Способ и устройство очистки дорог от снега

Группа изобретений относится к области дорожного строительства. Способ удаления снега с дорожного покрытия путем его подогрева осуществляется с помощью укладки под поверхностью покрытия системы труб, по которым циркулирует нагретый теплоноситель. Теплоноситель представляет собой слабый водный раствор реагента, а на входе в систему труб в теплоноситель подмешивается концентрат реагента, растворяющегося в теплоносителе в процессе движения по трубам с выделением тепловой энергии. Непрерывность процесса обеспечивается путем разделения теплоносителя и реагента уменьшением концентрации отработанного раствора теплоносителя за счет его охлаждения после его прохождения по системе труб и уменьшения его растворимости с выпадением концентрата. При этом образовавшийся концентрат реагента снова подается на вход системы труб. Устройство для удаления снега с дорожного покрытия содержит систему трубопроводов, уложенных под дорожным покрытием и заполненных циркулирующим с помощью насоса теплоносителем. На входе теплоносителя в систему труб подключен трубопровод подачи концентрированного раствора реагента, а на выходе система труб подключена к устройству разделения теплоносителя и реагента. Устройство для разделения теплоносителя и реагента выполнено в виде теплового насоса, испаритель которого размещен в верхней части контейнера, соединенного с выходом из системы труб и, верхней частью - с конденсатором теплового насоса и далее с входом в систему труб, а также снабжен в нижней части трубопроводом, также соединенным с входом в систему труб. Технический результат заключается в установлении в системе труб режима, приближенного к изотермическому, что способствует равномерному удалению снега с покрытия и реализации непрерывности процесса. 3 н.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области дорожного строительства и коммунального хозяйства.

В климатических условиях России серьезной проблемой является состояние дорог в зимнее время, в период снегопадов. Значительные средства тратятся на удаление снега и льда с дорожного покрытия.

Одним из распространенных способов удаления снега и наледи является обработка дорожного покрытия антигололедными реагентами, заключающаяся в распылении на поверхности дорог специальных веществ, вступающих в физико-химическое взаимодействие со снежным покровом с выделением тепловой энергии, в результате чего происходит плавление снега.

Недостатком такого способа является то, что реагенты и его растворы вступают во взаимодействие с дорожным покрытием и пагубно влияют на его качество.

Широко известен способ подогрева дорожного покрытия с помощью электронагревательных кабелей, проложенных под дорожным покрытием (например, патент Японии №2005146575). Недостатком такого способа является то, что для подогрева дороги используется относительно дорогая электрическая энергия, что приводит к повышенным эксплуатационным затратам.

Известен способ удаления снега и льда путем подогрева покрытия с помощью укладки под его верхним слоем труб, по которым циркулирует нагретый теплоноситель, (патент РФ №2498006).

Недостатком такого способа является то, что в процессе движения нагретого теплоносителя по трубам происходит его постепенное охлаждение, что приводит к неравномерному нагреву покрытия и, соответственно, неравномерному удалению снежного покрова.

Предлагаемый способ заключается в том, что на входе в систему труб в теплоноситель, представляющий собой слабый раствор реагента в воде, подается концентрат реагента, который по мере движения теплоносителя в системе труб растворяется в теплоносителе с выделением тепловой энергии. Таким образом, в системе труб устанавливается режим, приближенный к изотермическому, что способствует равномерному удалению снега с покрытия. Для реализации непрерывности процесса снеготаяния отработанный теплоноситель с повышенной концентрацией реагента подвергается процессу уменьшения концентрации, а образовавшийся концентрат реагента снова подается на вход системы труб. Концентрация слабого раствора обеспечивает температуру замерзания теплоносителя, соответствующую климатической, а растворение реагента из концентрата ограничивается полным насыщением теплоносителя.

Процесс уменьшения концентрации отработанного теплоносителя осуществляется с помощью энергосберегающей технологии применением теплового насоса. Насыщенный раствор охлаждается в контейнере, в верхней части которого расположен испаритель, до состояния насыщенного раствора и выделения концентрата растворенного реагента, выпадающего на дно контейнера, откуда подается на вход системы труб, а охлажденный раствор из верхней части контейнера подается в конденсатор теплового насоса, где нагревается, что уменьшает его концентрацию до исходной, и снова подается в систему труб.

Устройство для реализации способа приведено на рис. 1

Под дорожным покрытием 1 уложена система труб 2, заполненная циркулирующим теплоносителем-антифризом, представляющим собой слабый водный раствор реагента, например солевого. На входе системы труб присоединен трубопровод 3 подачи концентрата реагента. На выходе система труб присоединена к установке 4 разделения теплоносителя и реагента, например, в виде теплового насоса, на выходе из которой образуется слабый раствор реагента, представляющий собой теплоноситель, и концентрат реагента, например, в виде суспензии. Подача концентрата реагента осуществляется насосом 5, а циркуляция теплоносителя - циркуляционным насосом 6.

Устройство установки 4 для уменьшения концентрации отработанного теплоносителя приведено на рис. 2.

Устройство разделения теплоносителя и реагента содержит контейнер 7, в верхней части которого размещен испаритель 8 теплового насоса 9. Контейнер трубопроводом 10 соединен с выходом системы труб 2 (см. рис. 1), а в верхней части трубопроводом 11 с конденсатором 12 теплового насоса 9, который, в свою очередь, соединен со входом системы труб 2. Контейнер 7 также снабжен в нижней части трубопроводом 13, соединенным со входом системы труб 2.

Система работает следующим образом.

Отработанный теплоноситель в виде насыщенного раствора подается по трубопроводу 10 в контейнер 7, где охлаждается испарителем 8 теплового насоса 9. При этом происходит выпадение кристаллов реагента, которые в виде суспензии по трубопроводу 13 направляются на вход системы труб, а теплоноситель по трубопроводу 11 направляется в конденсатор 12 теплового насоса 9, где он нагревается и уже в виде обедненного раствора подается в систему труб 2.

1. Способ удаления снега с дорожного покрытия путем его подогрева с помощью укладки под его поверхностью системы труб, по которым циркулирует нагретый теплоноситель, отличающийся тем, что теплоноситель представляет собой слабый водный раствор реагента, а на входе в систему труб в теплоноситель подмешивается концентрат реагента, растворяющегося в теплоносителе в процессе движения по трубам с выделением тепловой энергии, а непрерывность процесса обеспечивается путем разделения теплоносителя и реагента уменьшением концентрации отработанного раствора теплоносителя за счет его охлаждения после его прохождения по системе труб и уменьшения его растворимости с выпадением концентрата, а образовавшийся концентрат реагента снова подается на вход системы труб.

2. Устройство для удаления снега с дорожного покрытия для осуществления способа по п. 1, содержащее систему трубопроводов, уложенных под дорожным покрытием и заполненных циркулирующим с помощью насоса теплоносителем, отличающееся тем, что на входе теплоносителя в систему труб подключен трубопровод подачи концентрированного раствора реагента, а на выходе система труб подключена к устройству разделения теплоносителя и реагента.

3. Устройство для разделения теплоносителя и реагента с целью осуществления непрерывности процесса способа по п. 1, отличающееся тем, что оно выполнено в виде теплового насоса, испаритель которого размещен в верхней части контейнера, соединенного с выходом из системы труб и, верхней частью, с конденсатором теплового насоса и далее с входом в систему труб, а также снабжен в нижней части трубопроводом, также соединенным с входом в систему труб.