CN206180900U - 一种基于热电转换的环境友好型路面结构 - Google Patents
一种基于热电转换的环境友好型路面结构 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种基于热电转换的环境友好型路面结构，其中，所述的上面层和下面层之间沿着与道路行进方向垂直的方向均匀铺设有多个下均热板，下均热板伸入绿化带的内部，每个伸入绿化带内部的下均热板上安装有半导体温差发电片，多个半导体温差发电片在绿化带内部沿着道路行进方向呈列排布，多个半导体温差发电片上接触式铺设有沿着道路行进方向的上均热板。实现了太阳能绿色再生利用，变废为宝；将夏季路表高温快速导出，减小了温度对沥青路面的损害，延长了沥青路面的使用寿命；夜间可将路面中的余热导出，降低周围环境温度，缓解城市热岛效应。温差发电产生的电能可并入电网或作为道路照明、道路指示灯的用电补充，节约能源。
Description
技术领域
本实用新型属于道路工程领域，涉及热电转换路面，具体涉及一种基于热电转换的环境友好型路面结构。
背景技术
随着世界环境污染的日益严重和能源危机的不断加剧，寻求无污染、可再生的绿色能源已经受到人们的高度关注。人们生活中广泛存在着大量的可再生绿色能源，将绿色能源收集利用正符合我国建设资源节约型、环境友好型社会的发展要求。
沥青路面具有表面平整、行车舒适、耐磨性好、振动小、噪声低等优点，被广泛应用于高速公路、城市道路、桥面铺装、机场道面等。截止2015年底,我国高速公路总里程已经达到12.35万公里,其中除了少部分特殊路段为水泥路面外,均为沥青路面。沥青路面为黑色路面，对太阳辐射的吸收能力极强，辐射吸收系数一般在0.8—0.95之间，在夏季高温时节，路面吸热快、温度高，在炎热地区路表温度甚至可达到70℃。同时沥青混凝土的导热系数小，积聚的大量热量不易释放，内部高温持续时间长。温度的升高会对路面产生不利影响，在车辆等外力作用下容易发生车辙、推移、拥包、搓板、泛油等变形。夜晚储存在路面内部的热量开始释放，导致环境温度的上升，加剧城市的热岛效应。将道路中储藏的热能加以收集、利用，转化为电能，既可以降低路面温度，减少高温病害，延长道路使用寿命，还可以很好的解决能源短缺的问题，为资源、环境的可持续发展提供一条绿色道路，产生可观的经济效益。
温差发电技术是采用塞贝克效应将热能直接转换为电能的新型发电技术。塞贝克效应是指在两种不同导体构成的回路中，当两个结点的温度不同时，将有一定的电动势存在于该回路中。根据塞贝克效应，可利用沥青路面表层温度和路基中温度存在较大的温差将路面中积存的热能转换为电能，实现路面中热能的绿色再生利用，延长道路使用寿命，改善周围环境状况，解决能源短缺现状，但是目前温差发电技术在道路领域尚无系统的研究与应用。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种基于热电转换的环境友好型路面结构，该路面结构利用塞贝克效应，通过温差发电片，将沥青路面与道路路基的温差转化为电能进行利用，可降低高温对沥青路面的影响，提高道路的使用性能，并改善周围环境状况。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现：
一种基于热电转换的环境友好型路面结构，包括通过路缘石隔开的路面和绿化带，所述的路面从上至下依次为上面层、下面层、路面基层和路基；
所述的上面层和下面层之间沿着与道路行进方向垂直的方向均匀铺设有多个下均热板，下均热板伸入绿化带的内部，每个伸入绿化带内部的下均热板上安装有半导体温差发电片，多个半导体温差发电片在绿化带内部沿着道路行进方向呈列排布，多个半导体温差发电片上接触式铺设有沿着道路行进方向的上均热板。
本实用新型还具有如下区别技术特征：
所述的上均热板的端部连接有竖均热板，竖均热板竖向插入绿化带内部。
所述的下均热板伸入绿化带的部分的底部铺设有第一保温棉层。
所述的下均热板和路缘石之间通过第二保温棉层隔开。
所述的上均热板紧贴着路缘石沿着道路行进方向布设。
所述的上均热板和下均热板均采用铝制成。
所述的竖均热板也采用铝制成。
所述的路面为沥青混凝土路面。
本实用新型与现有技术相比，具有如下技术效果：
(Ⅰ)实现了太阳能绿色再生利用，变废为宝；将夏季路表高温快速导出，减小了温度对沥青路面的损害，延长了沥青路面的使用寿命；夜间可将路面中的余热导出，降低周围环境温度，缓解城市热岛效应。
(Ⅱ)温差发电产生的电能可并入电网或作为道路照明、道路指示灯的用电补充，节约能源。
(Ⅲ)采用无机高效扁平铝均热板，传热速度快、导热系数高、传热能力大、使用寿命长、安全可靠，扁平状更适合路面结构，解决了现有设计中采用铜管、铝管导热功率不够，圆柱状不好埋设的缺陷问题。
