[发明专利]一种用于路面太阳能集热蓄能与地热能融雪的装置

说明书

本发明公开一种用于路面太阳能集热蓄能与地热能融雪的装置，包括呈环路设置的热管，热管内注入有传热工质，热管从上至下依次划分为路面段、绝热段和土壤段，位于路面段的热管以一定的坡度布置在路面以下，位于土壤段的热管与地面之间竖直设置，且位于土壤段的热管与土壤之间填充有回填材料，热管上安装有开关控制部，开关控制部设置在热管的绝热段上，开关控制部用于控制热管内传热工质的循环流动。

技术领域

本发明涉及路面太阳能技术领域，特别是涉及一种用于路面太阳能集热蓄能与地热能融雪的装置。

背景技术

夏季太阳照射会造成路面温度过高，高温时的沥青路面面层的温度可高达60℃—70℃，部分地区可以达到70℃以上。如此高的温度会导致路面的高温变形，冬季温度骤降时，过大的温差将产生温度应力，易导致路面产生温缩裂缝。冬季路面积雪结冰会严重影响道路交通安全，极易引发交通事故。

对路面进行太阳能集热，将热能储存在土壤中，冬季提取土壤热能用于道路融雪除冰，既可以有效降低夏季路面温度，延长路面使用寿命，又可以实现路面融雪除冰。现有技术依靠流体温度变化产生的显热冷却、加热路面，热流密度小，需要设置热泵机组、铺设密集的管道，冷却、加热路面的效率低，且能耗大。

热管装置依靠流体相变潜热来传热，传热系数和换热量比无相变的显热传递方式大得多。已有的利用热管的地热能路面融雪除冰技术采用整体式热管换热器只能在冬季提取土壤热能用于路面加热，夏季自动停止运行，无法实现夏季集热蓄能。长期提取土壤热能运行将导致冬季土壤温度逐年降低，会影响后续年份的热管融雪除冰效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于路面太阳能集热蓄能与地热能融雪的装置，以解决上述现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种用于路面太阳能集热蓄能与地热能融雪的装置，包括呈环路设置的热管，所述热管内注入有传热工质，所述热管从上至下依次划分为路面段、绝热段和土壤段，位于所述路面段上的所述热管以一定的坡度布置在路面以下，位于所述土壤段的所述热管与地面之间竖直设置，且位于所述土壤段的所述热管与土壤之间填充有回填材料，所述热管上安装有开关控制部，所述开关控制部设置在所述热管的所述绝热段上，所述开关控制部用于控制所述热管内的所述传热工质的循环流动。

优选的，所述开关控制部包括设置在所述热管上的第一电磁阀，所述第一电磁阀电性连接有控制器，所述热管的所述绝热段上沿所述传热工质流动方向连通有液泵和第二电磁阀，所述液泵和第二电磁阀串联设置，所述第一电磁阀与所述液泵和第二电磁阀之间并联设置，所述第二电磁阀和所述液泵均与所述控制器电性连接，所述第一电磁阀、所述第二电磁阀和所述液泵均设置在所述热管的所述绝热段。

优选的，所述液泵为无泄露的磁力泵。

优选的，热管的环路为外表面包覆有防腐蚀材料的不锈钢管。

优选的，位于所述绝热段所述热管的外壁包覆有保温材料。

优选的，位于所述土壤段的所述热管设置为U形结构。

优选的，位于所述路面段的所述热管布置在路面以下8—20cm处；位于所述土壤段的所述热管设置在地面以下的长度为8—12m。

优选的，位于所述路面段的所述热管以1％—3％的坡度布置在路面以下。

本发明公开了以下技术效果：