一种公路热处理装置及具有其的公路系统

本技术涉及公路路面热处理，特别涉及一种公路热处理装置及具有其的公路系统。

背景技术：

1、在夏季高温晴朗天气，黑色沥青路面将吸收大量热，导致公路路面温度较高，高温公路路面可导致汽车轮胎由于热胀冷缩发生变形而爆炸。高速公路交通事故的46％是由于轮胎发生故障引起的，而其中爆胎一项就占事故总量的70％，同时，路面温度状况对路面结构的承载强度和使用效果有重要的影响，如高温导致沥青路面层产生车辙，低温导致路面缩裂等。而在冬季，严寒、寒冷地区道路交通容易受降雪、积雪和冰冻的影响，冰雪引起的交通事故数量较正常情况下一般高出3～4倍，因此我国冰雪道路的交通安全问题非常严峻。

2、目前夏季路面降温主要依靠洒水或者改进地面铺装材料，而路面沥青吸收的热量都白白浪废掉了。用于道路的主动除冰雪技术主要有地源热除冰雪和发热电缆除冰雪等，地源热除冰雪技术在道路中应用效果较优，但是土壤源中的热能储量初期能够满足使用，随着使用时间增长而衰减，导致热量耗损严重；发热电缆技术虽然较成熟，但所需电能巨大，在使用时需要消耗大量的能源，带来较高的保养负担。

技术实现思路

1、有鉴于此，本实用新型旨在提出一种公路热处理装置及具有其的公路系统，以解决上述背景技术中提到的问题。

2、为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

3、一种公路热处理装置，包括：

4、导热装置，包括导热管，所述导热管设置于路面层下方，用于吸收路面层的热量或者向路面层放热；

5、热泵装置，包括压缩机、储液罐和四通换向阀，所述储液罐中的制冷剂与导热管连通或者间接换热，所述热泵装置用于将换热后的制冷剂流向导热管或者与导热管热交换；

6、第一换热装置，所述第一换热装置中第一介质管道与所述热泵装置连通，所述第一换热装置中第二介质管道通过第二连通管路与蓄能装置连通；

7、蓄能装置，包括蓄能池，在所述蓄能池内设置换热单元和相变换热介质，所述换热单元与所述第一换热装置中第二介质管道连通，所述相变换热介质根据第一换热装置中第二介质管道的介质温度进行吸热或者放热。

8、本实用新型所述的公路热处理装置，通过在路面层温度较高时进行集热储能，在路面层温度较低时将集热释放，使得路面层维持在较为稳定的温度区间，减少能量的浪费，提高行车安全，并延长公路的使用寿命。

9、进一步的，所述导热装置还包括隔热层，所述导热管设置在所述隔热层的上方，在所述导热管的相对两侧设置石墨烯肋片。

10、该设置提高了导热装置吸热和放热的可靠性，同时也便于导热装置的安装固定。

11、进一步的，在所述导热管的外侧设置石墨烯导热膜。

12、该设置进一步提高了路面层维持在较为稳定的温度区间的可靠性

13、进一步的，所述第一换热装置中的第一介质管道通过第一连通管路与四通换向阀、导热管连通，所述第一换热装置中第二介质管道通过第二连通管路与换热单元连通。

14、该设置形成了一种直连式的公路热处理装置，减少零部件设置，降低装置成本。

15、进一步的，在所述第一连通管路上设置截止阀和/或节流阀。

16、进一步的，在所述第二连通管路上设置第一循环泵。

17、该设置进一步提高了导热装置与蓄能装置配合进行吸热或者放热温度调节的可靠性。

18、进一步的，所述蓄能装置深埋路面层下方10m～20m，所述蓄能装置中的换热单元包括至少两层换热管层，在两层所述换热管层之间形成间隔层，每层所述换热管层包括若干个换热管段，多个所述换热管段呈蛇形连通，每两个相邻的所述换热管段之间形成间隙。

19、该设置进一步保证了蓄能装置进行储热或者放热工作的可靠性，提高换热效率。

20、进一步的，还包括第二换热装置，所述第一换热装置与所述第二换热装置分别设置在所述热泵装置的相对两侧，所述热泵装置中储液罐的制冷剂与所述导热管内的换热介质通过第二换热装置换热，所述热泵装置中储液罐的制冷剂与所述蓄能装置通过第一换热装置进行换热。

