автореферат диссертации по строительству, 05.23.11, диссертация на тему:Утилизация снежно-ледяных масс с дорожных покрытий с использованием низкопотенциальных источников теплоты



На правах рукописи

УХИН ДМИТРИИ ВЛАДИМИРОВИЧ

УТИЛИЗАЦИЯ СНЕЖНО-ЛЕДЯНЫХ МАСС С ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НИЗКОПОТЕНЦИАЛЬНЫХ ИСТОЧНИКОВ

ТЕПЛОТЫ

Специальность 05.23.11 - Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж 2010

- 9 ЛЕК 7010

004616667

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Воронежский государственный архитектурно-строительный университет»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Подольский Владислав Петрович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Бондарев Борис Александрович

кандидат технических наук Сидоркин Олег Анатольевич

Ведущая организация: Воронежский филиал ФГУП «РОСДОРНИИ»

Защита состоится 16 декабря 20)0 года в 13 часов в аул. 3220 па мссдаиии диссертационного совета Д 212.033.02 при Воронежском государственном архитектурно-строительном университете по адресу: 394006 г. Воронеж, ул. 20-летия Октября, д.84, корпус 3, тел./факс: +7(4732)71-53-21.

С диссертацией и авторефератом можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного архитектурно-строительного университета.

Автореферат разослан 16 ноября 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

Старцева Н. А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время существует большое количество технологий, позволяющих достаточно эффективно удалять снег, выпадающий на дорожные покрытия городских автомагистралей, внутриквартальных проездов, на тротуары и придомовые территории. Однако, как показал проведенный анализ, возможности модернизации элементов существующих систем снего-удаления и поиска современных энергосберегающих технических решений его утилизации далеко не исчерпаны. Несмотря на значительное количество методик, и конструкторских разработок, проблема снегоудаления в крупных городах далека от разрешения. В частности, в г. Москве 53 % убираемой снежной массы складируется в несанкционированных местах, 34 % вывозится на речные свалки, 11 % - на "сухие" свалки и только 2 % утилизируется в снегонлавиль-ных камерах и водосточных коллекторах. Такое состояние дел во многом обусловлено экономическими причинами. Кроме того, в городской снежной массе накапливается значительное количество минеральных частиц и биологически трудноокисляемых органических соединений. Снег, убираемый с городских дорог, несет серьезную экологическую угрозу, связанную с загрязнением почв, поверхностных и подземных вод. Особенностью зимней уборки городских территорий является отсутствие мест для складирования снега и его загрязненность выбросами автотранспорта и антигололедными реагентами.

Для решения проблем снегоудаления в крупных городах необходим комплексный подход. Следует использовать не только систему промышленной переработки снега, вывозимого с автомагистралей на снегосплавные пункты и «сухие» снсгосвалки, но и малозатратные технологии, обеспечивающие утилизацию снега за счет площадок, оборудованных источниками низкопотенциального теплоснабжения.

Потенциально опасные для транспорта и пешеходов участки городских улиц (крутые спуски и подъемы, въезды в тоннели, путепроводы, транспортные развязки, подземные переходы, подходы к крупным торговым центрам) нуждаются в постоянном уходе в зимний период. Обоснование и выбор экономичных режимов работы площадок снеготаяния возможен на основе решения сопряженных задач тепло - и массообмена для конструкций снеготаяния и расплавляемой снежной массы. В связи с этим усовершенствование конструкции систем снегоудаления, разработка энерго- и ресурсосберегающих малозатратных технологий утилизации снега являются актуальными задачами.

Цель и задачи исследования. Целью работы является разработка технологии утилизации снежно-ледяных масс с дорожных покрытий в снегоплавиль-ных пунктах, оборудованных тегшонасосной системой теплоснабжения, на основе прогнозирования температурных режимов снеготаяния с динамично меняющимися погодными факторами.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать математическую модель теплопсреноса в системе снеготаяния с учетом комплекса конструктивных, технологических и метеорологических факторов.

2. Создать вычислительный алгоритм и программу расчетов, позволяющую прогнозировать технологические характеристики процесса снеготаяния и определить наиболее эффективные конструктивные параметры устройств снеготаяния.

3. Разработать конструкцию снегоплавилыюго пункта на основе научных результатов диссертации.

4. Определить технико-экономическую эффективность применения технологии утилизации снега на снегоплавильных пунктах и в местах стоянок автомобилей.

Научная новизна:

1. Разработана нестационарная двумерная математическая модель тепло-переноса в конструкции интенсивного снеготаяния, отличающаяся учетом различных теплофизических свойств материалов и параметров дорожной одежды, а также комплекса конструктивных и метеорологических факторов, таких как шаг укладки обогревающих труб, их диаметр, температура теплоносителя, интенсивность снегопада, время суток, температура и влажность воздуха.

2. Создан алгоритм и программа расчета температурных полей во встроенной конструкции снеготаяния, позволяющий прогнозировать температуру на ее поверхности в зависимости от конструктивных и изменяющихся во времени метеорологических факторов.

3. Разработана конструкция снегоплавильного пункта с теплонасосной системой теплоснабжения для утилизации снежно-ледяных масс с оформлением патента Российской Федерации на полезную модель.

4. Определена технико-экономическая эффективность от внедрения технологии утилизации снежно-ледяных масс.

Практическая значимость полученных результатов. Разработанная конструкция снегоплавильного пункта по утилизации снега с теплонасосной системой теплоснабжения может быть использована в городском хозяйстве и на автомобильных парковках. Методика расчета технологических режимов может применяться для управления работой систем снеготаяния.

