本發(fā)明涉及一種融雪水箱。

背景技術(shù)：

南極伊麗莎白公主地考察站位于東經(jīng)76°58′，南緯73°51′。海拔高度2600米，年平均溫度－36.6℃，最低溫度：－64℃，最高溫度－8℃，冰體厚度1900米(上層為積雪，厚度80～100米)。

融雪成為科考隊(duì)員的唯一水源。為減少勞動(dòng)強(qiáng)度，擬將融雪水箱設(shè)置在處理過的雪基礎(chǔ)上。水箱蓋與雪面齊平，隊(duì)員用運(yùn)雪車將雪倒入水箱后開始融雪。

融雪熱源有四種，分別為柴油發(fā)電機(jī)缸套冷卻水余熱回收、鍋爐加熱、風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)的電及微電網(wǎng)供電。優(yōu)先采用可再生能源及余熱回收，前二者不足時(shí)采用鍋爐加熱，初次化雪時(shí)同時(shí)使用電加熱提高融雪速度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)一種融雪水箱，解決了水箱內(nèi)部加熱融雪、水箱外部積雪不塌陷的難題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種融雪水箱，其包括，箱體，側(cè)壁設(shè)保溫層；主加熱體，箱型結(jié)構(gòu)，設(shè)置于所述箱體內(nèi)中央，底部設(shè)支架；主加熱體的側(cè)壁及底壁為保溫層+加熱層，主加熱體內(nèi)中部水平設(shè)置主加熱層，主加熱層上為貯雪層，主加熱體內(nèi)下部為貯水層，并設(shè)一水管及水泵引出箱體；加熱層及主加熱層內(nèi)部交錯(cuò)設(shè)置若干導(dǎo)流板，且內(nèi)部充滿由鍋爐加熱的硅油，導(dǎo)流板之間均勻設(shè)置若干相變材料封裝管，封裝管內(nèi)裝相變材料。

進(jìn)一步，所述加熱層內(nèi)沿各導(dǎo)流板設(shè)置可控溫電纜。

優(yōu)選的，所述箱體側(cè)壁保溫層為相變蓄熱保溫層，其內(nèi)間隔均勻設(shè)置導(dǎo)流板，且內(nèi)部充滿由鍋爐加熱的硅油，導(dǎo)流板之間設(shè)置相變材料封裝管，內(nèi)裝相變材料。

又，所述箱體側(cè)壁保溫層為相變蓄熱保溫層內(nèi)沿各導(dǎo)流板設(shè)置可控溫電纜。

優(yōu)選的，所述主加熱體的側(cè)壁及底壁的保溫層為氣凝膠保溫層。

更進(jìn)一步，還包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)或光伏組件，電性連接所述加熱層內(nèi)設(shè)置的可控溫電纜及箱體側(cè)壁保溫層，對(duì)可控溫電纜供電。

優(yōu)選的，所述相變材料封裝管內(nèi)裝的相變材料為有機(jī)石蠟類或無機(jī)結(jié)晶醋酸鈉相變材料。

優(yōu)選的，所述相變材料封裝管的管材為聚丙烯塑料管或不銹鋼管。

優(yōu)選的，本發(fā)明設(shè)置兩個(gè)融雪水箱，對(duì)稱布置在雪下管廊兩側(cè)，并設(shè)有連通管相互連通；融雪水箱箱底架空；融雪水箱設(shè)出水管及水泵連接至主樓設(shè)備層雪水箱，水泵進(jìn)出水管采用快速接頭連接。

融雪水箱與雪下管廊四周及底部均設(shè)有空氣隔斷，空氣可流通，溫度可控，不會(huì)將雪下管廊外的融雪融化，造成管廊及水箱的塌陷。

本發(fā)明融雪水箱做到既要融化水箱內(nèi)的雪，又避免水箱外的雪融化，雪與已融化成的水分離，水溫控制在15～20℃之間，有利于輸送且水泵及管道不會(huì)凍脹。

本發(fā)明的有益效果：

1.多種熱源并存加熱，根據(jù)用水需求及可再生能源的發(fā)電狀況決定采用何種熱源融雪。

2.融雪水箱不同部位不同溫度控制的技術(shù)。

3.棉絮狀雪與水箱內(nèi)壁的分離技術(shù)。

4.雪、水分離技術(shù)。

5.油電混合加熱、相變蓄熱的結(jié)合。

6.儲(chǔ)水區(qū)、水泵、水管的值班采暖、保溫。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的俯視圖。

