本發(fā)明涉及一種熱棒技術(shù)，尤其是一種寒冷地區(qū)線路包括鐵路，公路，機(jī)場(chǎng)，隧道中使用的保土壤保持不冷凍狀態(tài)的熱棒，具體地說(shuō)是一種利用清潔能源長(zhǎng)期解決寒區(qū)區(qū)域既有線路和規(guī)劃線路路基凍土凍脹引起的凍害問(wèn)題的高效納米紅外節(jié)能低溫?zé)岚簟?/p>

背景技術(shù)：

經(jīng)過(guò)幾十年的不斷探索研究，現(xiàn)有的低溫?zé)岚粢呀?jīng)有效的應(yīng)用在公路、鐵路、各種塔基上，為解決多年凍土區(qū)域融沉的問(wèn)題提供解決方案；但是在季節(jié)性凍土區(qū)域，針對(duì)凍土凍脹作用導(dǎo)致既有線路破壞以及規(guī)劃線路難以施工等問(wèn)題難以解決的情況，本發(fā)明依據(jù)土力學(xué)及熱學(xué)，充分發(fā)揮低溫?zé)岚舻母咝?dǎo)熱性，并利用納米發(fā)熱材料能在低壓工作、發(fā)熱效率高、具有暗紅外輻射的工作特質(zhì)，在太陽(yáng)能清潔能源的供給下，可長(zhǎng)期有效的防治因凍脹帶來(lái)的工程災(zāi)害，是一種清潔、高效、便捷、實(shí)用、節(jié)能的裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的低溫?zé)岚羰枪┙o地下冷量，而無(wú)法供熱的難題，解決凍土區(qū)域路基凍脹的難題，使凍土區(qū)路基不凍脹，設(shè)計(jì)一種利用清潔能源智能供電的太陽(yáng)能加熱的高效納米紅外節(jié)能低溫?zé)岚簟?/p>

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種高效納米紅外節(jié)能低溫?zé)岚?，它由蒸發(fā)段和冷凝段依次相連而成，其特征在于所述的蒸發(fā)段上加裝有加熱外管5，加熱外管5中沿縱向螺旋布置有納米合金材料分子振動(dòng)暗紅外發(fā)熱絲9；加熱外管5內(nèi)安裝多個(gè)熱敏傳感器8，冷凝段中心也置有中心測(cè)溫管7，熱敏傳感器8和中心測(cè)溫管7與溫控裝置2連接，溫控裝置自動(dòng)控制加熱外管5對(duì)蒸發(fā)段進(jìn)行加熱；納米合金材料分子振動(dòng)暗紅外發(fā)熱絲9與蓄電池3電氣連接，蓄電池3由太陽(yáng)能發(fā)電板4充電。

冷凝段上安裝有翅片6，翅片6的類(lèi)型為螺旋圓盤(pán)翅片、齒型翅片、軋制翅片或縱向翅片；熱棒所填充的工質(zhì)為液氨或氟利昂或二氧化碳或水或乙二醇。

熱棒的長(zhǎng)度為500—20000mm，熱棒的管徑為20—500mm，熱棒的壁厚為1—10mm。

加熱外管5通過(guò)螺紋或者卡扣方式連接在蒸發(fā)段上，熱敏傳感器8沿?zé)岚艨v向方向分布，數(shù)量為1—10個(gè)。

加熱外管5由鍍鋅鋼套管10、保溫內(nèi)層11、熱敏傳感器8、納米合金材料分子振動(dòng)動(dòng)暗紅外發(fā)熱絲9組成；鍍鋅鋼套管10內(nèi)外皆鍍有鋅，鍍鋅鋼套管10的長(zhǎng)度為50—7000mm，壁厚為1—10mm；保溫內(nèi)層11的材料為玻璃纖維棉或石英棉或聚酯類(lèi)隔熱材料，厚度為1—50mm；保溫內(nèi)層11上螺旋布置或者回環(huán)發(fā)卡式布置或嵌埋式布置（即將被加熱面刻成小槽道填入發(fā)熱絲）納米合金材料的分子振動(dòng)暗紅外發(fā)熱絲9，發(fā)熱絲9的工作電壓為直流DC 0V—30V或者交流AC 0V—220V。

熱敏傳感器8按照等間距或者不等間距布置在保溫內(nèi)層表面上。

中心測(cè)溫管7和熱敏傳感器8均與溫控裝置2連接，在安裝熱棒的土體中也布置有測(cè)溫?zé)犭娕?，該測(cè)溫?zé)犭娕寂c溫控裝置連接，溫控裝置2同時(shí)與蓄電池3連接，當(dāng)中心測(cè)溫管7和熱敏傳感器8以及土體中的測(cè)溫?zé)犭娕妓鶞y(cè)溫度超出閾值便切斷電源；當(dāng)所測(cè)土體的溫度低于設(shè)定的某個(gè)溫度例如0℃時(shí)便接通電源。

太陽(yáng)能發(fā)電板4提供的電壓為0.5V—30V。

本發(fā)明的有益效果：

1、本發(fā)明利用高科技制造的特殊納米合金材料的分子振動(dòng)暗紅外發(fā)熱絲，在直流低壓條件下即時(shí)發(fā)熱溫度區(qū)間可達(dá)到0—360℃；不會(huì)斷線、可浸水材料；極細(xì)發(fā)熱絲直徑可做到0.1—0.5mm；發(fā)熱絲由聚氨酯包膜不會(huì)釋放出二甲苯，有別于已有的漆包線釋放出致癌物質(zhì)二氧化苯的發(fā)熱線；電阻值均一，萬(wàn)米以上維持均一的電阻值；可在安全電壓7—24v下發(fā)熱，可匹配太陽(yáng)能板電壓；采用納米技術(shù)生產(chǎn)的振動(dòng)發(fā)熱絲，由于自身振動(dòng)而發(fā)熱，可比現(xiàn)有的發(fā)熱絲節(jié)電90%。