Реализация результатов работы. Уточненная математическая модель и алгоритм расчета использовались специалистами ОАО «ИНСОЛАР-ИНВЕСТ» при разработке концепции и технологии утилизации снежных масс на территории г. Москвы. Научные исследования и выводы, полученные в диссертационной работе, используются Управлением дорожного хозяйства и благоустройства администрации городского округа город Воронеж.

Достоверность научных результатов обеспечивается применением методов теории тепло - и массопереноса; использованием численных алгоритмов; проведением тестовых расчетов и сопоставлением их результатов с аналитическими решениями; сходимостью теоретических выводов с результатами экспериментальных исследований.

На защиту выносятся:

1. Нестационарная двумерная математическая модель теплопереноса в инженерных системах снеготаяния, учитывающая комплекс конструктивных, природных и физических факторов.

2. Результаты расчетов температурных режимов в конструкциях снеготаяния, встроенных в конструктивные элементы парковок и обеспечивающих полное отсутствие снегового покрова на поверхности.

3. Конструкция снегоплавилыюго пункта, оборудованного теплона-сосной системой теплоснабжения.

4. Результаты анализа технико-экономической эффективности внедрения технологии утилизации снежно-ледяных масс.

Апробация результатов работы. Основные результаты диссертации докладывались на VIII Всероссийской научно-технической конференции «Авиакосмические технологии-2007»; на ежегодных научно-практических конференциях Воронежского государственного архитектурно-строительного университета.

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 13 научных работах общим объемом 73 е., из них лично автору принадлежит 51 с. 4 статьи опубликованы в изданиях, включенных в перечень ВАК РФ (Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура; Вестник ВолГАСУ. Серия: Строительство и архитектура).

В статьях, опубликованных в рекомендованных ВАК изданиях, изложены основные результаты диссертации: в работах [1, 4] определены граничные условия на границе конструктивных слоев покрытия; в работе [2] рассмотрена технология переработки и утилизации снега с использованием стационарных и передвижных снеготаялок, с анализом работы снегосплавных пунктов; в работе [3] сформулирована и численно исследована нестационарная модель нагрева поверхности дорожного покрытия.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, приложения. Работа изложена на 151 страницах, содержит список литературы из 131 наименований, 31 рисунков, 10 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность и прикладное значение темы диссертации, сформулированы цель и задачи исследования, отражена научная новизна и практическая значимость полученных результатов.

В первой главе представлен анализ проблем утилизации снежно-ледяных масс в условиях крупных населенных пунктов в зависимости от конструктивных особенностей сооружений. Отечественными и зарубежными учеными предложены и реализованы различные конструктивные мероприятия по борьбе со снежно-ледяными образованиями на дорогах, удалению и утилизации снега в городских условиях. Установлена возможность использования низкопотенциальных источников тепла для таяния снега и поддержания эксплуатационных качеств покрытия в зимний период.

Необходимость утилизации снежных масс определена наличием загрязняющих веществ, которые содержатся в поверхностных стоках и сбрасываются в балочно-речную сеть и другие водоёмы.

Во второй главе проанализированы результаты научных исследований, посвященных разработке математических моделей тепло- и массопереноса при осуществлении процесса снеготаяния для гидравлических и электрических систем.

Анализ научных исследований по проблемам моделирования процессов снеготаяния показал, что математическая модель процесса снеготаяния должна учитывать воздействие факторов, которые характеризуют состояние окружающей среды: интенсивность снегопада, температуру наружного воздуха, относительную влажность наружного воздуха, скорость ветра и интенсивность инсоляции.

Предложенные ранее математические модели снеготаяния включают большое количество эмпирических констант, что ограничивает возможности их применения. Также затруднен анализ влияния физических факторов на температурные характеристики системы.

Выполнена математическая постановка нестационарной задачи тепломассообмена в конструкции, оборудованной системой снеготаяния, обеспечивающей полную утилизацию падающего снега и сухую поверхность покрытия.

Известно, что процессы теплопереноса в капиллярно-пористых телах взаимосвязаны с процессами переноса влаги. Для описания тепло- и массооб-мена в системах снеготаяния может быть использована математическая модель тепломассопереноса A.B. Лыкова. Нестационарные уравнения тепло- и влаго-проводности записаны в предположении, что фазовые переходы «снег-вода» и «вода-пар» происходят только на поверхности дорожного полотна. Сформулированы внешние и внутренние граничные условия.

В инженерных теплотехнических расчетах часто используется упрощенный подход, не учитывающий капиллярно-пористое строение материалов. В этом случае не принимается во внимание взаимосвязанный характер тепломассопереноса в изучаемой конструкции.

На основе предложенного автором подхода получена математическая постановка задачи теплопереноса в системах снеготаяния, уточняющая известные математические модели таких систем. Условия симметрии позволяют решать задачу теплообмена для расчетного образца, изображенного на рис. 1.

Математическая модель теплопереноса в дорожной конструкции, оборудованной гидравлической системой снеготаяния включает уравнение теплопроводности

Коэффициент теплопроводности, теплоемкость при постоянном давлении и плотность материала различаются для слоев бетона и асфальтобетона

(1)

С' \cp6.0<y<h,'* Начальное условие имеет вид

, А =

Aö, 0 <y<h.

