本發(fā)明涉及一種多年凍土地基熱穩(wěn)定維護(hù)方法，尤其涉及一種利用太陽能與風(fēng)能驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)制冷熱管維護(hù)凍土地基熱穩(wěn)定的方法。

背景技術(shù)：

在多年凍土地基、路基的熱穩(wěn)定運(yùn)營維護(hù)中，大量采用了熱管制冷裝置。熱管是一種汽液兩相對流循環(huán)的密封管導(dǎo)熱裝置，主要由蒸發(fā)段與散熱段兩部分組成，蒸發(fā)段置于多年凍土層中，散熱段置于大氣中，制冷工質(zhì)充灌于其中。在寒季，當(dāng)蒸發(fā)段的溫度高于散熱段溫度時(shí)，制冷工質(zhì)開始循環(huán)工作；在熱侵蝕最為嚴(yán)重的暖季，當(dāng)蒸發(fā)段的溫度高于散熱段溫度時(shí)，制冷工質(zhì)停止循環(huán)，熱管則停止工作，則無法保護(hù)多年凍土。

青藏高原多年凍土區(qū)具有豐富的太陽能和風(fēng)能?？梢杂行У膶⒍嗄陜鐾羺^(qū)豐富的自然能源轉(zhuǎn)化為電能，再通過電能帶動(dòng)壓縮機(jī)并驅(qū)動(dòng)安裝于凍土地基中的導(dǎo)熱裝置循環(huán)工作，這種方法不僅在寒季和暖季能夠?qū)鐾翆拥臒崃可⑹е链髿庵?，并增大多年凍土層的冷?chǔ)量；還可實(shí)現(xiàn)制冷裝置的自動(dòng)控制，能夠按照實(shí)際需要實(shí)現(xiàn)抵御大氣熱量對多年凍土層的侵蝕的作用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的根據(jù)青藏高原多年凍土區(qū)具有豐富的太陽能和風(fēng)能的特點(diǎn)，提供一種用太陽能與風(fēng)能驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)制冷熱管維護(hù)凍土地基熱穩(wěn)定的方法。

本發(fā)明利用太陽能與風(fēng)能驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)制冷熱管維護(hù)凍土地基熱穩(wěn)定的方法，包括以下設(shè)備和排布埋設(shè)方式：

太陽能風(fēng)能驅(qū)動(dòng)的制冷裝置：包括內(nèi)集熱式熱管，熱管的蒸發(fā)段外設(shè)有外散熱片，熱管的過渡段內(nèi)安裝有內(nèi)散熱片，冷凝段內(nèi)充由液態(tài)制冷劑：在熱管過渡段安裝有壓縮機(jī)制冷裝置；熱管蒸發(fā)段下部安裝有壓縮機(jī)制冷控制箱；熱管蒸發(fā)段中部及頂部安裝有太陽能光伏板及風(fēng)能發(fā)電機(jī)；風(fēng)能發(fā)電機(jī)、太陽能光伏板輸出的功率為壓縮機(jī)制冷裝置提供動(dòng)力。其中壓縮機(jī)制冷裝置，依次包括沿外散熱片以螺旋的形式緊密纏繞在熱管過渡段外壁的壓縮機(jī)蒸發(fā)管、保溫層、保護(hù)層，且壓縮機(jī)蒸發(fā)管、保溫層、保護(hù)層的上下端部由固定管帽固定安裝于熱管過渡段。壓縮機(jī)制冷控制箱內(nèi)安裝有畜電池、制冷壓縮機(jī)、自動(dòng)控制器；自動(dòng)控制器控制畜電池、制冷壓縮機(jī)進(jìn)行循環(huán)制冷。

排布埋設(shè)方式：內(nèi)集熱式熱管埋設(shè)于路基或地基兩側(cè)，其中冷凝段完全埋設(shè)于土層中；安裝在過渡段的壓縮機(jī)制冷裝置的下端埋設(shè)于土層以下0.1～0.3m處；熱管蒸發(fā)段置于大氣中。整個(gè)太陽能風(fēng)能驅(qū)動(dòng)的制冷裝置并排埋設(shè)于路基或地基兩側(cè)，且各制冷裝置埋設(shè)間距控制在2.0～5.0m之間。

