Система для обогрева дорожного покрытия

Настоящее изобретение относится к системе обогрева дорожного покрытия, содержащей разводку магистральных подающих и обратных трубопроводов, проложенных под дорожным покрытием, по которым протекает теплоноситель, источник тепла и источник давления указанного теплоносителя, а также исполнительную и контрольно-регулировочную аппаратуру, при этом система снабжена отдельными нагревательными блоками, имеющими разводку труб, установленными под обогреваемым дорожным покрытием по его площади, каждый из которых входом сообщен с подающим трубопроводом, а выходом-с обратным трубопроводом

Настоящая полезная модель относится к системам для обогрева дорожного покрытия с целью предотвращения образования на нем снега, льда, ухудшающих состояние дорог и создающих дискомфорт для прохожих.

Известны технические решения, направленные на борьбу с нежелательными образованиями на дорогах льда или снега, имеющие различные системы обогрева, встроенные под дорожным покрытием.

Известен патент РФ №2083442, раскрывающий систему обогрева взлетно-посадочной полосы аэродрома, включающую в себя встроенные в бетонное покрытие параллельно расположенные трубопроводы, по которым пропускается теплоноситель для обогрева полосы.

Для обогрева с помощью такой известной системы больших площадей требуются существенные мощности по расходу теплоносителей, необходим монтаж протяженных труб и т.п. Кроме того, при выходе из строя какого-нибудь участка затруднен доступ к аварийному месту и усложнен его ремонт.

Известна другая система обогрева дорожного покрытия, содержащая разводку трубопроводов, по которым с помощью насоса циркулирует теплоноситель в виде низкозамерзающего раствора, обогревающего дорожное покрытие. Разводка прямых и обратных труб выполнена в виде спирали, посредством чего обеспечивается в каждой точке системы обогрева приблизительно одинаковая температура (средняя температура

смежных участков подающей и сбросной труб примерно одинакова) (см. заявку Японии №2004257105, МПК Е01С 11/26).

Эта известная система, несмотря на более высокую эффективность, становится не экономичной в случае использования ее для обогрева больших площадей, т.к. в таком случае потребуется протяженная разводка труб сравнительно большого диаметра и большие мощности для обеспечения необходимого расхода теплоносителя. Кроме того, в такой системе также затруднены эксплуатационно-ремонтные работы, связанные, в частности, с нахождением и доступом к аварийному участку трубопроводов.

Известна также система обогрева дорожного покрытия, например, стоянок транспортных средств, содержащая металлическую сетку, расположенную горизонтально на фундаменте, и размещенный на сетке и соединенный с ней протяженный тепловой источник (см. заявку Японии №2004300792, кл. Е01С 11/26).

Известная система решает задачу обогрева почвы на ограниченном по площади пространстве и имеет определенное преимущество благодаря удобному монтажу системы за счет наличия металлической сетки, на которой крепится протяженный нагреватель.

В то же время, такая система не может экономично решать задачу обогрева покрытий больших площадей, которые нередко встречаются в многонаселенном городе. В свете сказанного задачей настоящей полезной модели является создание системы, осуществляющей обогрев дорожного покрытия значительной площади и обеспечивающей на всей обогреваемой поверхности плавление снега и льда. Другой задачей настоящей полезной модели является создание системы, имеющей преимущество в экономичности перед известными системами и затрачивающей существенно меньшие мощности для функционирования. Следующей задачей настоящей полезной модели является создание системы обогрева, в которой обеспечивается удобство эксплуатации, в частности, ускорение ремонтно-восстановительных работ.

Для решения указанных задач в соответствии с настоящей полезной моделью предлагается система обогрева дорожного покрытия, содержащая разводку магистральных подающих и обратных трубопроводов, проложенных под дорожным покрытием, по которым протекает теплоноситель, источник тепла и источник давления указанного теплоносителя, а также исполнительную и контрольно - регулировочную аппаратуру, при этом система снабжена отдельными нагревательными блоками, имеющими разводку труб, установленными под дорожным покрытием по его площади, каждый из которых входом сообщен с подающим трубопроводом, а выходом-с обратным трубопроводом.

Дополнительно, система снабжена дополнительными попарно расположенными участками подающих и обратных трубопроводов большего диаметра, по сравнению, соответственно, с основными подающими и обратными трубопроводами, и расположенными по направлению, отличному от направления указанных основных трубопроводов, при этом указанные нагревательные блоки соединены посредством входа и выхода, соответственно, с соответствующими дополнительными участками подающих и обратных трубопроводов.