> Р =

P«r..h,<y<H

Pt,0<y<h,

Т(0,х,у) = Т0(х,у)

(2)

Асфальтобетон

Цементобетон

Труба РЕХ

Теплоизоляция Грунт земляного полотна

Внешние граничные условия На вертикальных границах образца справедливы условия симметрии температурного поля

дГ_ дх

= о;

дТ_ дх

=о: (3)

Условия теплообмена конструкции и фунта определяются с помощью соотношения Ньютона-Рихмана

ду

(4)

Рис. 1. Расчетная схема

где - коэффициент теплоотдачи от слоя бетона к грунту через слой термоизоляции и другие слои дорожной одежды, Вт/(м2'К). Внутренние граничные условия

Для внутренних границ контакта «бетон-обогревающая труба» и «бетон-асфальтобетон» запишем условия вида

-К -К.

(5)

дп [с"

дТ | __ 57^1

Л \H-h.-fl ~ ^

дп 1 оп

Рассмотрено балансовое соотношение для тепловых потоков на верхней границе образца:

= - [к, (/ - г)/ + К,а ,<Ч + Ь,4рг)т:г - Г Ц J + + аК0Н.(Т\ ~Тв2) + (гж_„ +гси_ж)] + jcp вады(Т\

=# ^воды)'

. дТ ду

(6)

где L - шаг укладки труб обогрева, м; Я - высота расчетного образца, м; г -альбедо поверхности; I - суммарная солнечная радиация (прямая и рассеянная), Bm/м1', Кк и К i - коэффициенты влияния облачности для коротковолновой и длинноволновой радиации; о - постоянная Стефана - Больцмана, ВтКлГ'И4)', j -плотность потока массы падающего снега, кг!(мг'с)\ P¡,Ttl ~ парциальное давление водяного пара, мб, и температура воздуха на высоте 2 м, К\ Ттды - температура таяния снега, К\ - удельная теплота плавления снега и теплота фазовых переходов «вода-пар» соответственно, Дж/кг'; а„„„„ - коэффициент конвективной теплоотдачи от поверхности покрытия к окружающему воздуху, Вт/(м2К).

Значение суммарной солнечной радиации (прямой и рассеянной) может быть получено:

/ = I*(0,944-0,63rL)-sinh/, sinh, - sinфsinS + cosфcosScoslu;

8 = 23,5вт ф-81,5)-■ — [ 2 91,5.

где /* - солнечная постоянная, Вт/м2; А,- высота солнца над горизонтом; ф-географическая широта места, град', 5- склонение солнца град; П — период вращения Земли, час; часовой угол; - время, отсчитываемое от полуд-

ня, час; Б - порядковый номер дня года; параметр мутности атмосферы.

Нестационарная двумерная математическая модель (1-6) для слоистой области с внутренними источниками тепла исследована численно с использованием разностных методов и известных алгоритмов.

Разработанная компьютерная программа протестирована для предельных задач, имеющих точное решение. Получена удовлетворительная точность расчетных значений.

Нестационарная задача (1-6) с нелинейными граничными условиями поставлена для области прямоугольной формы с вырезом. При этом внутри области имеются две зоны с разными теплофизическими свойствами.

Решение в данной постановке может быть получено с помощью численных методов. В качестве метода решения задачи выбран метод конечных разностей. Описан численный алгоритм решения задачи.

Третья глава посвящена проведению вычислительного эксперимента систем снеготаяния. Рассмотрено влияние метеорологических факторов на развитие температурного поля в расчетном образце.

Расчеты проводились для следующих значений входных параметров. Плотность теплового потока солнечной радиации и продолжительность солнечного сияния определялись на 21 марта для местности, расположенной на 53° с.ш. Значения коэффициентов влияния облачности на интенсивность коротковолновой и длинноволновой радиации приняты минимальными: ^=0,5, КА=0,15. Альбедо поверхности г=0,03, параметр мутности атмосферы ^=7,2. Температура и влажность окружающего воздуха принимались постоянными: Ге2=-6 "С, ф=80 %; температура грунта Гп,--5 °С.

Значения плотности, удельной теплоемкости и коэффициента теплопроводности для слоев бетона (на гравии или щебне из природного камня) и асфальтобетона (ГОСТ 9128-97) приняты согласно СНИП 23-02-2003.

Коэффициент теплоотдачи от горячего теплоносителя к защитному слою бетона через стенку трубы а6. .,=24,6 Вт/(м2К).

На нижней границе расчетного образца, где имеется слой теплоизоляции Вт/(м2'К), Конвективная теплоотдача на поверхности дорожного

покрытия характеризовалась значением "«»»»=17,6 Вт/(м2'К). Принято Я=0,095 м. Толщина слоя асфальтобетона /!4=0,035 м; толщина защитного слоя бетона й/=0,06 м; наружный диаметр труб обогрева /г2=0,02 м; шаг укладки труб ¿=0,2 м.

На рис. 2 представлено начальное распределение температуры, полученное по предложенной модели как установившееся температурное поле, создаваемое системой в подготовительный период перед снегопадом.

9.5 11.4 «

ст

II

Распределение температуры поверхности расчетного образца неоднородно (максимально в сечении, совпадающем с диаметром обогревающих труб).

Рис. 2. Начальное распределение температуры в расчетной области, соответствующее Гж=50°С,у=0, ¿„=12 час

Разброс температуры увеличивается с ростом шага их укладки.

Представленные на графиках временные зависимости относятся к точке М (рис. 1), где следует ожидать минимальных значений температуры покрытия. По этим значениям можно судить об эффективности выбранного режима снеготаяния.

