基于太阳能-热管的循环流体加热桥面融雪系统试验研究

为准确分析基于太阳能-热管的循环热流体桥面融雪系统的工作性能,综合考虑桥面结构、热管埋深、集热器类型等因素,建立了以太阳能集热器为热源的循环热流体加热热管融化桥面积雪的足尺试验系统。基于前期监测数据,对系统融雪性能、集热效率进行了分析。研究结果表明:(1)系统对桥面升温效果明显,在桥面无预热且桥面供热温度为15℃～20℃条件下,最大可提高桥面温度7℃,且系统在5h内以先慢后快的速度融化了5cm厚的积雪;(2)较浅的热管埋深更加有利于融雪,融雪过程中浅埋段、中埋段和深埋段的平衡温度分别为2℃、1.5℃和0.6℃;(3)热管热量向下部水泥混凝土传递比上部沥青混凝土更多,距离热管相同距离的水泥混凝土和沥青混凝土温度相差3℃(5cm)和6℃(10cm);(4)融雪过程中热管管身温度并不一致,两端较中间温度高1.0～1.5℃,同时管排串管温度较热管高约5℃～6℃;(5)冬季晴朗天气光照下,系统平均集热功率为2.2kW,阴雨天气平均热损功率为0.33kW,真空管集热器较平板型集热器效率更高,两者集热效率之比约为1∶0.58。