本发明属于道路桥梁除雪融冰技术领域,具体涉及一种基于太阳能热利用的热管除雪融冰装置
技术背景
冬季由于气候寒冷、降雪等原因造成的道路桥梁积雪、结冰问题会严重影响人们的出行安全,现有的除雪融冰方法包括喷洒融雪剂、融冰剂和机械除雪除冰。除雪剂和融冰剂的使用会产生对人体有害的化学物质,并且流入土壤、河流中还会造成对土壤、河流的污染,而机械除雪除冰会对路面造成破坏,机械除雪除冰装置结构复杂,后期维护费用昂贵,即使路面已经进行除雪融冰,但如果路面温度持续低于0℃,有水的路面仍然会结冰。
太阳能资源是一种丰富的清洁可再生能源,如何合理有效地利用太阳能资源是当今时代的重点研究问题。由于积雪以及冰面的反射率很高,白天照射在积雪或者冰面上的太阳光绝大部分会被反射回天空,太阳光中的热量无法有效利用。
随着城市的不断发展,越来越多的高架桥、跨海大桥、跨河大桥出现在城市中。随着桥梁的不断建设,同时也滋生出很多的桥梁“剩余”空间,例如桥梁路面外侧以及桥下空间。现在世界上开始通过建立停车场、体育活动场所以及休闲场所等来充分利用桥下“剩余”空间,但如何合理利用桥梁路面外侧空间,目前世界上有针对性的应用相对较少。
技术实现要素:
针对现有的融雪剂、融冰剂、机械除雪除冰在道路桥梁除雪融冰方面存在的弊端、传统除雪融冰方法无法长期维持路面保持0℃以上从而防止路面再次结冰的问题、如何合理利用太阳能进行除雪融冰、如何充分利用桥梁路面外侧空间以及如何节省人力物力,本发明所要解决的技术问题是提供一种基于太阳能热利用的热管除雪融冰装置,该装置能够合理利用太阳能进行除雪融冰,保持路面维持0℃以上温度,防止路面再次结冰,并且省去了人工除雪融冰带来的人力物力成本,还能够充分利用桥梁路面外侧空间。
本发明所要解决的技术问题是通过这样的技术方案实现的:它包括安装在桥面外侧的太阳能集热板,用于收集太阳能,采用震荡热管将收集的太阳能传递到路面下方,震荡热管的蒸发段放置在太阳能集热板的下方,震荡热管的冷凝段放置在桥面下方。
本发明为防止太阳能集热板上方积雪从而阻碍太阳能集热板对太阳能的收集,在太阳能集热板上方设置一个刮雪刷,下雪后刮雪刷从太阳能集热板的一端移动到太阳能集热板的另一段,从而将太阳能集热板上覆盖的积雪清除。
本发明的技术效果是:白天通过安装在桥面外侧的太阳能集热板收集太阳能,收集到的太阳能用于加热放置在太阳能集热板下方的震荡热管蒸发段,震荡热管蒸发段吸热后将热量传送到位于桥面下方的震荡热管冷凝段,在震荡热管冷凝段热量逐渐向桥面上传递,从而实现通过太阳能加热桥面来达到除雪融冰的目的。该过程属于自发进行的过程,省去了人工除雪融冰带来的人力物力成本,并且随着太阳能源源不断的输送到桥面下方,能够保证桥面温度始终维持在0℃以上,不会由于桥面温度过低导致桥面上的积水再次结冰。
附图说明
本发明的附图说明如下:
图1为本发明在沿与车道垂直方向上的剖面结构图。
图2为本发明在整段桥面上的布
图3为本发明中单组震荡热管的铺设图。
图中:1.震荡热管;2.桥面;3.护栏;4.玻璃盖板;5.太阳能集热板;6.保温壳体;7.金属支架;8.刮雪刷。
具体实施方式
以下结合实施例并对照附图对本发明进行详细说明:
如图1和图2所示,本发明包括用于将太阳能传递到桥面下方的振荡热管1、桥面2、护栏3、玻璃盖板4、用于收集太阳能的太阳能集热板5、用于降低热量散失的保温壳体6、起支撑作用的金属支架7以及用于去除玻璃盖板4上积雪的刮雪刷8。本发明对所选用的保温壳体6的材料以及金属支架7的材料无特殊要求,一般建筑上采用的保温材料以及金属支撑材料在满足保温性能以及强度要求的条件下即可应用于本发明。
本发明的工作原理:如图1所示,本发明利用震荡热管1可以在水平方向进行热量传递的特点,利用安装在桥梁外侧的太阳能集热板5收集太阳能用于加热震荡热管1的蒸发段,被震荡热管1蒸发段吸收后的太阳能经震荡热管1的蒸发段传递到位于桥面2下方的震荡热管1的冷凝段,传到桥面2下方后的太阳能会逐渐加热桥面2,使桥面2温度升高,从而将桥面2表面的冰雪融化,达到除雪融冰的目的。
本发明的工作过程是:冬天的白天,若玻璃盖板4上覆盖有积雪,先将刮雪刷8从玻璃盖板4上的一侧移动到另一侧,将玻璃盖板4上覆盖的积雪去除,之后太阳能集热板5会将照射下来的太阳光收集,收集到的太阳能用于加热震荡热管1的蒸发段,然后震荡热管1通过管内汽塞和液塞的震荡将热量传送给位于桥面2下方的震荡热管1的冷凝段,震荡热管1的冷凝段将热量逐渐传送给桥面2,从而加热桥面2,达到对桥面除雪融冰的目的。
在没有太阳能的夜间以及在太阳能不充足的情况下通过使用传统的除雪融冰方式,利用融雪剂、融冰剂或者机械除雪除冰方式来作为本发明的辅助除雪融冰措施。
上述说明并非对本发明的限制,本发明也不仅限于上述举例,本发明并不仅限于应用在桥梁上,本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换,也属于本发明的保护范围。