Рис. За иллюстрирует влияние температуры теплоносителя на минимальную температуру поверхности дорожного покрытия примм. вод. ст./ час. Как видно из графиков, для выбранных условий и заданных теплофизических параметрах повышение температуры жидкости в системе обогрева на 10°С приводит в установившемся режиме к росту температуры на границе образца на .5 °С.

В расчетах массовая плотность потока снега варьировалась в диапазоне у-0,1-2 мм вод. ст. Зависимости, приведенные на рис. 36 (7'ж=50оС), показывают, что с ростом интенсивности выпадения снега температура поверхности покрытия снижается, что связано с увеличением теплового потока, затрачиваемого на фазовые превращения. Как показали расчеты, относящиеся к ночному времени суток, для значений]> 1 мм вод. ст., выбранный режим работы системы снеготаяния не является удовлетворительным, поскольку приводит к накапливанию снега.

Как видно из графиков на рис. 4, поток солнечного излучения оказывает существенное влияние на изменение температуры в поверхностной зоне покрытия автостоянки. Минимальная температура поверхности существенно выше в дневные часы по сравнению с утренними и ночными часами (кривые 1-3). Следовательно, расчеты позволяют сделать вывод, что при солнечной радиации можно снизить температуру теплоносителя при сохранении качества покрытия, что сделает работу системы более эффективной (кривые 4-5). Рис. 5 иллюстрирует относительный вклад отдельных составляющих плотности теплового потока на верхней границе образца при у=Н. В дневное время максимальны значения суммарного радиационного потока (со знаком минус) и конвективного

потока тепла (со знаком плюс). Минимален тепловой поток, затрачиваемый на нагрев слоя растаявшей воды до температуры поверхности, в связи с незначительной толщиной этого слоя.

а) б)

Рис. 3. Изменение температуры на поверхности автомобильной парковки в точке М со временем при '„=12 час для различных значений температуры жидкого теплоносителя (а): 1 -Гж= 50 °С, 2 -60 "С, 3-70 °С; для различных значений интенсивности снегопада (б): 1 -у-2 мм вод. ст./ч, 2 - 1 мм вод. ст./ч, 3 -0,5 лш вод. ст./ч, 4-0,1 мм вод. ст./ч

Рис. 4. Изменение температуры на поверхности автомобильной парковки в точке М со временем при 7'ж=50оС (кривые 1 -3) и Гж=30°С (кривые 4-5),у-2 лш вод. ст./ч

в различные периоды суток: 1 - 1„=12 час, 2-22 час; 3-0 час; 4-22 час, 5-0 час

q, ет/м2

ь«)

Рис. 5. Изменение на поверхности автомобильной парковки со временем при Г»=50°С,7=2 мм вод. ст./ч, 1д,=0 час среднего значения плотности тепловых потоков: 1 - радиационного поток драд, 2 - конвективного потока дКОт,

3 - потоков плавления и фазового перехода

«вода-пар» дш,+

4 - потока тепла, затрачиваемого на прогрев слоя талой воды д„, 5 - общего потока д

Изучается влияние конструктивных особенностей системы снеготаяния на температурные характеристики конструкции поверхности автомобильной парковки. Расчет температурных полей образца конструкции поверхности автомобильной парковки проводился для следующих значений параметров задачи.

Температура и влажность окружающего воздуха принимались постоянными: 7в2=-3 °С, <р=80 %; температура грунта и начальная температура образца одинаковы: Г0=Гпр=-2 °С. Численно исследован следующий режим работы системы. Первый этап (I) - предварительный прогрев конструкции автомобильной парковки до выпадения осадков. Его длительность варьировалась. Второй этап (II) относится к работе системы в условиях снегопада с интенсивностью ^=1 мм вод. ст./ ч, начало которого относится к 1м=12 час (и,- время, отсчитываемое от полудня). Температура жидкого теплоносителя в трубах Тж=50 °С.

Как видно из рис. 6-7, шаг укладки труб Ь существенно влияет на температурный режим поверхности автомобильной парковки. С ростом шага I установившееся значение температуры поверхности уменьшается (рис. 6), при этом температурное поле конструкции становится более неоднородным. Для выбранных условий расчета способ укладки труб, например, с Ь =0,4 м, является неэффективным, поскольку за 21,5 ч прогрева (I этап) температура поверхности полотна остается ниже температуры снеготаяния (кривая 4, рис. 6). После начала снегопада (II этап) имеет место снижение температуры на величину практически одинаковую для всех способов укладки труб, т.к. интенсивность тепло-съема с поверхности зависит в наибольшей степени от внешнего фактора — мощности осадков. Из графиков на рис. 6 видно, что при заданных условиях более эффективны способы укладки труб с шагом 0,2 и 0,3 м. Рис. 7 иллюстрирует практически однородное распределение температуры по поверхности покрытия для !, =0,1 и 0,2 м (кривая 1,2). При Ь = 0,4 м температурное поле образца существенно неоднородно (кривая 4).

