一种基于钙矾石相变储能的桥梁墩柱融雪系统技术方案

本发明专利技术涉及基于钙矾石相变储能的桥梁墩柱融雪系统，包括空气加热器、水蒸气发生器、反应器和桥面埋管，所述反应器包括桥梁墩柱和桥梁墩柱内部设置的预留孔道、桥梁墩柱外侧壁包覆设置气体传输空隙层，气体传输空隙层具有空腔结构；空气加热器、水蒸气发生器分别与反应器的气体传输空隙层连通，桥梁墩柱内部的预留孔道出口与桥面埋管连接；桥梁墩柱的材质为高铝水泥基材料，所述高铝水泥基材料中含有钙矾石成分。将热能储存在桥梁墩柱中，利用桥梁墩柱储能融雪系统，实现桥面融冰化雪。缓解能量供求在时间和空间上的不协调，提高资源利用效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于钙矾石相变储能的桥梁墩柱融雪系统


[0001]本专利技术属于建筑材料
，具体涉及一种基于钙矾石相变储能的桥梁墩柱融雪系统。

技术介绍

[0002]公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
[0003]冰雪天气造成路面的摩擦系数因降雪结冰而急剧降低，不仅会造成交通通行能力的下降，而且还是交通安全的重要隐患。且路面结冰由于气温原因具有短期不可修复性，桥梁经过寒冷和低温天气的冲击，非常容易出现冻融、崩裂、变形等问题，增加了道路交通拥堵和发生交通事故的概率，进而给正常通行带来较大负面影响，造成极大的安全隐患，甚至可能诱发安全事故和巨大的经济损失。且雨雪渗入路面造成冻胀，严重影响路面使用寿命。
[0004]以氯盐为主的融雪剂，对于路面结构(钢筋、混凝土、沥青等)具有高度腐蚀性，严重损害桥梁结构的耐久性，从而导致结构上的安全隐患，同时对周围环境、已有建筑和绿色植被也带来较大的危害。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术的目的是提供一种基于钙矾石相变储能的桥梁墩柱融雪系统。本专利技术提供一种通过储能材料实现能量在时间和空间上的合理分配，进而达到节约能源和减少冬季碳排放量的目的。
[0006]为了解决以上技术问题，本专利技术的技术方案为：
[0007]一种基于钙矾石相变储能的桥梁墩柱融雪系统，包括空气加热器、水蒸气发生器、反应器和桥面埋管，所述反应器包括桥梁墩柱和桥梁墩柱内部设置的预留孔道、桥梁墩柱外侧壁包覆设置气体传输空隙层，气体传输空隙层具有空腔结构；
[0008]空气加热器、水蒸气发生器分别与反应器的气体传输空隙层连通，桥梁墩柱内部的预留孔道出口与桥面埋管连接；
[0009]桥梁墩柱的材质为高铝水泥基材料，而高铝水泥可水化生成钙矾石。
[0010]本专利技术通过桥梁墩柱改造成为一种储能桥梁墩柱，实现结构
‑
功能一体化。
[0011]桥梁墩柱为钙钒石基混凝土，具有较好的力学性能，既可起到承重的作用，又具备储能作用。将热能储存在桥梁墩柱中，利用桥梁墩柱储能融雪系统，可以有效避免能量时空依赖性的问题，弥补间歇性能源的缺点，从而使能源需求匹配，具有更高的能源利用效率和环保效益，实现结构——功能一体化。
[0012]桥梁墩柱结合空气加热器、水蒸气发生器，从而实现吸热和放热。在放热的过程中，传输给预留孔道内的介质，然后介质输送到桥面埋管进行融雪。
[0013]本专利技术一个或多个技术方案具有以下有益效果：
[0014]1)采用高铝水泥制备钙矾石基混凝土浇筑桥墩，具有较好的力学性能，既可起到承重的作用，又具备储能作用。
[0015]2)利用钙矾石基混凝土做储能材料，实现了水泥水化产物的充分利用，减少了材料成本，有效节约了工程成本，且其结构简单、使用方便、生产成本低，便于推广使用。
[0016]3)利用桥梁墩柱的结构和材质构建储能系统，储存的能量能够用于道路上有积雪的情况下，削峰填谷，缓解能量供求在时间和空间上的不协调，提高资源利用效率，缓解能源危机。
[0017]4)实现桥面融冰化雪，避免路面积雪，从而能提高道路冬季通行能力，减少交通事故的发生。
附图说明
[0018]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0019]图1为桥梁墩柱融雪系统流程图；
[0020]图2为桥梁墩柱融雪系统立面图；
[0021]图3为桥梁墩柱融雪系统桥面埋管示意图；
[0022]图4为桥梁墩柱埋管截面图；
[0023]其中，1
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桥面，2
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太阳能空气集热器，3
