涵洞融冰方案求助

generalad · 发表于 2016-11-14 22:12:14

老哥在青藏铁路上做养护方面的工作，有一个项目寻求我的帮助。铁路沿线有很多涵洞，上游的表层冻土以及积雪融化，流入涵洞，由于涵洞里面缺乏光照，温度很低，所以会慢慢会结冰，并且会越积越多。长期的冰冻低温和应力对涵洞的钢筋混凝土结构存在很大的威胁。所以提出了电加热融冰的想法，检测到涵洞内出现冰冻之后启动电加热装置来融冰。涵洞的空间按2米高，2米宽，50米长来算。现在还难以想出很好的对策，主要的问题是：
1）如何准确检测涵洞内出现结冰。由于上游水源量很小，所以不考虑浮冰。结冰的话就是从水底一直冻到水面。
2）采用何种电加热装置，因为要铺设在涵洞底部，面积很大，还需要防水防冻。
3）选择多大的加热功率合适，按照气温最低零下20度来计算。

sibtck · 发表于 2016-11-14 22:34:40

这需要很多经验参数吧。估计没人能精确回答你。要自行测试，不断实验。

qiufeng · 发表于 2016-11-14 22:43:29

去国外考察，反正有的是钱。

1109 · 发表于 2016-11-14 23:04:56

我觉得可以换一种思路，比方说：在未结冰的涵洞底部铺上双面浸有废机油的帆布，如果有水滴落到帆布上并结了冰，就把帆布拖出来，放在外面让其自然融化风干，再涵洞内部重新铺上一层新的浸有废机油的帆布。

yuyanlzh · 发表于 2016-11-14 23:40:04

灌上防冻液

linhao1581 · 发表于 2016-11-14 23:44:41

通风，除湿

wxws_wxws · 发表于 2016-11-15 00:01:07

四楼方法是肯定不行的，污染。这只能用物理方法

442502587 · 发表于 2016-11-15 07:29:31

挖洞采集地热

laoshuhunya · 发表于 2016-11-15 07:59:11

想办法不让水流入

ggddll · 发表于 2016-11-15 08:12:02

1）如何准确检测涵洞内出现结冰。由于上游水源量很小，所以不考虑浮冰。结冰的话就是从水底一直冻到水面。
================================
多个测温，大多数零下说明结冰。

2）采用何种电加热装置，因为要铺设在涵洞底部，面积很大，还需要防水防冻。
========================
电加热方式很多，防水的很多。似乎底下效果好一些，注意最好还要一层隔热。

3）选择多大的加热功率合适，按照气温最低零下20度来计算。
============================
估计加热功率会非常大，也许承受不了。

我觉得涵洞尽量陡一些，然后在内部做一圈弹性缓冲（泡沫），真到天寒地冻也没有水了。

laujc · 发表于 2016-11-15 08:20:31

像电热风扇一样工作,应该可行.
当然要配合检测装置.

多个点检测,如果在零下,说明结冰了.然后自动启动除冰功能,一定时间后再检测温度,退出除冰过程即可.

ourAVR_m16 · 发表于 2016-11-15 08:48:42

我怎么觉得与其被动防治不如主动出击呢。反正都要加热化冰，不如直接上大型的热风机械一直给涵洞通风防止结冰。能源消耗也不会比楼主的思路耗电

generalad · 发表于 2016-11-15 08:55:45

1109 发表于 2016-11-14 23:04
我觉得可以换一种思路，比方说：在未结冰的涵洞底部铺上双面浸有废机油的帆布，如果有水滴落到帆布上并结了 ...