Рис. 6. Изменение температуры на поверхности автомобильной парковки полотна в точке М со временем при /¡4=0,08 м, /1з=0,1 м, />2=0,02 м: 1 - £ =0,1 м; 2 - 0,2 м;3-0,3м; 4-0,4 м

Рис. 7. Распределение температуры на поверхности автомобильной парковки к моменту окончания предварительного прогрева (до снегопада), соответствующее ¿=21,5 ч при /¡4=0,08 м, Аз=0,1 лг,/¡2=0,02.«: 1 -¿ =0,1 м; 2-0,2 м; 3-0,3 м;4-0,4л(

Расчеты показывают, что диаметр обогревающих труб является важным конструктивным параметром системы снеготаяния. Для принятых мягких температурных условий в атмосфере увеличение диаметра трубы на 1 см дает рост установившейся температуры поверхности примерно на 1.5°С. Длительность температурного переходного процесса в результате выпадения снега (на этапе II) существенно меньше той, которая имеет место при разогреве системы (на этапе I). При этом значение установившейся температуры во всех случаях понижается примерно одинаково независимо от диаметра обогрезатощей трубы.

т,°с

4 —

3 I 2

// I 3

01.....11........................................................•

•1 и/ I

■2 Л/ I

■З!-1-1-1-.-.-

о г 4 е в ю 12

Рис. 8. Изменение температуры на поверхности автомобильной парковки, выполненного из различных материалов, в точке М со временем при /14=0,04 м, йз=0,4 м, /12=0,02 м, ¿=0,2 м: 1 - слой бетона, 2 - два слоя (асфальтобетон и бетон), 3 - асфальтобетон

Наличие переломов на графиках 6,8,9 связано со временем начала снегопада. В ряде исследований при моделировании нестационарных температурных полей в системах снеготаяния не учитывается наличие нескольких слоев разных материалов в конструкции дорожной одежды. Из рис. 8 следует, что такое упрощение может дать неверный прогноз работы системы.

Температура поверхности образца из бетона (кривая 1) растет быстрее температуры образца из асфальтобетона, что связано с более высоким значением коэффициента температуропроводности бетона.

В конце расчетного периода величина Гм для однородных слоев (либо бетона, либо асфальтобетона) отличаются примерно на 2 градуса. Параметры температурного поля в слоистом образце имеют промежуточные значения.

Таким образом, расчет температуры поверхности конструкции по модели, разработанной для однородного слоя, дает завышенные значения для бетона и заниженные для асфальтобетона.

Учет конструктивной неоднородности покрытия оказывает существенное влияние на расчетные характеристики и уточняет прогноз работы системы снеготаяния.

т,°с

Рис. 9. Изменение температуры на поверхности автомобильной парковки в точке М со временем при /11-0,1 м, /12=0,02 м, 1=0,2 лг 1 - /14=0,04 м; 2 - 0,06 м, 3 - 0,08 м

Уменьшение толщины любого из слоев обеспечивает сокращение времени прогрева образца, что связано с уменьшением термического сопротивления теплоотдачи от поверхности двухслойного покрытия к окружающей среде. Поскольку коэффициент температуропроводности для бетона примерно в 1,5 раза выше, чем для асфальтобетона, то вклад значения толщины слоя асфальтобетона в величину сопротивления теплоотдаче здесь больше. Увеличение в 2 раза высоты слоя асфальтобетона в двухслойном покрытии приводит к снижению установившейся температуры примерно на 1,5 °С (рис. 9). Регулирование температуры поверхности за счет толщины слоев дорожного покрытия должно лимитироваться его прочностью.

В четвертой главе определяется объем снега, подлежащий уборке и утилизации с поверхности парковок, и приводится технология его уборки. В результате научных исследований разработаны рекомендации по устройству снегопла-вильного пункта, оборудованного теплонасосной системой теплоснабжения.

Предлагаемая конструкция снегоплавильного пункта (рис. 10) включает снегоплавильную площадку, теплонасосную станцию, грунтовый теплообменник, очистные сооружения, систему трубопроводов.

Снегоплавильная площадка представляет собой открытое покрытие размером 30 х 30 м, огороженное с трех сторон стенкой из кирпича или бетона, высотой 1,5+1,7 м. Система слива талой воды делит площадку на два равных участка и представляет собой бетонированный канал глубиной 0,5 м и более, закрытый металлической решеткой и направленный в сторону очистных сооружений с уклоном до 4 %. Канал соединяется с приемной емкостью талой воды очистных сооружений. Талая вода поступает в приемную емкость самотеком. Кроме того, каждая из двух площадок, разделенных системой слива, имеет уклон до 4 % в сторону канала для слива талой воды, по всей его длине.

Рис. ] 0. Снегоплавильньш пункт, оборудованный теплонасосной системой теплоснабжения

Система теплообменных труб снегоплавильной площадки состоит из четырех контуров, с одинаковой площадью теплообмена, которые соединены с трубами распределительных коллекторов (рис. 11). Магистральные распределительные коллекторы системы теплоснабжения состоят из двух одинаковых контуров с наружным диаметром от 32 мм до 65 мм.

Магистральные распределительные коллекторы системы теплоснабжения состоят из двух одинаковых контуров (рис. 11) с наружным диаметром от 32 мм до 65мм. Первый контур, состоящий из прямого и обратного трубопроводов, укладывается со стороны очистных сооружений, по всей длине рассматриваемой стороны снегоплавильной площадки и далее соединяется со сборными коллекторами теплонасосной станции. Второй контур укладывается вдоль противоположной стороны снегоплавильной площадки.