Кроме того, в системе дополнительные участки подающих и обратных трубопроводов расположены приблизительно поперек основным подающим и обратным трубопроводам. Дополнительно, в системе дополнительные участки подающих и обратных трубопроводов расположены приблизительно параллельно между собой в отдельной паре. Дополнительно, в системе трубопроводы расположены в траншеях, закрытых съемными покрытиями для облегчения доступа к этим трубопроводам. Теперь полезная модель будет раскрыта в примерах предпочтительного осуществления со ссылкой на сопроводительные чертежи, где

На фиг.1 - представлено схематическое выполнение одного предпочтительного варианта выполнения системы обогрева в соответствии с настоящей полезной моделью.

На фиг.2 - представлено схематическое выполнение другого предпочтительного варианта выполнения системы обогрева в соответствии с настоящей полезной моделью. На фиг.3 - представлено расположение трубопроводов под землей. На фиг.1 представлено схематическое выполнение системы 1 обогрева дорожного покрытия, обеспечивающей обогрев значительной площади, имеющей, например, продольное направление, т.е. обогреваемая площадь (обозначена пунктирным контуром) значительно вытянута в продольном направлении и, в то же время, иметь достаточную ширину, например, может представлять собой какую-нибудь улицу. Подающие и обратные (магистральные) трубопроводы 2 и 3 системы 1 проложены под покрытием, например, в бетонном основании под плитками покрытия. По подающему трубопроводу 2 теплоноситель идет к нагреваемым блокам 4, а по обратному трубопроводу 3 теплоноситель возвращается для получения тепла в тепловом пункте 5. В общем виде тепловой пункт 5 включает в себя теплообменное устройство 6, например, теплообменник, в котором по одной, нагревающей ветви 7 пропускается теплоагент с более высокой температурой, а другая ветвь выполнена из сообщающихся подающих 2 и обратных 3 трубопроводов. Вследствие большой протяженности площади обогрева, было бы очень неэффективно для непосредственного обогрева использовать магистральные трубопроводы 2 и 3. Поэтому в настоящей полезной модели подающие 2 и обратные 3 трубопроводы используются для доставки теплоносителя к нагревательным блокам 4, которые осуществляют непосредственный обогрев дорожного покрытия. Подающие 2 и обратные 3 трубопроводы выполнены сравнительно большого диаметра, порядка D1˜100-130 мм, что дает возможность существенно уменьшить гидравлическое сопротивление протяженных магистральных трубопроводов и тем самым снизить потребляемую мощность. Эти трубопроводы могут быть выполнены из пластика для улучшения, в частности, эксплуатационных качеств. Каждый из нагревательных блоков 4 включают в себя трубу 8, диаметром порядка D2˜15-30 мм, выполненную зигзагообразной для возможности схватывания большой площади обогрева. В частности, такая труба 8 может быть расположена по спирали так, чтобы участок трубы 8 с более высокой температурой был размещен смежно участку этой трубы с более низкой температурой так, чтобы средняя суммарная температура смежных участков этой трубы была приблизительно одинакова. Это обеспечивает равномерный обогрев всей площади дорожного покрытия. Нагревательные блоки 4 равномерно расположены под всей площадью обогрева. Вход 9 трубы 8 каждого нагревательного блока 4 сообщен (возможно не непосредственно) с подающим магистральным трубопроводом 2, а выход 10 трубы 8 - с обратным трубопроводом 3. Площадь каждого нагревательного блока 4 может составлять 8˜10-25 м ². Нагревательные блоки 4 могут быть выполнены за одно целое с металлическими сетками (на черт. не показаны) и модульно устанавливаться в бетонном основании покрытия.

На практике существуют варианты, когда нецелесообразно с точки зрения экономической эффективности иметь только продольные, большой протяженности магистральные трубопроводы 2 и 3. Могут быть даже варианты, когда протяженность магистральных трубопроводов 2 и 3 незначительна. На участках, имеющих кроме значительной продольной протяженности площади и достаточную ширину, становится более эффективно использовать и дополнительные участки подающих 2 и обратных 3 трубопроводов. Такие дополнительные участки включают в себя попарно расположенные участки трубопроводов 11 и 12, каждый из которых сообщен, соответственно, с подающим 2 и обратным 3 трубопроводами. Попарно расположенные участки 11 и 12 могут быть расположены под дорожным покрытием и отличаться по направлению от магистральных трубопроводов 2 и 3, например, могут быть поперечными относительно них. Диаметр участков трубопроводов 11 и 12 обычно составляет D3˜130-220 мм, что позволяет иметь на них минимальное гидравлическое сопротивление. За счет этого удается поддерживать практически неизменным давление вдоль трубопроводов 11 и 12 для обеспечения функционирования блоков 4 на одних и тех же параметрах, в то же время изменение давления по трубопроводам 2 и 3 является не существенным для эффективности работы этих блоков.