21、通过采用间接式储热或者放热的公路热处理装置，保证了热泵装置工作的可靠性，同时也避免了储液罐的制冷剂直接参与到导热装置进行换热，延长热泵装置工作的使用寿命。

22、进一步的，在所述第二换热装置与所述导热装置之间的连通管路上设置第二循环泵。

23、本实用新型的第二个目的在于公开一种具有公路热处理装置的公路系统，包括如上述所述的公路热处理装置，所述公路热处理装置设置在公路路口和/或高速公路上下口和/或转弯处和/或隧道前后和/或高架桥梁位置。

24、相对于现有技术，本实用新型所述的公路热处理装置及具有其的公路系统具有以下优势：

25、本实用新型所述的公路热处理装置及具有其的公路系统，利用带有石墨烯肋片的导热管形成的金属管管网，石墨烯换热薄膜可以有效吸收沥青路面的热量，并通过制冷剂的相变气化吸热输送至蓄能装置，集热效率高，所述蓄能装置包括带有相变换热介质的蓄能池，实现跨季节储能/释能，使能源应用更合理，减少人力物力的投入，能够解决现有公路交通路面夏季高热、冬季冰雪引发的次生灾害，延缓道路老化、减少事故发生，为人民出行保驾护航。

技术特征：

1.一种公路热处理装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的公路热处理装置，其特征在于，所述导热装置(3)还包括隔热层(301)，所述导热管(302)设置在所述隔热层(301)的上方，在所述导热管(302)的相对两侧设置石墨烯肋片(303)。

3.根据权利要求1或2所述的公路热处理装置，其特征在于，在所述导热管(302)的外侧设置石墨烯导热膜。

4.根据权利要求1所述的公路热处理装置，其特征在于，所述第一换热装置(8)中的第一介质管道通过第一连通管路(4)与四通换向阀(11)、导热管(302)连通。

5.根据权利要求4所述的公路热处理装置，其特征在于，在所述第一连通管路(4)上设置截止阀(6)和/或节流阀(7)。

6.根据权利要求4或5所述的公路热处理装置，其特征在于，在所述第二连通管路(16)上设置第一循环泵(12)。

7.根据权利要求1所述的公路热处理装置，其特征在于，所述蓄能装置(5)深埋路面层(2)下方10m～20m，所述蓄能装置(5)中的换热单元(502)包括至少两层换热管层(5021)，在两层所述换热管层(5021)之间形成间隔层(5022)，每层所述换热管层(5021)包括若干个换热管段(50211)，多个所述换热管段(50211)呈蛇形连通，每两个相邻的所述换热管段(50211)之间形成间隙(50212)。

8.根据权利要求1或2或7所述的公路热处理装置，其特征在于，还包括第二换热装置(15)，所述第一换热装置(8)与所述第二换热装置(15)分别设置在所述热泵装置的相对两侧，所述热泵装置中储液罐(10)的制冷剂与所述导热管(302)内的换热介质通过第二换热装置(15)换热，所述热泵装置中储液罐(10)的制冷剂与所述蓄能装置(5)通过第一换热装置(8)进行换热。

9.根据权利要求8所述的公路热处理装置，其特征在于，在所述第二换热装置(15)与所述导热装置(3)之间的连通管路上设置第二循环泵(14)。

10.一种具有公路热处理装置的公路系统，其特征在于，包括如权利要求1～9任意一项所述的公路热处理装置，所述公路热处理装置设置在公路路口和/或高速公路上下口和/或转弯处和/或隧道前后和/或高架桥梁位置。

技术总结
本技术提供了一种公路热处理装置及具有其的公路系统，所述公路热处理装置包括导热装置、热泵装置、第一换热装置和蓄能装置，所述导热装置用于吸收路面层的热量或者向路面层放热，所述热泵装置用于将制冷剂流向导热管或者与导热管热交换，所述第一换热装置中第一介质管道与热泵装置连通，第一换热装置中第二介质管道与蓄能装置连通，在所述蓄能装置中设置相变换热介质，所述相变换热介质根据第一换热装置中第二介质管道的介质温度进行吸热或者放热。本技术所述的公路热处理装置，在路面层温度较高时进行集热储能，在路面层温度较低时释放储能，使得路面层维持在较为稳定的温度区间，减少能量的浪费，提高行车安全，延长公路的使用寿命。

技术研发人员：赵成明,聂集祥,陈银龙,王海珍,王文远,刘开拓,张鹏飞,王耀堃,聂涛,田国记
受保护的技术使用者：济源职业技术学院
技术研发日：20230301
技术公布日：2024/2/1