Рис. 11. Принципиальная схема системы греющих труб площадки для таяния снега

Каждый теплообменный контур снегоплавильной площадки состоит из 12 петель (рис. 11). Длина труб каждой петли составляет ~ 93^95 м (с учетом труб, соединяющих петлю с коллектором). В рассматриваемой системе были использованы трубы (из модифицированного поперечно сшитого полиэтилена), с наружным диаметром В„ар = 20 мм. Трубы были уложены с креплением к армированной сетке. В рассматриваемой конструкции применяется способ укладки труб "змейкой" с горизонтальным шагом между осями труб 200 мм.

Глубина заложения труб составила 83 =75^90 мм. Каждая петля состоит из шести труб длиной 15 м каждая, соединенных и-образными трубами длиной ~ 30^35 мм. Все петли одного контура параллельно соединены с трубами распределительного коллектора (прямыми и обратными трубами).

Таким образом, система теплоснабжения снегоплавильной площадки включает 48 петель, а общая длина греющих труб системы составляет =4464 м. Рассматриваемая система теплоснабжения позволяет производить нагрев снегоплавильной площадки по зонам, в зависимости от объема и количества собранного снега.

Энергосберегающая теплонасосная система теплоснабжения предназначена для полного обеспечения потребностей в теплоте снегоплавильного пункта. Теплонасосная станция включает теплонасосную установку (количество и тип тепловых насосов, входящих в состав теплонасосной установки, определяется на стадии проведения технико-экономического обоснования проекта), теп-лообменное оборудование, циркуляционные насосы, насосы системы низкопотенциального источника теплоты, систему распределительных трубопроводов, с установленной запорно-регулирующей арматурой и автоматизации.

В пятой главе приведены этапы определения технико-экономической эффективности строительства снегоплавильного пункта :

1. Калькуляция текущих расходов при существующей технологии.

2. Калькуляция капитальных затрат на строительство снегоплавильного пункта.

3. Калькуляция текущих расходов при применении технологии вывоза снега на снегоплавильный пункт.

4. Расчет срока окупаемости проекта.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработана математическая модель прогнозирования теплового состояния конструкции для парковки автотранспорта со встроенными элементами обогрева, отличающаяся от известных возможностью учета теплофизиче-ских, природно-климатических и конструктивных факторов и позволяющая регулировать температурный режим в зависимости от погодных условий.

2. Разработана программа для расчета эффективных и энергетически выгодных режимов работы системы интенсивного снеготаяния с учетом влияния большого числа теплофизических, метеорологических и конструктивных факторов, таких как шаг укладки обогревающих труб, их диаметр, температура теплоносителя, интенсивность снегопада, время суток, температура и влажность воздуха.

3. Доказана принципиальная возможность использования нетрадиционных низкопотенциальных источников тепла (грунт, поверхностные воды, сточные воды, отработанный воздух, оборотная техническая вода, геотермальные воды, окружающий воздух, грунтовые воды, солнечная радиация) на площадках снеготаяния и на объектах дорожно-транспортной инфраструктуры.

4. На основе результатов научных исследований разработана конструкция снегоплавильного пункта с использованием теплового насоса в качестве источника теплоты, отличающаяся тем, что она позволяет использовать нетрадиционные и возобновляемые источники теплоты, а также одновременно обеспечивать эффективную утилизацию снежно-ледяных масс.

5. Установлено, что применение теплонасосной системы теплоснабжения на площадках снеготаяния и на объектах дорожно-транспортной инфраструктуры, с использованием в качестве низкопотенциального источника теплоты грунта обеспечивает снижение затрат на утилизацию,снеговых масс.

6. Технико-экономическая эффективность процессов снеготаяния обеспечивается за счет существенного уменьшения расстояния перевозки снежно-ледяных отложений от места их сбора до места утилизации на снегоплавильном пункте.

Основные результаты исследований отражены в следующих работах: Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. У хин, Д. В. Математическая модель расчета температуры многослойной конструкции дорожной одежды в условиях перемены температур / Д. В. Ухин // Вестник Волгоград, гос. арх.-строит, ун-та. Серия: Строительство и архитектура. - 2010. - Вып. № 17(36). - С. 66-69.

2. Ухин, Д. В. Обоснование экономически целесообразного способа утилизации снега с очисткой талой воды / Д. В. Ухин // Вестник Волгоград, гос. арх.-строит. ун-та. Серия: Строительство и архитектура. - 2009. - Вып. № 16(35). -СЛ72-176.

3. Ухин, Д. В. Нестационарный теплообмен в системах снеготаяния [Текст] / Д. В. Ухин, В. П. Подольский // Научный вестник Воронеж, гос. арх.-строит. ун-та. Строительство и архитектура. - 2009. - № 4(16). - С. 135-140.

4. Ухин, Д. В. Моделирование теплопереноса в дорожной конструкции, оборудованной системой снеготаяния / Д. В. Ухин, В. П. Подольский ; // Научный вестник Воронеж, гос. арх.-строит. ун-та. Строительство и архитектура. -2008.-№ 3(11). - С. 144-151.

Статьи в других изданиях

5. Ухин, Д. В. Системы снеготаяния на автомобильных дорогах / Д. В. Ухин // Научный вестник ВГАСУ. Серия «Дорожно-транспортное строительство». - 2007. - № 5. - С. 99-101.

6. Ухин, Д. В. Использование тепловых насосов в системах теплохла-доснабжения аэропортов / Д. В. Ухин, В. В. Шитов, Г. Н. Петраков // Авиакосмические технологии -2007 : тр. VIII Всероссийской науч.-техн. конф. - Воронеж : ВГТУ, 2007. - С. 218-227.