太费事了，没有实现自动化管理，效率低下，这样肯定是不行的。

d__xin · 发表于 2016-11-15 08:55:57

在关键部位做滴水沿，地面做防水台防水坡防止水流入。

做加热还不如用通风升华的方法来除冰呢，这加热功率不是一般设备能承受得了的。

generalad · 发表于 2016-11-15 08:57:13

yuyanlzh 发表于 2016-11-14 23:40
灌上防冻液

这么大面积肯定会污染环境

generalad · 发表于 2016-11-15 08:58:32

linhao1581 发表于 2016-11-14 23:44
通风，除湿

这个可以考虑，弄个超大功率电吹风

generalad · 发表于 2016-11-15 08:59:29

442502587 发表于 2016-11-15 07:29
挖洞采集地热

地热应该也不是那么好采集的吧，关键不是每个地方都有地热分布

generalad · 发表于 2016-11-15 09:02:05

laoshuhunya 发表于 2016-11-15 07:59
想办法不让水流入

这个有点难，堵不如疏嘛，还是考虑融冰比较好

cocom · 发表于 2016-11-15 09:02:20

太阳能热风系统，产出热空气吹涵洞。

YAOZHE · 发表于 2016-11-15 09:04:27

1109 发表于 2016-11-14 23:04
我觉得可以换一种思路，比方说：在未结冰的涵洞底部铺上双面浸有废机油的帆布，如果有水滴落到帆布上并结了 ...

刹车还行吗？上面全是油！

szmachine · 发表于 2016-11-15 09:09:19

那里的日照如何？

greencamel · 发表于 2016-11-15 09:16:20

你都说“由于涵洞里面缺乏光照，温度很低”，我觉得，直接用风机往里面吹风，让内外环境温度尽量一致的方法，是可行的。

jiangxingyuan · 发表于 2016-11-15 09:16:37

generalad 发表于 2016-11-15 09:02
这个有点难，堵不如疏嘛，还是考虑融冰比较好

参考河道排水系统。做个重力闸，当水量比较低时关闭闸门，让水在外面积蓄，外面有阳光，不易结冰。当水积到一定量时，重力达到一定程度，开闸排水，一次性排完，减少结冰可能。

xiesx1985 · 发表于 2016-11-15 09:19:43

保持通风，另外再专门开个导流的渠？

generalad · 发表于 2016-11-15 09:20:40

ggddll 发表于 2016-11-15 08:12
1）如何准确检测涵洞内出现结冰。由于上游水源量很小，所以不考虑浮冰。结冰的话就是从水底一直冻到水面。
...

回答的很详细，谢谢。很多人都说到检测到零下就是结冰，实际上那边的气温本身就很低的，气温低于零度很正常。所以靠检测温度肯定不靠谱。

ggddll · 发表于 2016-11-15 09:21:25

jiangxingyuan 发表于 2016-11-15 09:16
参考河道排水系统。做个重力闸，当水量比较低时关闭闸门，让水在外面积蓄，外面有阳光，不易结冰。当水积 ...

有道理！

jiangxingyuan · 发表于 2016-11-15 09:27:05

ggddll 发表于 2016-11-15 09:21
有道理！

如果外面的水比零度还要高的话，一次过排放可能还可以溶化里面的附冰，一举两得。当然想法是这样，不知道举体能不能实现。

generalad · 发表于 2016-11-15 10:05:00

综合大家的意见，觉得采用大功率热风机的方法可能靠谱些。但是最主要的问题是如何检测到涵洞内到底是否有结冰呢？采用温度检测的方法肯定不靠谱，因为i气温本身就有可能低于零下。重要的问题说三遍，如何检测结冰，如何检测结冰，如何检测结冰。。。

walker0 · 发表于 2016-11-15 10:17:58

放一点样品水，通过光照来检测折射率，如果样品结冰，折射率会变小的。

RAMILE · 发表于 2016-11-15 10:30:23

冰是白色的，用光线反射，，，用摄像头拍照，远程上传，接收端天然智能判断

或者靠谱的方法是计算温度，用一种算法来猜测是否结冰

d__xin · 发表于 2016-11-15 10:36:37

generalad 发表于 2016-11-15 10:05
综合大家的意见，觉得采用大功率热风机的方法可能靠谱些。但是最主要的问题是如何检测到涵洞内到底是否有结 ...

