Устройство для обогрева или охлаждения дорожного покрытия

Устройство для обогрева или охлаждения дорожного покрытия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области дорожного строительства, в частности к устройствам для предотвращения гололеда в зимнее время и сохранения твердости в жаркое время покрытий автомобильных дорог, аэродромных полос, пешеходных переходов, лестничных маршей и т.п. строительных объектов.

Известно устройство для обогрева дорожных покрытий, которое представляет собой плиту, внутри которой находятся каналы с нагревательными элементами в виде греющего электрокабеля (патент РФ №2114240, кл. С 1/6 Е 01, С 11/26, 31.01 1997). Плита имеет гидравлическую и электрическую изоляцию и ее нижнее основание является теплоизолированным. При подаче напряжения на электрокабель происходит разогревание дорожного покрытия.

Основным недостатком известного устройства являются высокие эксплуатационные и ремонтные затраты и низкая надежность. В случае выхода из строя кабеля или электрических соединений необходимы трудоемкие работы по вскрытию и удалению части покрытия. Эффективность обогрева различных частей греющей поверхности покрытия связана с особенностями теплоотдачи греющего кабеля и является неравномерной. Кроме того, охлаждение дорожного покрытия в этом устройстве вообще является невозможным.

Другое известное устройство для обогрева дорожного покрытия имеет плиту, внутри которой находятся нагревательные элементы из пластиковых труб (патент Японии №55-19322, кл. Е 01, С 11/26, опубл. 1980). Внутри труб циркулирует незамерзающий рабочий агент в виде жидкости. Нижнее основание плиты является теплоизолированным. В устройство кроме этого входят теплообменник и источник принудительной циркуляции в виде насоса высокого давления, расположенные вне дорожного покрытия. Теплообменник встроен в систему горячего водоснабжения и при циркуляции незамерзающего рабочего агента через теплообменник происходит его разогрев, соответствующее повышение температуры пластиковых труб внутри плиты и нагревание дорожного покрытия.

Основными недостатками известного устройства являются высокие эксплуатационные затраты при низком коэффициенте теплоиспользования. Кроме этого, оно не может быть использовано для охлаждения дорожного покрытия.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению (прототипом) является устройство, которое состоит из плиты с корпусом, теплоизолированным со стороны основания. Внутри корпуса находятся нагревательные элементы в виде системы труб, в которых циркулирует незамерзающий рабочий агент в виде жидкости (патент РФ №2060316, кл. C1, 6 E 01, C 11/24, E 01, D 19/22 J 3/00 20.01.1999). Устройство также содержит источник принудительной циркуляции в виде насоса высокого давления и теплообменник, которые размещены вне дорожного покрытия. Теплообменник помещен в близлежащий большой, незамерзающий водоем (океан, море, залив, озеро, канал или река). При прокачке рабочего агента через теплообменник происходит его нагревание, повышение температуры системы труб внутри корпуса плиты и разогрев дорожного покрытия. Устройство позволяет осуществлять охлаждение дорожного покрытия в жаркое время года.

Основным недостатком известного устройства является невозможность достижения температуры дорожного покрытия уровня более высокого, чем температура воды в близлежащем водоеме. В суровых зимних условиях эта температура может оказаться недостаточной для предотвращения гололеда. Кроме того, работа устройства зависит от наличие вблизи дорожного покрытия водоема с незамерзающей водой и колебаний температуры в нем. При отсутствии водоема работа устройства невозможна.

Цель настоящего изобретения заключается в повышении эффективности, надежности и независимости от внешних условий устройства для обогрева и охлаждения дорожного покрытия. Эта цель реализуется за счет того, что, как и в известном устройстве, оно содержит плиту с теплоизолированным со стороны основания корпусом. Внутри корпуса размещен нагревательный элемент и циркулирует незамерзающий рабочий агент. Устройство также имеет источник принудительной циркуляции рабочего агента и теплообменник. Однако, в отличие от ближайшего аналога, корпус плиты является герметичным, теплообменник расположен внутри корпуса, а в качестве нагревательного элемента используется дроссельный теплогенератор (элементы). Источником принудительной циркуляции незамерзающего рабочего агента в жаркое время года является газовый компрессор.

В результате принудительной циркуляции незамерзающего рабочего агента происходит обогрев и охлаждение дорожного покрытия.

На фиг.1 изображен общий вид устройства с указанием расположения основных узлов. На фиг.2 показан продольный разрез плиты.

Устройство для обогрева и охлаждения дорожного покрытия 1 состоит из плиты 2, изолированной снизу теплоизолирующим слоем 3. Плита размещена внутри дорожной насыпи 4. За пределами насыпи находятся насос 5 и газовый компрессор 6, которые через систему теплоизолированных трубопроводов 7 и 8 с задвижками 9 соединены с торцевыми патрубками 10 и 11 плиты. На противоположной поверхность плиты имеются торцевые патрубки 12 и 13, соединенные между собой. Плита представляет собой герметичный корпус 14, который с помощью горизонтальной перегородки 15 разделен на верхнюю полость с теплообменником, имеющим развитую поверхность теплообмена 16, и нижнюю полость с дроссельным теплогенератором (элементами) 17. Обе полости корпуса заполнены рабочим агентом, который на фиг. не показан.

Устройство работает следующим образом.

Для обогрева дорожного покрытия открывают две задвижки 9, на входе и выходе насоса 5. При этом закрывают две задвижки на входе и выходе газового компрессора 6. Включают насос 5, который принуждает к перемещению незамерзающего рабочего агента по трубопроводу 7 через торцевой патрубок 10 в нижнюю полость плиты с дроссельным теплогенератором 17. При этом рабочий агент, проходя дроссельный теплогенератор вдоль горизонтальной перегородки 15, нагревается, выходит из нижней полости плиты через торцевой патрубок 12 и по торцевому патрубку 13 поступает в верхнюю полость с теплообменником 16. Здесь ранее нагретый рабочий агент, двигаясь вдоль горизонтальной перегородки 15 в обратном направлении, отдает свое тепло теплообменнику 16 и через торцевой патрубок 11 и трубопровод 8 вновь поступает на вход насоса 5. В результате циркуляции рабочего агента происходит обогрев дорожного покрытия 1.

Для охлаждения дорожного покрытия закрывают две задвижки 9, на входе и выходе насоса 5 и открывают задвижки на входе и выходе газового компрессора 6. Циркуляция рабочего агента осуществляется при помощи газового компрессора 6 по трубопроводам 7 и 8.

Устройством предусматривается возможность соединения в цепь нескольких плит. Для этого патрубок 12 предшествующей плиты соединяют с патрубком 10 последующей плиты. Аналогично патрубок 13 предшествующей плиты соединяют с патрубком 11 последующей плиты. На последней в цепи соединения плите патрубки 12 и 13 соединяют между собой.

1. Устройство для обогрева или охлаждения дорожного покрытия, характеризующееся тем, что содержит размещенную в дорожной насыпи плиту, корпус которой выполнен герметичным, имеет снизу теплоизолирующий слой и разделен горизонтальной перегородкой на верхнюю и нижнюю полости, в последней из которых размещены дроссельные элементы, а в верхней - теплообменник, а с противоположных сторон плиты расположены торцевые патрубки, связывающие между собой теплообменник, дроссельные элементы и источник принудительной циркуляции незамерзающего рабочего агента.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что источником принудительной циркуляции незамерзающего рабочего агента является газовый компрессор.