專利名稱：一種基于相變儲能材料的橋面防冰裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種基于相變儲能材料的橋面防冰裝置。
技術背景高速公路橋面結構作為公路上的交通樞紐關鍵區域，其使用性能對于全路段結構的安全性、運營效率等至關重要，而惡劣氣候條件(如極端冰雪天氣等)造成路面的摩擦系數因降雪結冰而急劇降低，對車輛行駛的動力性及安全性極為不利，一旦發生交通事故，將使交通全線陷于癱瘓，且路面結冰由于天氣原因，具有短期不可修復性，造成交通運力的大幅度下降，其損失不可估量。因此，著力提升橋面材料的智能防凍抗滑能力，并研發相關的體系及技術，既是解決惡劣環境下交通事故多發、突發事件應變能力低下的有效手段，又是我國公路橋梁交通發展的一個前沿熱點方向。目前有一種采用發熱電纜對橋面融雪防冰凍的方法，其主要是通過下述方法來對路面進行加熱融雪發熱電纜是一種新型電熱材料，從內而外由以下幾個部分組成 ’金屬發熱元件即發熱體、絕緣材料、金屬護套、外套。用于道路融雪化冰的發熱電纜系統采用間歇運行方式，一般鋪裝功率為25(T400W/m2。當發熱電纜通電后，發熱體把電能轉化為熱能，埋設在橋面鋪裝層中的發熱電纜將產生的熱能主要以輻射、對流的方式散發到橋面而起到融雪防凍的效果。這種方法存在的缺陷和不足在于通過電加熱所產生的熱沖擊作用較大，加熱時對橋面結構的損傷嚴重，且能耗過高，在目前能源緊張的情況下并不實用，同時智能化程度不高，需要人工操作通電加熱，不能根據道路情況自行發熱。
發明內容為了解決現有電纜加熱橋面的方式會對橋面結構帶來損傷和能耗大的問題，本實用新型提供一種利用相變材料的特性，通過液_固轉換時所發出的熱量對橋面實現升溫，在保護環境、節約能源和不破壞橋面結構的同時，起到融雪防冰凍效果的基于相變儲能材料的橋面防冰裝置。為了實現上述技術目的，本實用新型的技術方案是，一種基于相變儲能材料的橋面防冰裝置，包括多根密封的相變儲能材料儲存管，所述的相變儲能材料儲存管內存儲有相變儲能材料，所述的相變儲能材料儲存管埋設于橋面道路的浙青層下并固定于道路混凝土基層的鋼筋焊網上。所述的一種基于相變儲能材料的橋面防冰裝置，所述的相變儲能材料儲存管一端密封，另一端設有用于灌裝相變儲能材料的接口，所述的接口與相變儲能材料儲存管的管體垂直，接口上設有用于密封接口的蓋板并通過螺栓固定于接口上。所述的一種基于相變儲能材料的橋面防冰裝置，所述的相變儲能材料儲存管為金屬管。所述的一種基于相變儲能材料的橋面防冰裝置，所述的相變儲能材料儲存管為方形管，方形管的高度為4厘米,寬度為6厘米,壁厚為5毫米。所述的一種基于相變儲能材料的橋面防冰裝置，所述的相變儲能材料儲存管距離橋面道路表面6-8厘米。所述的一種基于相變儲能材料的橋面防冰裝置，所述的每根相變儲能材料儲存管的間距為6厘米。所述的一種基于相變儲能材料的橋面防冰裝置，所述的相變儲能材料儲存管內儲存的相變儲能材料所占相變儲能材料儲存管的容積為80%。所述的一種基于相變儲能材料的橋面防冰裝置，所述的相變儲能材料儲存管內存 儲的相變儲能材料為復合多元醇。所述的一種基于相變儲能材料的橋面防冰裝置，所述的復合多元醇包括質量百分比為90%的正10醇，4%的正9醇，2%的液體石蠟和4%的氯化鈉。本實用新型的技術效果在于，相變材料(phase change materials,簡稱PCM)或稱相變儲能材料，它屬于能源材料的范疇，是指能被利用其在物態變化時所吸收(放出)的大量熱能用于能量儲存的材料。橋梁橋面的低溫冰凍主要是由于路表溫度過低，達到(TC及以下，同時遇到雨雪天氣，表面則發生積雪及冰凍現象。本實用新型針對在冬季低溫環境下橋面容易結冰的特點，選取適當的相變儲能材料，利用特定封裝技術將其復合鋪筑于實際橋面結構中。優選的相變材料液一固相變點一般保持在3 5°C，高于水的冰點0°C，因而可在接近水結冰的溫度點附近放出大量熱，以阻止或延緩橋面低溫結冰現象，提升防凍抗滑性能，采用相變儲能材料的橋面防冰凍方法，能有效的阻止橋面結冰，不需要額外的能量補充并且不會對橋梁結構和周圍環境造成任何影響。
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。
圖I為本實用新型相變儲能材料儲存管的結構示意圖；圖2為本實用新型布置示意圖；圖3為本實用新型布置示意圖的A-A剖視圖；圖4為本實用新型布置示意圖的B-B剖視圖；其中I為接口、2為螺栓、3為相變儲能材料儲存管、4為浙青層、5為混凝土基層、6為鋼筋焊網