结冰不好检测，用摄像头吧，能做到除冰就不错了。外面做大面积光热采集+电热。大风量通风。摄像头+人员定期巡查就行了。

不要把问题想得太复杂，只要把80%的问题解决好就不错了

Doding · 发表于 2016-11-15 10:46:59

generalad 发表于 2016-11-15 10:05
综合大家的意见，觉得采用大功率热风机的方法可能靠谱些。但是最主要的问题是如何检测到涵洞内到底是否有结 ...

测出入口水流量，长时间出口没水，就是结冰都冻上了。

generalad · 发表于 2016-11-15 10:50:18

突然想到一种很好的方式，弄个带桨叶的直流电机，桨叶靠近涵洞底部，通电检测电机电流，结冰的话肯定会堵转

MDC012170 · 发表于 2016-11-15 10:56:40

降重力传感器放在一个弹性的皮球咧，通过无线跟主机通信。然后让球下落，如果下边是冰面那么它上弹的高度肯定跟水或是软的平面不一样的

generalad · 发表于 2016-11-15 11:05:18

MDC012170 发表于 2016-11-15 10:56
降重力传感器放在一个弹性的皮球咧，通过无线跟主机通信。然后让球下落，如果下边是冰面那么它上弹的高度肯 ...

原理上可行，实施起来太复杂。皮球怎么管理，怎么释放，怎么检测弹起高度。。。

huangqi412 · 发表于 2016-11-15 12:48:50

不说检测结冰不说要多大功率融化。先讲讲融冰了又如何？不先考虑怎么把水排出去窝在里面烧热水给藏羚羊洗澡么。

snail_dongbin · 发表于 2016-11-15 13:04:10

这个是个大工程，可以立个项目，取个名字 ”高寒高湿超低温冻土解决方案” 估计领导可以申请几个亿了。
然后层层转包最后在我们论坛一位网友的热性帮助下以20莫元的解决。

楼主可以参考不要为真，这种工程性问题还是找更专业的工程人员解决。

1 如果玩检测结冰只需检测水温，只要零度以下不就肯定结冰了
2 铺加热这个难度大，不如吹热风
3 干嘛要知道功率，搞个pid算法一点一点的补偿到一个固定温度点就好了

generalad · 发表于 2016-11-15 14:27:08

snail_dongbin 发表于 2016-11-15 13:04
这个是个大工程，可以立个项目，取个名字 ”高寒高湿超低温冻土解决方案” 估计领导可以申请几个亿了。
然 ...

关键是不一定有水啊，可能是干涸期。加热功率还是要设计的，PID再怎么搞也不可能把1百瓦的弄成1千瓦。太小了够用，太大了浪费。

jiffyang · 发表于 2016-11-15 14:42:53

snail_dongbin 发表于 2016-11-15 13:04
这个是个大工程，可以立个项目，取个名字 ”高寒高湿超低温冻土解决方案” 估计领导可以申请几个亿了。
然 ...

建在青藏高原上永久冻土层上的铁路，如果一旦破坏了永久冻土层，铁路就歇菜了。
热管已经在青藏铁路上应用，至于涵洞等处为何不用，楼主和各位还是洗洗睡吧，这个是几十个亿的生意。

vvi · 发表于 2016-11-15 17:20:29

用太阳能热水器，里面灌防冻液，管道铺到涵洞地面，白天有太阳的时候就自然融化了，不消耗另外的能源，不用检测结冰什么的。

lengshuicha · 发表于 2016-11-15 19:07:15

换个思路吧，话说这样工程，要想很好的解决办法，还真的去现场看看，或许灵机一动，就有了解决办法，不一定局限于电子技术。

yansw · 发表于 2016-11-15 20:02:03

vvi 发表于 2016-11-15 17:20
用太阳能热水器，里面灌防冻液，管道铺到涵洞地面，白天有太阳的时候就自然融化了，不消耗另外的能源，不用 ...