本發(fā)明將太陽能與風(fēng)能發(fā)電裝置轉(zhuǎn)換為電能，并通過驅(qū)動(dòng)制冷壓縮機(jī)的蒸發(fā)管對螺旋狀安裝于熱管外壁進(jìn)行強(qiáng)制制冷循環(huán)工作，將凍土層中的熱量散失至大氣中，以達(dá)到降低凍土地基溫度，維護(hù)其熱穩(wěn)定的目的。該制冷裝置不受季節(jié)的限制，可按實(shí)際需要實(shí)現(xiàn)不同時(shí)間段的制冷自動(dòng)控制，能夠?qū)崿F(xiàn)熱管的全年運(yùn)行與循環(huán)工作，特別是在多年凍土融化季節(jié)的暖季，能夠?qū)崿F(xiàn)主動(dòng)制冷，能有效防治多年凍土地基路基的熱融下沉、傾斜、開裂等病害，解決了全年尤其是暖季主動(dòng)防御環(huán)境溫度對凍土層的熱侵蝕。

附圖說明

圖1為內(nèi)集熱式熱管的剖面結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本發(fā)明太陽能風(fēng)能制冷裝置的外觀圖。

圖3為本發(fā)明太陽能風(fēng)能制冷裝置的剖面結(jié)構(gòu)圖。

圖4為太陽能風(fēng)能制冷裝置的整體埋設(shè)排布圖。

具體實(shí)施方式

太陽能風(fēng)能驅(qū)動(dòng)的制冷裝置：包括內(nèi)集熱式熱管1，熱管的蒸發(fā)段2外設(shè)有外散熱片5，熱管的過渡段3內(nèi)安裝有內(nèi)散熱片6，冷凝段4內(nèi)充由液態(tài)制冷劑7（參照圖1）。在熱管的過渡段3處安裝有壓縮機(jī)制冷裝置11；熱管的蒸發(fā)段2下部安裝有壓縮機(jī)制冷控制箱10；熱管的蒸發(fā)段2中部及頂部安裝有太陽能光伏板9及風(fēng)能發(fā)電機(jī)8（參照圖2）；風(fēng)能發(fā)電機(jī)8、太陽能光伏板9輸出的功率為壓縮機(jī)制冷裝置11及控制箱提供動(dòng)力。其中壓縮機(jī)制冷裝置11包括依次沿?zé)峁芡馍崞?以螺旋形式緊密纏繞在熱管過渡段3的外壁的壓縮機(jī)蒸發(fā)管14、保溫層15及保護(hù)層16，且壓縮機(jī)蒸發(fā)管14、保溫層15、保護(hù)層16的上下端部由固定管帽17固定安裝于熱管過渡段3（參照圖3）。述壓縮機(jī)制冷控制箱10內(nèi)安裝有畜電池12、制冷壓縮機(jī)13、自動(dòng)控制器18；自動(dòng)控制器18控制畜電池12、制冷壓縮機(jī)13進(jìn)行循環(huán)制冷。

現(xiàn)場使用中，將其成排埋設(shè)于路基或地基兩側(cè)，各制冷裝置埋設(shè)間距控制在2.0～5.0m之間（參照圖4）。每個(gè)制冷裝置中，內(nèi)集熱式熱管1的冷凝段4埋設(shè)于土層中，過渡段3、蒸發(fā)段2置于大氣中。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了利用太陽能與風(fēng)能驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)制冷熱管維護(hù)凍土地基熱穩(wěn)定的方法，包括太陽能風(fēng)能驅(qū)動(dòng)的制冷裝置和排布埋設(shè)方式兩個(gè)部分，其中制冷裝置包括內(nèi)集熱式熱管，并在熱管過渡段安裝有壓縮機(jī)制冷裝置；熱管蒸發(fā)段下部安裝有壓縮機(jī)制冷控制箱；熱管蒸發(fā)段中部及頂部安裝有太陽能光伏板及風(fēng)能發(fā)電機(jī)；風(fēng)能發(fā)電機(jī)、太陽能光伏板輸出的功率為壓縮機(jī)制冷裝置提供動(dòng)力。排布埋設(shè)方式：內(nèi)集熱式熱管的冷凝段完全埋設(shè)于土層中；安裝在過渡段的壓縮機(jī)制冷裝置的下端埋設(shè)于土層以下0.1～0.3m處；熱管蒸發(fā)段置于大氣中。整個(gè)太陽能風(fēng)能驅(qū)動(dòng)的制冷裝置并排埋設(shè)于路基或地基兩側(cè)，且各制冷裝置埋設(shè)間距控制在2.0～5.0m之間。

技術(shù)研發(fā)人員：熊治文;米維軍;趙永虎;武小鵬;屈耀輝;趙相卿;周有祿;李?yuàn)^;苗學(xué)云
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中鐵西北科學(xué)研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.07.31
技術(shù)公布日：2017.10.17