Badanie systemu do redukcji zmian temperatury nawierzchni mostu (wiaduktu) w cyklach sezonowych i dziennych przez akumulację energii słonecznej z jego powierzchni w gruncie

Artykuł zawiera opis i wyniki prac badawczych prowadzonych między innymi w ramach Projektu Badawczego Nr. N5120163/1761. Celem badań było znalezienie rozwiązania dla stosowanie instalacji do podwyższania temperatury nawierzchni drogowych i mostowych w zimie i jej obniżania w lecie w warunkach Polski. Efektem końcowym są rozwiązania obejmujące instalację do redukcji zmian temperatury nawierzchni w cyklach długo i krótko terminowych, w tym usuwania śniegu i zmarzliny z powierzchni jezdnej mostów i wiaduktów, dostosowanej do Polskich warunków klimatycznych. W artykule omówiono konstrukcje mostowe. Przedstawiono wyniki symulacji numerycznej dla mostu skrzynkowego, który posiada korzystną konstrukcję z punktu widzenia instalacji układu do odbioru ciepła oraz dobre własności wytrzymałościowe. Dokonano przeglądu istniejących instalacji na świecie. Przedstawiono wyniki analizy pracy wymiennika w nawierzchni przy zastosowaniu programu Fluent. Podczas wykonywania obliczeń dotyczących nawierzchni mostu i wymiennika rozważano złożoną wymianę ciepła. Obliczenia wykazały iż zastosowany wymiennik ciepła przyczynia się do obniżenia latem temperatury nawierzchni SMA, w najbardziej nasłonecznionych godzinach o 19oC dla skrajnych miejsc między rurkami wymiennika i o 23oC dla miejsc nad wymiennikiem. Artykuł stanowi pierwszą część, gdyż druga część będzie opisywała magazyn gruntowy.

The aim of this paper is to present a methodology of the design of road surface temperature controlling installation (temperature increasing in winter, decreasing in summer) for polish climatic conditions. (N5120163/1761 Research project). The result is a concept of temperature changes decrease installation in long and short term cycles including plowing and the icing reduction from the road surface. This paper presents bridge construction review and numerical simulation for box bridge which has the best construction for heat extraction and good strength properties. Analyzes of heat exchanger work computer simulations in the “Fluent” program are also present. Advance heat transfer phenomena were taken into account during the simulation of the road surface and heat exchanger different working conditions. The results show temperature reduction of road surface material SMA by 19 C in the most irradiated parts between the pipe lines and 23 C over the heat exchanger. The paper is a first part of research. The second part will describe the results of investigation of ground energy storage.