圖3為圖1的A-A剖面圖。

圖4為圖1的B-B剖面圖。

具體實(shí)施方式

參見圖1～圖4，本發(fā)明的一種融雪水箱，其包括，

箱體1，側(cè)壁設(shè)保溫層11；

主加熱體2，箱型結(jié)構(gòu)，設(shè)置于所述箱體1內(nèi)中央，底部設(shè)支架3；主加熱體2的側(cè)壁及底壁為保溫層21+加熱層22，主加熱體2內(nèi)中部水平設(shè)置主加熱層23，主加熱層23上為貯雪層，主加熱體1內(nèi)下部為貯水層，并設(shè)一水管及水泵引出箱體；加熱層22及主加熱層23內(nèi)部交錯(cuò)設(shè)置若干導(dǎo)流板24、24’，且內(nèi)部充滿由鍋爐加熱的硅油，導(dǎo)流板24、24’之間均勻設(shè)置若干相變材料封裝管25、25’，封裝管內(nèi)裝相變材料。

進(jìn)一步，所述加熱層22內(nèi)沿各導(dǎo)流板24、24’設(shè)置可控溫電纜。

優(yōu)選的，所述箱體1側(cè)壁保溫層11為相變蓄熱保溫層，其內(nèi)間隔均勻設(shè)置導(dǎo)流板，且內(nèi)部充滿由鍋爐加熱的硅油，導(dǎo)流板之間設(shè)置相變材料封裝管，內(nèi)裝相變材料。

又，所述箱體1側(cè)壁保溫層11為相變蓄熱保溫層內(nèi)沿各導(dǎo)流板設(shè)置可控溫電纜。

優(yōu)選的，所述主加熱體2的側(cè)壁及底壁的保溫層21為氣凝膠保溫層。

更進(jìn)一步，還包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)或光伏組件(圖中未示)，電性連接所述加熱層22內(nèi)設(shè)置的可控溫電纜及箱體1側(cè)壁保溫層11，對(duì)可控溫電纜供電。

優(yōu)選的，所述相變材料封裝管25、25’、13、13’內(nèi)裝的相變材料為有機(jī)石蠟類或無機(jī)結(jié)晶醋酸鈉相變材料。

優(yōu)選的，所述相變材料封裝管25、25’、13、13’的管材為聚丙烯塑料管或不銹鋼管。

在本實(shí)施例中，本發(fā)明設(shè)有兩個(gè)融雪水箱，置于一對(duì)稱布置在雪下管廊兩側(cè)，并設(shè)有連通管5相互連通；融雪水箱箱底架空；融雪水箱設(shè)出水管及水泵4連接至主樓設(shè)備層雪水箱100，水泵進(jìn)出水管采用快速接頭連接。

實(shí)施例

融雪水箱由內(nèi)而外由油電混合相變蓄熱保溫加熱層及氣凝膠保溫層復(fù)合組成，厚度分別為100mm及50mm。其中保溫加熱層即可由鍋爐加熱，也可電加熱保溫，優(yōu)先采用可再生能源，柴發(fā)預(yù)熱，相變材料的溫度設(shè)定在20℃，可以使得水箱內(nèi)的水保持在20℃左右，水箱外側(cè)溫度5～8℃。

雪下管廊同樣由相變蓄熱保溫層及氣凝膠保溫層復(fù)合而成，相變材料溫度設(shè)定在6℃，厚度100mm，氣凝膠保溫層外側(cè)與雪接觸處的溫度可確保在零點(diǎn)以下。

架在水箱中間的500mm主加熱層(雪籠墊)類似于蒸籠，主加熱層的雪融化后通過加熱層及其支架間的微小縫隙流到水箱下部的20℃溫水區(qū)，水箱以加熱層為界，上部為雪水混合區(qū)，由于水箱側(cè)壁保持20℃，雪水融化后重力作用下落在主加熱層上，解決了棉絮狀的雪掛在水箱側(cè)壁或上面的難題。

如圖所示，水箱的采用3mm厚的SUS316L板，內(nèi)部平面尺寸為2m×2m，高度為1.5m，上層0.6m為貯雪層，鏟雪車將雪置放到這層；中間層為0.5m高的主加熱層(雪籠墊)，分割成0.9m×0.9m的4塊，內(nèi)部填充45℃的相變蓄熱材料，設(shè)置導(dǎo)流板，使鍋爐提供的硅油井然有序且均勻地通過相變材料，而不會(huì)產(chǎn)生短流現(xiàn)象。也可通過雪籠墊內(nèi)的可控溫電纜加熱，充分利用風(fēng)、光等可再生能源，這部分熱量不僅可以融雪，多余的熱量通過相變材料蓄熱，鍋爐不必連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，油、電、蓄互補(bǔ)，優(yōu)先采用可再生能源融雪，再利用相變材料蓄熱融雪。當(dāng)前二者均不滿足要求，水箱低液位時(shí)啟動(dòng)鍋爐融雪，貯水層的高度為0.4m，并采用一組3kW不經(jīng)過變流的風(fēng)力發(fā)電機(jī)直接為儲(chǔ)水區(qū)、水泵、水管值班采暖。確保雪水不結(jié)冰，造成管道凍脹。

上述實(shí)施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作對(duì)本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對(duì)上述實(shí)施例的變化、變型等都將落在本發(fā)明要求的范圍內(nèi)。