我公司于2020年5月3日與朝陽市城發(fā)建筑工程有限公司達成就朝陽市高鐵北站EPC坡道融雪項目合作協(xié)議。

1.項目名稱：朝陽市高鐵北站EPC坡道融雪

2.伴熱裝置：公交車進口坡道、出口坡道

3.伴熱要求：冬季融雪化冰

4.項目地點：朝陽市

5.設計范圍：EPC坡道面積1000㎡

設計根據(jù)項目實際情況研究決定采用坡道融雪系統(tǒng)（HM-cable融雪發(fā)熱電纜）是把融雪電纜安裝在坡道混凝土中間，通電后，工作溫度為45℃-60℃，通過混凝土面層導熱將熱量傳遞到室內(nèi)，使室內(nèi)的溫度升高，從而達到取暖的目的。

一、 工程設計

1、熱負荷的計算

單位面積融雪化冰所需熱輸出功率Qo (W/ m2) 計算公式為Qo = Qs + Qm + A r ( Qe + Qc + Qr)

式中, Qs 為冰雪從負零度升溫到0 ℃所需熱量(W/ m2) , Qm 為冰雪由0 ℃冰變成0℃ 水所需的熔解熱量(W/ m2) , A r 為路面無雪覆蓋面積占總面積的比例, Qe 為水蒸發(fā)所需熱量(W/ m2 ) , Qr 為輻射散熱量(W/ m2) , Qc 為對流散熱量(W/ m2) 。

（1）、雪升溫所需熱量

下雪時雪的溫度與氣溫一致,其融化前必須先升溫到0 ℃。單位面積所需的升溫熱量為

Qs = S Cpρ( Tr - Ta)

式中, S 為降雪量,mm/ h ; Cp 為冰雪的比熱,2. 05 kJ / (kg·K) ;ρ為冰雪的密度,917 kg/ m3 ; Ta 為空氣溫度, ℃; Tr 為雪融化溫度,0 ℃。因此其可簡化為Qs = - 0. 52 S Ta (3)

（2）、 冰雪的熔解熱量

冰雪在熔解時溫度維持在0 ℃,由0 ℃冰雪完全熔化成0 ℃水所需的熔解熱Qm 占融化冰所需熱量的比例很大,其隨著降雪量增大而增大。

Qm = S hfρ (4)

　　式中, hf 為冰雪的熔解熱,334 kJ / kg。式(4) 可簡化為

Qm = 85 S (5)

（3）、對流換熱

對流換熱量與風速、氣溫有關,其中風速對其影響甚大,不同的風速表現(xiàn)為不同的對流流態(tài)。無風時,路面的對流換熱可按平板自然對流來計算換熱系數(shù)α(W/ (m2·℃) ) 。McAdams 經(jīng)驗公式[4 ,5 ]為αLλ = 0. 15 Ra1/ 3L (6)

式中, 107 ≤RaL ≤1010 , RaL = Pr Gr , Pr =ν/ a , Gr = βΔ TgL 3/ν2 ; g 為重力加速度, 9. 81 m/ s2 ; L =A s/ P , A s 和P 分別為平板的表面積和周長。ν、α、β、λ為空氣的物性量。

2、設計參數(shù)：

1)室外計算參數(shù)：冬季室外最低溫度：-19 ℃，冬季室外平均風速：2.3 m/s；

2）坡道結(jié)構(gòu)設計

a）坡道結(jié)構(gòu)為混凝土面層，水泥混凝土面層，水泥穩(wěn)定碎石基層；

b）融雪電纜安裝在50mm的水泥混凝土中間，距路面頂部50mm。

3）融雪電纜設計

坡道融雪化冰系統(tǒng)主要由融雪電纜、坡道地面、智能控制系統(tǒng)三個部分組成。

                       坡道融雪伴熱帶                                       電熱融雪化冰專用溫控器

施工現(xiàn)場：