2、本發(fā)明熱棒1與加熱外管5通過(guò)螺紋或者卡扣方式連接，密封性能好，方便拆卸更換維護(hù)。加熱外管5結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特殊，安全可靠。

4、本發(fā)明利用太陽(yáng)能清潔能源，是在高寒地區(qū)能源匱乏情況下行之有效的長(zhǎng)期供電措施，環(huán)保節(jié)能。

3、本發(fā)明解決了在季節(jié)性凍土區(qū)域，針對(duì)凍土凍脹作用導(dǎo)致既有線路破壞以及規(guī)劃線路難以施工等問(wèn)題難以解決的情況，在降溫季節(jié)主動(dòng)給土體加熱，保護(hù)季節(jié)性凍土不凍結(jié)，不產(chǎn)生凍脹。滿足了在不破壞土體及周邊環(huán)境的情況下解決季節(jié)性凍土地區(qū)凍脹問(wèn)題的工程需求。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是加熱外管的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明的低溫?zé)岚粼诼坊A(chǔ)中的安裝示意圖。

圖中：1、熱棒 2、溫控裝置 3、蓄電池 4、太陽(yáng)能發(fā)電板 5、加熱外管 6、翅片 7、中心測(cè)溫管 8、熱敏傳感器 9、納米合金材料的分子振動(dòng)暗紅外發(fā)熱絲 10、鋼套管 11、保溫內(nèi)層12、連接套口 13、路基基礎(chǔ)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。

如圖1-3所示。

一種高效納米紅外節(jié)能低溫?zé)岚?，熱?位于土體外的一端上套裝有加熱外管5（圖3），加熱外管5中沿縱向螺旋方式布置納米合金材料的分子振動(dòng)暗紅外發(fā)熱絲9；加熱外管5內(nèi)安裝多個(gè)熱敏傳感器8，熱棒中心也置有中心測(cè)溫管7，熱敏傳感器8與中心測(cè)溫管7與溫控裝置2連接；納米合金材料的分子振動(dòng)暗紅外發(fā)熱絲9的電能由太陽(yáng)能發(fā)電板4提供，電能儲(chǔ)存于蓄電池3中與暗紅外發(fā)熱絲9連接，如圖1所示。本發(fā)明對(duì)低溫?zé)岚舻恼舭l(fā)段進(jìn)行加熱的能源由太陽(yáng)能發(fā)電板4提供，電能儲(chǔ)存在蓄電池3中，可提供的電壓為0.5—48v。電壓滿足納米合金材料的分子振動(dòng)暗紅外發(fā)熱絲9的工作電壓（0.5V—30V）的要求。

圖2是加熱外管的結(jié)構(gòu)示意圖，加熱外管5由鍍鋅鋼套管10、保溫內(nèi)層11、納米合金材料的分子振動(dòng)暗紅外發(fā)熱絲9、熱敏傳感器8以及連接套口12組成。鍍鋅鋼套管10內(nèi)外皆鍍有鋅，套管長(zhǎng)度為50—7000mm，壁厚為1—10mm。保溫內(nèi)層11的材料為玻璃纖維棉，石英棉，厚度為1—50mm。保溫內(nèi)層11上螺旋布置或者回環(huán)發(fā)卡式布置納米合金材料的分子振動(dòng)暗紅外發(fā)熱絲9，發(fā)熱絲9的工作電壓為直流電7V—24V。在保溫內(nèi)層表面上可按照等間距或者不等間距布置熱敏傳感器8。納米合金材料的分子振動(dòng)暗紅外發(fā)熱絲9通過(guò)螺旋式或者回環(huán)發(fā)卡式固定在保溫內(nèi)層11上，圖2示意圖中的熱絲布置是螺旋式。熱敏傳感器8也按照等間距或者不等間距安裝固定在保溫內(nèi)層11上。

太陽(yáng)能發(fā)電板4吸收熱量太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能儲(chǔ)存在蓄電池3中，當(dāng)溫控裝置監(jiān)測(cè)到周?chē)馏w的溫度低于0℃，中心測(cè)溫管7，熱敏傳感器8溫度也低于零度的時(shí)候，溫控裝置接通電路，蓄電池3儲(chǔ)存電能以直流電的方式供給給納米合金材料的分子振動(dòng)暗紅外發(fā)熱絲，發(fā)熱絲產(chǎn)生電阻熱量以及暗紅外輻射熱量給熱棒1中工質(zhì)加熱，工質(zhì)將熱量傳遞給冷凝段給路基基礎(chǔ)主動(dòng)提供熱量，阻礙凍土的產(chǎn)生，防治凍土產(chǎn)生凍脹災(zāi)害。

圖3為熱棒插入基礎(chǔ)的安裝示意圖，首先在路基側(cè)向放坡面打孔，安裝套管。將加熱棒起吊安裝插入套管，打孔安裝角度θ為0—70°。插入加熱棒后，注漿凝固。最終在路基側(cè)向放坡面放網(wǎng)噴射砂漿固定。

本發(fā)明未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。