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反应器，4
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桥面埋管，5
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热量进口，6
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热量出口，7
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预留孔道，8
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桥梁墩柱，9
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气体传输空隙层，10
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防潮隔热层，11、水蒸气发生器。
具体实施方式
[0024]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0025]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0026]如图1和图2所示，一种基于钙矾石相变储能的桥梁墩柱融雪系统，包括空气加热器、水蒸气发生器11、反应器3和桥面埋管4，所述反应器包括桥梁墩柱8和桥梁墩柱8内部设置的预留孔道7、桥梁墩柱8外侧壁包覆设置气体传输空隙层9，气体传输空隙层9具有空腔结构；
[0027]空气加热器、水蒸气发生器11分别与反应器3的气体传输空隙层9连通，桥梁墩柱7内部的预留孔道出口与桥面埋管4连接；
[0028]桥梁墩柱8的材质为高铝水泥基材料，所述高铝水泥基材料中含有钙矾石成分。
[0029]首先，桥梁墩柱8材质的选择，使其可以作为一种储能材料。因为钙矾石是一种水合盐相变材料，相变温度约为40
‑
50℃，相变条件容易达成，且已有研究证明钙矾石的储能密度是有保证的，这些特点使得钙矾石成为极好的相变储能材料。
[0030]钙钒石会发生脱水和吸水的反应，从而实现吸热和放热，钙钒石在受热的条件下
进行储能，当钙钒石水化反应时，释放热量。
[0031]其次，桥梁墩柱8的结构，桥梁墩柱8的外侧壁设置气体传输空隙层，气体传输空隙层具有空腔结构，桥梁墩柱与气体传输孔隙层内的气体直接接触(在制备的过程中可以采用接近桥墩外围的部位预留一部分，不浇筑高铝水泥)，用于接受气体中的热量(来自于空气加热器)和气体中的水蒸气(来自于水蒸气发生器)；
[0032]同时，桥梁墩柱8内部的预留孔道7，当钙钒石基混凝土水化反应时加热了预留孔道7内的介质，传输出去热量。
[0033]再次，桥面埋管4，所述桥面埋管4在实际的应用中可以预置在桥面1中，预留孔道内被加热的介质进入到桥面埋管4，通过热管把热量传递给桥面，实现热管升温以达到桥面融雪化冰的目的。
[0034]在本专利技术的一些实施方式中，空气加热器为太阳能空气集热器2。收集太阳辐射热，加热通入桥墩的介质。同时应注意太阳能空气集热器2应建在桥体空旷处或相应支架处，上方无遮挡，可充分吸收太阳辐射。
[0035]如图4所示，在本专利技术的一些实施方式中，所述气体传输空隙层9的横截面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于钙矾石相变储能的桥梁墩柱融雪系统，其特征在于：包括空气加热器、水蒸气发生器、反应器和桥面埋管，所述反应器包括桥梁墩柱和桥梁墩柱内部设置的预留孔道、桥梁墩柱外侧壁包覆设置气体传输空隙层，气体传输空隙层具有空腔结构；空气加热器、水蒸气发生器分别与反应器的气体传输空隙层连通，桥梁墩柱内部的预留孔道出口与桥面埋管连接；桥梁墩柱的材质为高铝水泥基材料，所述高铝水泥基材料中含有钙矾石成分。2.如权利要求1所述的基于钙矾石相变储能的桥梁墩柱融雪系统，其特征在于：空气加热器为太阳能空气集热器。3.如权利要求1所述的基于钙矾石相变储能的桥梁墩柱融雪系统，其特征在于：所述气体传输空隙层的横截面为圆环形结构，气体传输层环绕包覆在桥梁墩柱的外侧壁上。4.如权利要求1所述的基于钙矾石相变储能的桥梁墩柱融雪系统，其特征在于：桥梁墩柱内部的预留孔道，沿着桥梁墩柱的竖直轴向方向设置。5.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：张洪智，邵明扬，管延华，左志武，杨斌，凌一峰，孙仁娟，葛智，姜能栋，邵滢璇，李一帆，
申请(专利权)人：山东高速集团有限公司，
类型：发明
国别省市：