Иногда, из-за разного расположения обогреваемых площадей или чрезмерно большой протяженности, приходится отделять от трубопроводов отдельные ветви 13 и 14 (см фиг. 2).

Система 1 обогрева согласно настоящей полезной модели, кроме того, позволяет улучшить условия эксплуатации, связанные с контролем и ремонтом в случае необходимости ее магистралей. Это достигается тем, что в районе установки аппаратуры трубопроводы укладываются в специально созданные для них траншеи (желоба) 16. В этих траншеях 16 трубопроводы размещаются близко к поверхности и укрываются сверху съемными покрытиями 17, благодаря которым обеспечивается простой доступ к этим участкам трубопроводов и к расположенной на них аппаратуре.

Работу системы 1 обеспечивает исполнительная и контрольно-регулировочная аппаратура. Управление работой системы 1 не представляет собой сложности и осуществляется обычными, известными приборами. На обратном трубопроводе 3 установлен насос 18, создающий давление, обеспечивающее движение теплоносителя. На параллельных линиях ветви 7, соединенных, например, с магистралью городской системы обогрева помещений, устанавливаются температурные датчики 19 и регулировочный кран (типа регулятора расхода) 20, а в подающем 2 и обратном 3 трубопроводах устанавливаются температурные датчики 21. Регуляторы расхода и температурные датчики могут устанавливаться также на входе 9 и выходе 10 труб 8 каждого нагревательного блока 4. В системе 1 предусмотрена также другая аппаратура,

заслонки, задвижки и т.п., необходимые для обычного функционирования подобных систем.

Обогрев дорожного покрытия осуществляется, исходя из поддержания его температуры, незначительно выше 0°С. Поддержание такой температуры обеспечивает надежное плавление снега и исключает образование льда. В то же время, при этом не затрачиваются излишние мощности для нецелесообразного поддержания повышенной температуры. В настоящей системе 1 предусмотрены температурные датчики (на черт не показаны), которые измеряют температуру у поверхности покрытия и передают ее параметры на аппаратуру в тепловом пункте 5. Кроме того, измеряется температура в указанных трубопроводах теплообменного устройства 6. С учетом температуры теплоагента в ветви 7 и температуры дорожного покрытия осуществляется регулирование производительности насоса 18 и регуляторов расхода. Учитывается также работа аппаратуры, установленной непосредственно на трубах 8 нагревательных блоков 4.

Следует отметить, что в данном описании приведены примеры выполнения системы, которые не должны рассматриваться как ограничивающие притязания заявителей, т.к. с учетом приведенной формулы полезной модели можно привести достаточное количество других вариантов настоящей полезной модели, охватываемых этой формулой.

1. Система обогрева дорожного покрытия, содержащая разводку основных магистральных подающих и обратных трубопроводов, проложенных под дорожным покрытием, по которым протекает теплоноситель, источник тепла и источник давления указанного теплоносителя, а также исполнительную и контрольно-регулировочную аппаратуру, при этом система снабжена отдельными нагревательными блоками, имеющими разводку труб, установленными под обогреваемым дорожным покрытием по его площади, причем система снабжена дополнительными попарно расположенными участками подающих и обратных трубопроводов большего диаметра по сравнению соответственно с основными подающими и обратными трубопроводами, при этом указанные нагревательные блоки соединены посредством входа и выхода соответственно с соответствующими дополнительными участками подающих и обратных трубопроводов.

2. Система обогрева по п.1, в которой дополнительные попарно расположенные участки подающих и обратных трубопроводов имеют направление, отличное от направления основных и обратных трубопроводов.

3. Система обогрева по п.2, в которой дополнительные участки подающих и обратных трубопроводов расположены приблизительно поперек основным подающим и обратным трубопроводам.

4. Система обогрева по п.2, в которой дополнительные участки подающих и обратных трубопроводов расположены приблизительно параллельно между собой в отдельной паре.

5. Система обогрева по любому из пп.1-4, в которой участки трубопроводов, на которых расположена аппаратура, размещены в траншеях, закрытых съемными покрытиями для облегчения доступа к этим участкам.