具體實施方式
參見圖1，本實用新型的相變儲能材料儲存管3 —端密封，另一端設有用于灌裝相變儲能材料的接口 1，接口 I與相變儲能材料儲存管3的管體垂直，接口 I上設有用于密封接口 I的蓋板并通過螺栓2固定于接口 I上，用于封口的螺栓2的尺寸規格沒有硬性要求，其主要作用為便于相變材料的灌裝和密封。相變儲能材料儲存管3為金屬管。相變儲能材料儲存管3為方形管，方形管的高度為4厘米，寬度為6厘米，壁厚為5毫米。在實際工程使用中根據橋梁橋面寬度加工成適當長度的方鋼管。相變儲能材料儲存管3距離橋面道路表面6-8厘米。每根相變儲能材料儲存管3的間距為6厘米。相變儲能材料儲存管3內儲存的相變儲能材料所占相變儲能材料儲存管3的容積為80%。相變儲能材料儲存管3內存儲的相變儲能材料為復合多元醇。復合多元醇包括質量百分比為90%的正10醇，4%的正9醇，2%的液體石蠟和4%的氯化鈉。參見圖2、圖3、圖4，本實用新型包括多根密封的相變儲能材料儲存管3，相變儲能材料儲存管3內存儲有相變儲能材料，相變儲能材料儲存管3埋設于橋面道路的浙青層4下并固定于道路混凝土基層5的鋼筋焊網6上。具體實施方法為①根據橋梁長度、橋面寬度，按鋼管間距6cm (中心距12cm)計算數量加工一批相變材料封裝無縫鋼管。②按照附圖2所示，以6cm±0. 5cm的間距將封裝鋼管鋪設在橋面混凝土基層當 中，采用點焊的方式與設計的鋼筋網連接在一起，同時控制鋼管上方的混凝土保護層厚度。③按照一般橋面鋪裝的施工方法進行混凝土基層的澆筑，對基層進行刮平、拉毛
等處理。④待整個路面完全達到強度之后便及時對封裝鋼管進行相變儲能材料的填充，按鋼管容積的80%將相變儲能材料從露出橋面的直角形接口灌入，并用螺栓密封。隨后進行浙青層的攤鋪。在冬季低溫雨雪的環境下，使用這種相變儲能材料的橋面完全能起到低溫防凍的功能。
權利要求1.一種基于相變儲能材料的橋面防冰裝置，其特征在于，包括多根密封的相變儲能材料儲存管，所述的相變儲能材料儲存管內存儲有相變儲能材料，所述的相變儲能材料儲存管埋設于橋面道路的浙青層下并固定于道路混凝土基層的鋼筋焊網上。
2.根據權利要求I所述的一種基于相變儲能材料的橋面防冰裝置，其特征在于，所述的相變儲能材料儲存管一端密封，另一端設有用于灌裝相變儲能材料的接口，所述的接口與相變儲能材料儲存管的管體垂直，接口上設有用于密封接口的蓋板并通過螺栓固定于接口上。
3.根據權利要求I所述的一種基于相變儲能材料的橋面防冰裝置，其特征在于，所述的相變儲能材料儲存管為金屬管。
4.根據權利要求I所述的一種基于相變儲能材料的橋面防冰裝置，其特征在于，所述的相變儲能材料儲存管為方形管，方形管的高度為4厘米,寬度為6厘米,壁厚為5毫米。
5.根據權利要求I所述的一種基于相變儲能材料的橋面防冰裝置，其特征在于，所述的相變儲能材料儲存管距離橋面道路表面6-8厘米。
6.根據權利要求I所述的一種基于相變儲能材料的橋面防冰裝置，其特征在于，所述的每根相變儲能材料儲存管的間距為6厘米。
7.根據權利要求I所述的一種基于相變儲能材料的橋面防冰裝置，其特征在于，所述的相變儲能材料儲存管內儲存的相變儲能材料所占相變儲能材料儲存管的容積為80%。
8.根據權利要求I所述的一種基于相變儲能材料的橋面防冰裝置，其特征在于，所述的相變儲能材料儲存管內存儲的相變儲能材料為復合多元醇。
專利摘要本實用新型公開了一種基于相變儲能材料的橋面防冰裝置，包括多根密封的相變儲能材料儲存管，相變儲能材料儲存管內存儲有相變儲能材料，相變儲能材料儲存管埋設于橋面道路的瀝青層下并固定于道路混凝土基層的鋼筋焊網上。本實用新型針對在冬季低溫環境下橋面容易結冰的特點，選取適當的相變儲能材料，利用特定封裝技術將其復合鋪筑于實際橋面結構中。優選的相變材料液－固相變點一般保持在3～5℃，高于水的冰點0℃，因而可在接近水結冰的溫度點附近放出大量熱，以阻止或延緩橋面低溫結冰現象，提升防凍抗滑性能，采用相變儲能材料的橋面防冰凍方法，能有效的阻止橋面結冰，不需要額外的能量補充并且不會對橋梁結構和周圍環境造成任何影響。
文檔編號E01D19/08GK202787069SQ201220232539
公開日2013年3月13日 申請日期2012年5月22日 優先權日2012年5月22日
發明者胡柏學, 楊獻章, 蔣功雪, 高英力, 廖春芳, 陸尚武, 何美艷, 劉永貴, 吳明, 鐘誠, 黃浩, 羅陽青 申請人:湖南省交通科學研究院, 湖南省郴寧高速公路建設開發有限公司, 湖南省長湘高速公路建設開發有限公司