7. Ухин, Д. В. Система снеготаяния на базе геотермальных тепловых насосов для аэропорта г. Голенев (Польша) / Д. В. Ухин, В. Г. Сгогней, Г. Н. Петраков // Авиакосмические технологии -2007 : тр. VIII Всероссийской науч.-техн. конф. - Воронеж : ВГТУ, 2007. - С. 248-256.

8. Ухин, Д. В. Использование геотермальных источников энергии в системах снеготаяния / Д. В. Ухин, В. П. Подольский, Г. Н. Петраков, В. Г. Стогней // Системные проблемы надежности, качества, математического моделирования, информационных и электронных технологий в инновационных проектах (Инноватика-2007) : материалы международ, конф. - Ч. 2, Т. 2. - М. : Энергоатомиздат, 2007. - С. 89-94.

9. Ухин, Д. В. Системы снеготаяния / Д. В. Ухин, В. П. Подольский, В. Г. Стогней, Г. Н. Петраков // Системные проблемы надежности, качества, математического моделирования, информационных и электронных технологий в инновационных проектах (Инноватика-2007): материалы международ, конф,-М. : Энергоатомиздат, 2007. - Ч. 2, Т. 2. - С. 94-100.

10. Ухнн, Д. В. Методика теплового расчета напольных систем отопления / Д. В. Ухин, В. П. Подольский, Г. П. Петраков, В. Г. Стогней // Физико-технические проблемы энергетики, экологии и энергоресурсосбережения : тр. на-уч.-техн. конф. - Воронеж : ВГТУ, 2007. - Вып. 7. - С. 92-98.

И. Ухин, Д. В. Применение тепловых насосов в растениеводстве / Д. В. Ухин, В. П. Подольский, Г. Н. Петраков, В. Г. Стогней // Физико-технические проблемы энергетики, экологии и энергоресурсосбережения : тр. науч.-техн. конф.-Воронеж : ВГТУ, 2007. - Вып. 7. - С. 99-105.

Авторские свидетельства и патенты

12. Расчет температурного поля в конструкции снеготаяния : свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2009614962 / Ухин Д. В., Подольский В. П., Дорняк О. Р. ; заявитель и правообладатель Ухин.Д.В. - № 2009613810 ; заявл. 16.07.09 ; зарег. 11.09.09.

13. Устройство для таяиия снега : пат. 93822 Рос. Федерация / Ухин Д. В., Подольский В. П., Ухин О. В. ; заявитель и патентообладатель Ухин Д. В. - № 2010102163 ; заявл. 25.01.10 ; опубл. 10.05.10, Бюл. № 13. - С. 1295-1296.

Ухин Дмитрий Владимирович

УТИЛИЗАЦИЯ СНЕЖНО-ЛЕДЯНЫХ МАСС С ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НИЗКОПОТЕНЦИАЛЬНЫХ ИСТОЧНИКОВ ТЕПЛОТЫ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 12.11.10. Формат 60x84 1/16. Бумага писчая. Усл.-печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ №

Отпечатано: отдел оперативной полиграфии издательства учебной литературы и учебно-методических пособий Воронежского государственного архитектурно-строительного университета 394006 г. Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84

Введение.

Глава 1. Анализ вопросов сбора и утилизации снеговых масс по результатам исследований отечественных и зарубежных авторов.

1.1. Экологические аспекты, определяющие целесообразность утилизации снеговых масс.

1.2. Существующие технологии удаления снега с городских улиц и площадей и его складирования.

1.3. Организационные и конструктивные мероприятия, используемые в настоящее время для утилизации снеговых масс.

1.4. Использование тепловой энергии для плавления снежно-ледяных образований.

1.5. Системы снеготаяния, встроенные в дорожное покрытие.

1.6. Теплонасосные системы снеготаяния.

1.7. Выводы.

Глава 2. Математическое моделирование нестационарного теплопереноса в дорожной конструкции, оборудованной системой снеготаяния.

2.1. Стационарные модели систем снеготаяния.

2.2. Нестационарные модели систем снеготаяния.

2.3. Математическая постановка задачи взаимосвязанного тепломассопереноса в конструкции снеготаяния гидравлического типа.

2.4. Математическая постановка задачи теплопереноса во встроенных конструкциях снеготаяния.

2.5. Баланс тепловых потоков на верхней границе элемента конструкции снеготаяния.

2.6. Численная реализация математической модели снеготаяния.

2.7. Выводы.

Глава 3. Проведение вычислительного эксперимента систем снеготаяния

3.1. Влияние метеорологических факторов на развитие температурного поля в конструкции автомобильной парковки со встроенной системой снеготаяния.

3.2. Влияние конструктивных особенностей системы снеготаяния на температурные характеристики покрытий автомобильных парковок

3.3. Выводы.

Глава 4. Разработка конструкции снегоплавильного пункта с теплонасосной системой теплоснабжения

4.1. Объем снега, подлежащий уборке с тротуаров, автомобильных стоянок.

4.2. Требования к уборке снега с автомобильных стоянок, тротуаров.

4.3. Рекомендации по устройству снегоплавильного пункта, оборудованного теплонасосной системой теплоснабжения.

4.4. Типовые площадки для таяния снега, использующие нетрадиционные источники энергии и вторичные энергетические ресурсы.

4.5. Выводы.

Глава 5. Расчет экономической эффективности от внедрения технологии утилизации снежно-ледяных масс.

5.1. Экономический эффект от применения предлагаемых технологий утилизации снега.

5.2. Экологический эффект от внедрения технологии утилизации снега.

