一種掃描式循環供電的融冰雪橋面電熱系統的制作方法
【專利說明】一種掃描式循環供電的融冰雪橋面電熱系統
[0001]本申請是申請號為2014100786160 ;申請日為2014年3月5日，發明名稱為:一種掃描式循環供電的融冰雪橋面電熱系統，申請人為合肥工業大學的分案申請。
技術領域
[0002]本發明涉及一種融冰雪橋面電熱系統，是為橋面、路面或機場道面等場合的融雪化冰的電熱系統。
【背景技術】
[0003]目前國內外常用的路面融雪化冰的方法主要有清除法和融化法。清除法為人工清除方法和機械清除方法；融化法包括化學融化法、熱融化法；路面新材料除冰雪法(添加鹽類化合物自釋放法、添加導電性物質通電法);此外還有太陽能和地源熱栗融化法、撒布砂石材料以及自應力彈性鋪面技術等。
[0004]電熱系統融雪化冰法，融冰雪速度快、自動化和智能化程度高、能遠程實時控制，不腐蝕和污染環境，融冰雪過程中不會影響實時交通，可以有效提高通行能力、減少交通事故發生率。
[0005]對于電熱融雪化冰的方法來說，往往需要大面積鋪設電熱裝置形成整個電熱系統，但在針對整個電熱系統中所有電熱裝置進行整體加熱時，需要相當大的用電功率予以支持，而且電流大、傳輸電纜發熱量大、電力損耗大。為了適應這樣的電熱融雪化冰方法，常規做法是配備大功率變電站、變壓電塔、大功率控制柜，并且加大傳輸電纜直徑、或添置發電機等。但是，相關設備的建造、以及后期運營維護過程都需要大量的資金預以支撐，而橋面或路面融雪化冰系統在除冬季以外的其他季節基本都處于閑置狀態，對于在野外的等級公路，距離工業電或者收費站、服務區距離較遠時，用電就顯得更加捉襟見肘，這些情況嚴重地抑制甚至阻止了電熱融雪化冰的推廣應用。
【發明內容】
[0006]本發明是為避免上述現有技術所存的不足之處，提供一種掃描式循環供電的融冰雪橋面電熱系統，以使電熱融雪化冰技術在特定路段，如橋面、機場跑道等處得良好的應用，保證道路安全暢通。
[0007]本發明為解決技術問題采用如下技術方案:
[0008]本發明掃描式循環供電的融冰雪橋面電熱系統的特點是:將橋面融冰雪電熱系統按電力負荷能力分設為獨立可控的各并聯電熱單元，所述各電熱單元沿車輛行駛方向按設定的間距平行布設呈縱向陣列，控制所述縱向陣列中各電熱單元分組按掃描的形式以設定的時序循環工作。
[0009]本發明掃描式循環供電的融冰雪橋面電熱系統的特點也在于:所述各電熱單元自縱向陣列的一側向另一側按自然數序列依次標記為Ll、L2…Ln ;所述η為縱向陣列中電熱單元的數量；將η個電熱單元劃分為S個電熱單元組，并按自然數序列分別將各電熱單元組標記為:Z1、Z2…Zs ;每個電熱單元組中電熱單元的數量為m，并有= n/s，其中η為s的整數倍，所述s按進一法則由式⑴式得:s = P總/P (I);
[0010]式(I)中:Ρ,?為橋面電熱系統的總功率，P為橋面供電系統可提供電功率。
[0011]本發明掃描式循環供電的融冰雪橋面電熱系統的特點還在于:所述η個電熱單元是按如下方法劃分為s個電熱單元組:
[0012]電熱單元組Zl中的各電單元分別是:Ll、L(l+m)、L(l+2m)…L[l+(s-l)m]
[0013]電熱單元組Z2中的各電單元分別是:?2α(2+πι)α(2+2π^..?[2+(8-1)πι]
[0014]...