方案挺好，类似家里的地采暖。

lcw_swust · 发表于 2016-11-15 21:28:27

generalad 发表于 2016-11-15 10:50
突然想到一种很好的方式，弄个带桨叶的直流电机，桨叶靠近涵洞底部，通电检测电机电流，结冰的话肯定会堵转 ...

这方法不错
我想到的是利用压电片,一方产生振动,另一方检测振动.

深圳嘉立创-SMT · 发表于 2016-11-15 21:54:46

给涵洞装空调？格力的行不？

snail_dongbin · 发表于 2016-11-16 08:50:31

深圳嘉立创-SMT 发表于 2016-11-15 21:54
给涵洞装空调？格力的行不？

松下也行

rwdxty · 发表于 2016-11-16 16:07:07

最容易的是强力通风

PowerAnts · 发表于 2016-11-16 21:56:34

电热能耗过大, 最好是在涵洞两头分别打井, 几十米的地下水温度长年保持在十几度. 抽地下热水通过管道加热涵洞内部, 打两口井的目的: 一口抽一口回灌, 只取热不取水.

TANK99 · 发表于 2016-11-17 16:45:23

表面做光，或者直接买个车后档玻璃（带加热），涂上憎水剂，有水就流走了。不积厚冰，有积水，加点盐，降低冰点。

hushaoxin · 发表于 2016-11-17 17:05:53

PowerAnts 发表于 2016-11-16 21:56
电热能耗过大, 最好是在涵洞两头分别打井, 几十米的地下水温度长年保持在十几度. 抽地下热水通过管道加热涵 ...

电源蚂蚁回帖的性格是，每次都认真回复，巴不得跟你把打井的深度，直径都回复出来，非常认真、专业，点赞

PowerAnts · 发表于 2016-11-17 22:36:05

hushaoxin 发表于 2016-11-17 17:05
电源蚂蚁回帖的性格是，每次都认真回复，巴不得跟你把打井的深度，直径都回复出来，非常认真、专业，点赞 ...

专业倒是谈不上, 只不过我平时比较喜欢做数据分析. 像这种应用, 能耗是个大问题, 每小时抽十吨水, 降温10度, 辞放的热能相当于116KW的电力, 至于井要多深, 查地下水资源便可得知, 流量不大, 井的直径也不需要太大, 也许只容得下小孩的一只脚, 倒也不必担心小孩跌井了.

jjj206 · 发表于 2016-11-17 23:45:06

反射太阳光热入涵洞融冰

xukaiming · 发表于 2016-11-18 00:15:19

前面的网友说升华比较靠谱,不然能量太大了,还有冻土层融化的风险

sailor0908 · 发表于 2016-11-18 07:21:04

那种装在瓷砖底下的地暖怎么样?要那种热媒不是水的,不然都冻爆了.

naodanisme · 发表于 2016-11-18 08:50:36

08年湖南等南方出现冰雨天气导致很多电力铁路瘫痪；从那时候起铁路有了一个新项目叫做融雪项目，同事负责的项目已经工程化好多年了，溶解钢轨上的结冰和积雪；定制的火腿肠粗细的加热带。

lpfswadr · 发表于 2016-11-18 10:01:28

我觉得你需要一台抽水机。

adcr · 发表于 2016-11-19 12:43:47

经常撒盐，就像是公路融雪一样

YS126 · 发表于 2016-11-19 14:56:22

这种没有大量的实验数据，都是扯谈……

dellric · 发表于 2016-11-19 16:24:23

generalad 发表于 2016-11-15 10:05
综合大家的意见，觉得采用大功率热风机的方法可能靠谱些。但是最主要的问题是如何检测到涵洞内到底是否有结 ...

