熱管是一種高效的傳熱元件，已在能源、化工等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用；如何應(yīng)用低溫?zé)峁芗夹g(shù)在道路融雪方面有所突破呢?設(shè)計(jì)一種“地?zé)釤峁艿缆?融雪系統(tǒng)”:冬季，熱管將土壤中積蓄的熱量傳遞到路面;夏季,熱管停止工作，熱管周圍的土壤從恒溫 層和上層土壤中吸收熱量，重新完成熱量的積蓄。熱管的傳熱機(jī)理十分復(fù)雜，目前尚沒有成熟的 數(shù)值方法對(duì)其工作過程進(jìn)行數(shù)值模擬。通過對(duì)熱管傳熱機(jī)理和熱阻的分析，建立地?zé)岬缆啡谘┫到y(tǒng)的 物理模型。對(duì)路面及土壤中的溫度場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模 擬，驗(yàn)證“地?zé)釤峁艿缆啡谘┫到y(tǒng)”的運(yùn)行效果。該系統(tǒng)應(yīng)用于高速公路、機(jī)場(chǎng)跑道、廣場(chǎng)和生活小區(qū)能有效消除道路積雪,具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值。

道路因高溫和結(jié)冰產(chǎn)生的路況問題對(duì)交通安全造成巨大隱患。夏季瀝青路面不斷釋放熱量，加劇城市的熱島效應(yīng)。目前國內(nèi)外對(duì)道路降溫研究集中于路面涂反射涂料、保水涂料等，但鋪設(shè)效率低、造價(jià)高昂、使用性能不穩(wěn)定。針對(duì)冬季路面積雪結(jié)冰，我國目前主要用融雪劑和機(jī)械除雪等。這會(huì)導(dǎo)致路面破壞增多，縮短使用壽命。        

針對(duì)路面的高溫、積雪結(jié)冰問題，將重力熱管技術(shù)應(yīng)用到道路上，運(yùn)用合理的管路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)水的循環(huán)和熱能的傳遞。該系統(tǒng)利用重力熱管可實(shí)現(xiàn)夏季瀝青路面的降溫和冬季路面的融冰的功能，降溫時(shí)輸出熱水熱能可利用，除雪時(shí)更節(jié)能環(huán)保，同時(shí)也提出了延長道路壽命和緩解城市熱島效應(yīng)的新方法。同時(shí)節(jié)約能源，環(huán)保高效可再生，發(fā)展前景巨大。  

重力低溫?zé)峁苁茄b入少量液體的豎直真空密封管子，管子的下端加熱時(shí)下端的液體蒸發(fā)，以高速向上部移動(dòng)，當(dāng)與溫度較低的上端管壁接觸后，冷凝成液體。液體靠重力作用沿管子內(nèi)壁流回下端蒸發(fā)段，如此由下端向上端連續(xù)不斷地傳遞熱量。利用重力熱管將路面的溫度收集升至上端，并通過水循環(huán)將上端的能量帶走，且在重力熱管附近的路面局部溫度降低時(shí)，依據(jù)熱力學(xué)第二定律：在自然狀態(tài)下，熱量只能由熱處傳到冷處。路中央會(huì)持續(xù)的將熱量傳遞至熱管處，從而實(shí)現(xiàn)了路面的整體降溫。

初步設(shè)計(jì)新型道路欄桿由若干段組成，每段中有十個(gè)用于傳遞熱量的重力熱管，重力熱管位于欄桿的中間特殊的密閉腔體里。熱管底部埋入瀝青路面以下，為了增加熱管的吸熱降溫效果，在熱管底部吸熱端安裝導(dǎo)熱翅片。根據(jù)欄桿的位置不同進(jìn)行安裝，使翅片始終伸向路基面中央。即如果欄桿安置于路中央，則翅片向道路兩側(cè)延伸，欄桿位于路邊從一側(cè)伸向路面，如此可實(shí)現(xiàn)整個(gè)路基都有熱傳導(dǎo)率高的翅片進(jìn)行溫度的快速控制。

根據(jù)論文(地?zé)釤峁苋谘┫到y(tǒng)應(yīng)用研究)張軍1,張輝2,張紅3,莊駿3(1.南京航空航天大學(xué)航空宇航學(xué)院，南京210016；2.南京理工大學(xué)動(dòng)力工程學(xué)院，南京210094；3.南京工業(yè)大學(xué)能源學(xué)院，南京211800)中得到如下結(jié)論，可以給低溫?zé)峁馨l(fā)燒友參考。數(shù)據(jù)如下：

1、熱管當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)很大程度上受熱管尺寸 的影響，將熱管的傳熱過程簡(jiǎn)化為管內(nèi)壁與工質(zhì)的高效對(duì)流換熱，實(shí)現(xiàn)了傳熱因素與結(jié)構(gòu)因素的分離， 能更好體現(xiàn)熱管的高效傳熱性能和等溫性；

2、模擬了不同當(dāng)量對(duì)流換熱系數(shù)下熱管強(qiáng)化土壤傳熱的溫度場(chǎng)，證明當(dāng)量對(duì)流換熱系數(shù)的變化對(duì)溫度場(chǎng)的影響很小； 

3、建立的“地?zé)釤峁艿缆啡谘┫到y(tǒng)”能明顯提 高路面溫度，可有效防止降雪在路面的積累，減少降雪對(duì)交通運(yùn)輸?shù)挠绊懀?nbsp;

4、重力式熱管系統(tǒng)可在夏季自動(dòng)停止工作，在冬季自動(dòng)啟動(dòng)，而路面下的土壤將在夏季和冬季完 成熱量的積蓄和釋放，在熱管的壽命期內(nèi)，該系統(tǒng)可 在無需外加動(dòng)力的情況下連續(xù)穩(wěn)定工作；

5、在高速公路、機(jī)場(chǎng)跑道、廣場(chǎng)和生活小區(qū)的 路面建設(shè)中均可使用本系統(tǒng)，對(duì)于實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)的 多樣化，減少人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境的不良影響具有重要意義。