[0015]電熱單元組Zs中的各電單元分別是:Lm、L(2m)、L(m+2m)…L[m+(s_l)m]
[0016]所述各電熱單元分組按掃描的形式以設定的時序循環工作的方式為:
[0017]步驟1、首先對電熱單元組Zl連續供電時間t，其它各電熱單元組均為停止供電狀態；
[0018]步驟2、隨之對電熱單元組Z2連續供電時間t，其它各電熱單元組均為停止供電狀態；
[0019]...
[0020]步驟3、直到對電熱單元組Zs連續供電時間t，其它各電熱單元組均為停止供電狀態；
[0021 ] 再按步驟1-3循環上述過程，一個循環周期T = t X S，直至橋面達到設定溫度值或達到設定的溫度范圍值完成融冰雪過程。
[0022]與已有技術相比，本發明有益效果體現在:
[0023]1、本發明改變“系統整體供電”為按電熱單元組掃描式循環供電，通過控制各電熱單元分組掃描式循環工作，有效解決了整體鋪裝電熱裝置功率過大無法使用的問題，使電熱融雪化冰的方法得到良好的應用。
[0024]2、本發明中各電熱單元的獨立可控提高了融冰雪電熱系統的可靠性，方便檢測維修，在某一個或多個電熱單元損壞的情況下，不影響其它電熱單元正常工作，提高了融雪化冰系統的可靠性，也為維修帶來便利。
[0025]3、本發明將電熱單元沿車輛行駛方向平行布設呈縱向陣列，在出現有一個或多個電熱單元損壞的情況下，不會在路面上沿車輛行駛方向形成融雪化冰的間斷盲區，避免了電熱單元沿垂直于車輛行駛方向布設損壞時，局部出現融冰雪間斷盲區對行車造成的阻礙，可靠性高，同時也大大降低了二次結冰的可能。
[0026]4、本發明將各電熱單元分組設置，并按s = P總/P設置電熱單元組的數量，既充分利用了供電系統的可提供電功率，又使得電熱系統的總功率得以保障。
[0027]5、本發明使電熱融雪化冰系統的前期投資和后期運營成本得到大幅降低。
[0028]6、本發明中對于各電熱單元的特定的分組形式，有效避免了局部出現融冰雪加熱盲區，提高了加熱的均勻性，避免融化水二次結冰。
[0029]7、本發明并不局限于交通領域中橋面，對于各種特殊路段，包括機場跑道、隧道入口過渡區域等都能廣泛應用。
【附圖說明】
[0030]圖1為本發明電熱單元在橋面上排布示意圖；
[0031]圖2為本發明電熱單元分組示意圖；
【具體實施方式】
[0032]參見圖1，本實施例中掃描式循環供電的融冰雪橋面電熱系統的結構設置為:將橋面融冰雪電熱系統按電力負荷能力分設為獨立可控的各并聯電熱單元，各電熱單元沿車輛行駛方向按設定的間距平行布設呈縱向陣列，控制縱向陣列中各電熱單元分組按掃描的形式以設定的時序循環工作。
[0033]具體實施中，各電熱單元自縱向陣列的一側向另一側按自然數序列依次標記為Ll、L2…Ln ;所述η為縱向陣列中電熱單元的數量；將η個電熱單元劃分為s個電熱單元組，并按自然數序列分別將各電熱單元組標記為:Z1、Z2…Zs ;每個電熱單元組中電熱單元的數量為m，并有:m = n/s，其中η為s的整數倍，所述s按進一法則由式⑴式得:s = P總/P (1);
[0034]式(1)中:Ρ,?為橋面電熱系統的總功率，Ρ為橋面供電系統可提供電功率。
[0035]如圖1、圖2所示，圖1中包含橋面1，橋面導熱層2，電熱單元3，控制電路配電柜4，橋面行車方向5。將所有電熱單元3按行車方向以設定間距平行鋪設在橋面上并依次標記為L1、L2、L3..*L