(Ⅳ)利用路基温度作为半导体温差发电片的冷端，解决了现有设计中将半导体温差发电片冷端并入水流管网的繁琐问题。
附图说明
图1是基于热电转换的环境友好型路面结构的截面结构示意图。
图2是均热板和半导体温差发电片的布设示意图。
图中各个标号的含义为：1-路面，(1-1)-上面层，(1-2)-下面层，(1-3)-路面基层，(1-4)-路基，2-绿化带，3-路缘石，4-下均热板，5-半导体温差发电片，6-上均热板，7-竖均热板，8-第一保温棉层，9-第二保温棉层。
以下结合实施例对本实用新型的具体内容作进一步详细解释说明。
具体实施方式
以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。
实施例：
遵从上述技术方案，如图1和图2所示，本实施例给出一种基于热电转换的环境友好型路面结构，包括通过路缘石3隔开的路面1和绿化带2，所述的路面1从上至下依次为上面层1-1、下面层1-2、路面基层1-3和路基1-4；
所述的上面层1-1和下面层1-2之间沿着与道路行进方向垂直的方向均匀铺设有多个下均热板4，下均热板4伸入绿化带2的内部，每个伸入绿化带2内部的下均热板4上安装有半导体温差发电片5，多个半导体温差发电片5在绿化带2内部沿着道路行进方向呈列排布，多个半导体温差发电片5上接触式铺设有沿着道路行进方向的上均热板6。
上均热板6的端部连接有竖均热板7，竖均热板7竖向插入绿化带2内部。
下均热板4伸入绿化带2的部分的底部铺设有第一保温棉层8。下均热板4和路缘石3之间通过第二保温棉层9隔开。第一保温棉层8和第二保温棉层9用导热硅脂粘接。
上均热板6紧贴着路缘石3沿着道路行进方向布设。
上均热板6和下均热板4均采用铝制成。
竖均热板7采用铝制成。竖均热板7和上均热板6配合将绿化带2中的冷源传导至半导体温差发电片5的冷端，下均热板4将路面1中的热源传导至半导体温差发电片5的热端，增大半导体温差发电片5两端的温差，从而提高热电转换效率。
路面1为沥青混凝土路面。
模拟实验：在室内成型300mm×300mm×100mm的车辙板一块，其上面层1-1采用AC-13沥青混合料，厚度为2.5cm；下面层1-2采用AC-16沥青混合料，厚度为7.5cm。下均热板4采用300mm×60mm×3mm三块铝均热板，埋设在上面层1-1与下面层1-2之间，各块板之间间距为5cm，埋入200mm，出露100mm。
在出露的100mm下均热板4上用导热硅脂粘接半导体温差发电片5的热端。半导体温差发电片5采用62mm×62mm×5mm的规格。在出露的下均热板4底部用导热硅脂粘接3mm厚的第一保温棉层8。将4000mm×60mm×3mm的铝均热板作为上均热板6，用导热硅脂粘接在半导体温差发电片5的冷端。冷端通过上均热板6与冷却水相连，热端通过车辙板直接在太阳底下曝晒，通过下均热板导热，模拟夏季高温，用无纸记录仪可测得产生的电压可达到0.6V。
Claims (8)
1.一种基于热电转换的环境友好型路面结构，包括通过路缘石(3)隔开的路面(1)和绿化带(2)，所述的路面(1)从上至下依次为上面层(1-1)、下面层(1-2)、路面基层(1-3)和路基(1-4)，其特征在于，所述的上面层(1-1)和下面层(1-2)之间沿着与道路行进方向垂直的方向均匀铺设有多个下均热板(4)，下均热板(4)伸入绿化带(2)的内部，每个伸入绿化带(2)内部的下均热板(4)上安装有半导体温差发电片(5)，多个半导体温差发电片(5)在绿化带(2)内部沿着道路行进方向呈列排布，多个半导体温差发电片(5)上接触式铺设有沿着道路行进方向的上均热板(6)。
2.如权利要求1所述的基于热电转换的环境友好型路面结构，其特征在于，所述的上均热板(6)的端部连接有竖均热板(7)，竖均热板(7)竖向插入绿化带(2)内部。
3.如权利要求1所述的基于热电转换的环境友好型路面结构，其特征在于，所述的下均热板(4)伸入绿化带(2)的部分的底部铺设有第一保温棉层(8)。
4.如权利要求1所述的基于热电转换的环境友好型路面结构，其特征在于，所述的下均热板(4)和路缘石(3)之间通过第二保温棉层(9)隔开。
5.如权利要求1所述的基于热电转换的环境友好型路面结构，其特征在于，所述的上均热板(6)紧贴着路缘石(3)沿着道路行进方向布设。
6.如权利要求1所述的基于热电转换的环境友好型路面结构，其特征在于，所述的上均热板(6)和下均热板(4)均采用铝制成。
7.如权利要求2所述的基于热电转换的环境友好型路面结构，其特征在于，所述的竖均热板(7)采用铝制成。
8.如权利要求1所述的基于热电转换的环境友好型路面结构，其特征在于，所述的路面(1)为沥青混凝土路面。
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