[发明专利]隧道保温水沟地源热泵型加热系统

说明书

技术领域

本发明属于寒区隧道的防冻保暖，具体说是一种用于隧道保温水沟的地源热泵型加热系 统。

背景技术

寒冷地区的铁路、公路隧道冻害现象普遍严重，导致隧道衬砌结构破环甚至报废，严重 影响隧道的正常运行和安全。水是寒区隧道产生冻害的根源，所以必须解决好寒区隧道排水。

衬砌壁后排水系统的冻结，将导致隧道排水不畅，同样会诱发各种隧道冻害。目前国内 外隧道采用的排水系统主要有防寒泄水洞，深埋水沟，电加热或蒸汽加热水沟，皆存在问题。 首先防寒泄水洞和深埋水沟的施工会对隧道的整体结构安全带来影响，防寒泄水洞和深埋水 沟增加了施工工序，延长了施工工期，而且增加了工程造价。其次，电加热或蒸汽加热水沟 这两种技术运营、维护及管理费用高、能耗大，燃料锅炉还会造成一定的空气污染。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种隧道保温水沟地源热泵型加热系统，避免寒区隧道 排水系统发生冻结，形成通畅的排水系统，为隧道运营提供保障。

本发明采用以下技术方案：

一种隧道保温水沟地源热泵型加热系统，包括热交换管回路、地源热泵和供热管回路， 所述热交换管回路埋设于隧道中，供热管回路铺设于保温水沟的沟壁和沟底，热交换管回路、 供热管回路分别与地源热泵连接。

优选地，所述热交换管回路包括多组热交换管，各组热交换管两端分别通过第一回水总 管、第一供水总管与地源热泵连接。

优选地，所述供热管回路包括多组供热管，各组供热管的两端分别通过第二回水总管(6)、 第二供水总管与地源热泵连接。

优选地，所述热交换管铺设于隧道初衬与二次初衬之间。

优选地，所述第一回水总管，第一供水总管置于共同沟内。

优选地，在所述保温水沟上设有两层保温盖板，第二回水总管、第二供水总管位于两层 保温盖板之间。

优选地，所述保温水沟的沟壁及沟底由外向内依次设有沥青涂层、聚氨酯保温板及沥青 涂层。

隧道保温水沟地源热泵型加热系统属于主动供暖系统，可以确保保温水沟内的地下水顺 利排出洞外，不产生冻结现象。与深埋水沟和防寒泄水洞相比，防冻保暖效果更可靠。

该系统采用低温热水供暖方式，即可确保保温水沟内的地下水受热均匀，又可减少热量 损失，具有很好的节能效果。

将地源热泵的热交换管埋设于初衬与二衬之间，替代传统地源热泵埋管所需的地下钻孔， 还可以节省部分初期建设投资。与加热电缆型保温水沟加热系统相比，可节省70％的后期运 行维护费用。与普通燃料锅炉相比，无CO₂排放。

附图说明

图1为本发明的原理图，所示箭头为循环介质在管道中的流动方向。

图2为热交换管布置横断面图。

图3为图2中圈A的放大样图。

图4为保温水沟供热管布置横断面图。

图5为供热管沿保温水沟展开布置图。

其中，附图标记如下：

1、围岩                        10、二次衬砌

2、热交换管                    11、保温板

3、第一回水总管                12、保温水沟

4、第一供水总管                13、保温盖板

5、地源热泵                    14、路面

6、第二回水总管                15、沥青涂层

7、第二供水总管                16、共同沟

8、供热管                      17、保温管道沟

9、初衬                        18、热交换管填充层

具体实施方式