5.3. Выводы.

В настоящее время существует большое количество технологий, позволяющих достаточно эффективно удалять снег, выпадающий на дорожные покрытия городских автомагистралей, внутриквартальных проездов, на тротуары и придомовые территории.

Однако, как показал проведенный анализ, возможности модернизации элементов существующих систем снегоудаления и поиска современных энергосберегающих технических решений его утилизации далеко не исчерпаны.

Несмотря на значительное количество методик и конструкторских разработок, проблема снегоудаления в крупных городах далека от разрешения. В частности, в г. Москве 53 % убираемой снежной массы складируется в несанкционированных местах, 34 % вывозится на речные свалки, 11 % — на "сухие" свалки и только 2 % утилизируется в снегоплавильных камерах и водосточных коллекторах.

Такое состояние дел во многом обусловлено экономическими причинами. Кроме того, в городской снежной массе накапливается значительное количество минеральных частиц и биологически трудноокисляемых органических соединений. Снег, убираемый с городских дорог, несет серьезную экологическую угрозу, связанную с загрязнением почв, поверхностных и подземных вод.

Особенностью зимней уборки городских территорий является отсутствие мест для складирования снега и его загрязненность выбросами автотранспорта и антигололедными реагентами.

Для решения проблем снегоудаления в крупных городах необходим комплексный подход. Следует использовать не только систему промышленной переработки снега, вывозимого с автомагистралей на снегосплавные пункты и «сухие» снегосвалки, но и малозатратные технологии, обеспечивающие утилизацию снега за счет площадок, оборудованных источниками низкопотенциального теплоснабжения.

Потенциально опасные для транспорта и пешеходов участки городских улиц (крутые спуски и подъемы, въезды в тоннели, путепроводы, транспортные развязки, подземные переходы, подходы к крупным торговым центрам) нуждаются в постоянном уходе в зимний период.

Обоснование и выбор экономичных режимов работы площадок снеготаяния возможен на основе решения сопряженных задач тепло - и массообмена для конструкций снеготаяния и расплавляемой снежной массы. В связи с этим усовершенствование конструкции систем снегоудаления, разработка энерго- и ресурсосберегающих малозатратных технологий утилизации снега являются актуальными задачами.

Целью работы является разработка технологии утилизации снежно-ледяных масс с дорожных покрытий в снегоплавильных пунктах, оборудованных теплонасосной системой теплоснабжения, на основе прогнозирования температурных режимов снеготаяния с динамично меняющимися погодными факторами.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать математическую модель теплопереноса в системе снеготаяния с учетом комплекса конструктивных, технологических и метеорологических факторов.

2. Создать вычислительный алгоритм и программу расчетов, позволяющую прогнозировать технологические характеристики процесса снеготаяния и определить наиболее эффективные конструктивные параметры устройств снеготаяния.

3. Разработать конструкцию снегоплавильного пункта на основе научных результатов диссертации.

4. Определить технико-экономическую эффективность применения технологии утилизации снега на снегоплавильных пунктах и в местах стоянок автомобилей.

В диссертации получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной:

1. Разработана нестационарная двумерная математическая модель тепло-переноса в конструкции интенсивного снеготаяния, отличающаяся учетом различных теплофизических свойств материалов и параметров дорожной одежды, а также комплекса конструктивных и метеорологических факторов, таких как шаг укладки обогревающих труб, их диаметр, температура теплоносителя, интенсивность снегопада, время суток, температура и влажность воздуха.

2. Создан алгоритм и программа расчета температурных полей во встроенной конструкции снеготаяния, позволяющий прогнозировать температуру на ее поверхности в зависимости от конструктивных и изменяющихся во времени метеорологических факторов.

3. Разработана конструкция снегоплавильного пункта с теплонасосной системой теплоснабжения для утилизации снежно-ледяных масс с оформлением патента Российской Федерации на полезную модель.

4. Определена технико-экономическая эффективность от внедрения технологии утилизации снежно-ледяных масс.

Практическая значимость полученных результатов. Разработанная конструкция снегоплавильного пункта по утилизации снега с теплонасосной системой теплоснабжения может быть использована в городском хозяйстве и на автомобильных парковках.

Методика расчета технологических режимов может применяться для управления работой систем снеготаяния.

Апробация реализация результатов работы. Уточненная математическая модель и алгоритм расчета использовались специалистами ОАО «ИНСОЛАР-ИНВЕСТ» при разработке концепции и технологии утилизации снежных масс на территории г. Москвы.

Научные исследования и выводы, полученные в диссертационной работе, используются управлением дорожного хозяйства и благоустройства администрации городского округа города Воронежа.

Достоверность научных результатов обеспечивается применением методов теории тепло - и массопереноса; использованием численных алгоритмов; проведением тестовых расчетов и сопоставлением их результатов с аналитическими решениями; сходимостью теоретических выводов с результатами экспериментальных исследований.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Нестационарная двумерная математическая модель теплопереноса в инженерных системах снеготаяния, учитывающая комплекс конструктивных, природных и физических факторов.

2. Результаты расчетов температурных режимов в конструкциях снеготаяния, встроенных в конструктивные элементы парковок и обеспечивающих полное отсутствие снегового покрова на поверхности.

3. Конструкция снегоплавильного пункта, оборудованного теплонасос-ной системой теплоснабжения.

4. Результаты анализа технико-экономической эффективности внедрения технологии утилизации снежно-ледяных масс.

Апробация результатов работы. