升温层2而传给表面抗滑层1，以进行进一步的融雪化冰，当相变储能材料的温度高于设定值时，断开电源，由相变储能材料继续为表面抗滑层1提供热量而融雪化冰，经过多次循环，直至表面抗滑层1上的积雪和结冰全部融化。在整个过程中，由于加热电阻丝7不是持续加热，而是间断性的，因此可在一定程度上节省能源。同时，相变储能材料属于绿色环保材料，且可循环利用，因此能在一定程度上提高能源的利用率。