装个摄像头，在中心控制室慢慢看

RAMILE · 发表于 2016-11-19 16:33:10

加泡沫外墙隔热板，即使冻结实力，产生的应力膨胀会被泡沫层吸收，不会传导到墙体

jasonzhu8888 · 发表于 2016-11-19 17:38:37

generalad 发表于 2016-11-15 10:05
综合大家的意见，觉得采用大功率热风机的方法可能靠谱些。但是最主要的问题是如何检测到涵洞内到底是否有结 ...

摄像头拍摄照片定时回传，加个人工检查，下达加热指令

lzf713 · 发表于 2016-11-19 21:09:16

不同形态对声波反射不同，可以通过声音反射的音量，音调进行判断是否结冰.(纯属个人臆想)

lzf713 · 发表于 2016-11-19 21:11:37

在涵洞里面铺设一条水管，水管里面放满水。如果涵洞的水结冰了水管里面的水也差不多结冰了，则不能流动了，通过水管里面的水是否能流动进行判别。

bailao99 · 发表于 2016-11-20 14:03:51

用电容式传感器检测是否结冰，极板之间有冰，交流阻抗会变化

teddeng · 发表于 2016-11-20 14:32:20

既然是太阳照不到，那树几面镜子反射进去好了：）

kerrwang1982 · 发表于 2016-11-20 15:00:54

lengshuicha 发表于 2016-11-15 19:07
换个思路吧，话说这样工程，要想很好的解决办法，还真的去现场看看，或许灵机一动，就有了解决办法，不一 ...

是的，现场有许多无法统计的因素，仅靠几个的数据的累积是不够的。

这个礼拜刚从现场回来，13年的设计，现在看来都是shit，许多的不合理，就引伸出许多的后期解决方案，那个钱呢，哗哗的流。。运维的人还累的跟狗一样。

轻风 · 发表于 2016-11-20 16:47:29

generalad 发表于 2016-11-15 10:05
综合大家的意见，觉得采用大功率热风机的方法可能靠谱些。但是最主要的问题是如何检测到涵洞内到底是否有结 ...

测量声波在土里面的传播速度，结冰与不结冰应该有差别

thxcai2 · 发表于 2016-11-20 19:30:49

记得盗墓迷城里金字塔用大镜子反射太阳光给地宫照明，是否可参考下

myin4 · 发表于 2016-11-20 21:57:08

还检测什么结冰呀，整个风扇，零下就开始吹，也不在乎那点电费

313157950 · 发表于 2016-11-20 22:03:59

还是吹风靠谱，电加热你这个电钱能拿得起么，边上是不是需要建给我电站？我估计几万千瓦的热量上去，还会产生其他问题。

RAMILE · 发表于 2016-11-20 23:15:19

热风融冰比较扯淡，冰融化了，冻土融化了，热风还要不要继续吹，不吹的话融水和冻土二次结冰，对混凝土造成二次伤害

还不说热风的电从哪来，这么大空间20kw都是毛毛雨

xuelang1984 · 发表于 2016-11-21 09:59:05

不要考虑电加热，能源消耗量太大，而且检测也困难，必须用这个方案的话就用PTC长期加热，否则在两侧砌小槽，槽内加融冰剂，定期维护就行，看两侧空间，大的话一年也就维护一次，这边的优势就是加融冰剂不会有外力破坏

abuzhu · 发表于 2016-11-21 20:19:54

1）如何准确检测涵洞内出现结冰。由于上游水源量很小，所以不考虑浮冰。结冰的话就是从水底一直冻到水面。
地面布置多个测温点，一定比例的测温点低于0度开始融冰；

2）采用何种电加热装置，因为要铺设在涵洞底部，面积很大，还需要防水防冻。
有一种叫做伴热带的比较适合这种应用场合；可以在涵洞底部用伴热带网状排布，分为多组分别控制；

3）选择多大的加热功率合适，按照气温最低零下20度来计算
不考虑功率，总量足够多的伴热带，开始融冰后逐组投入融冰，如果一定时间内没有足够多的测温点达到满意温度，则再投入多一组伴热带，直到足够多的测温点温度满意

涵洞融冰方案求助

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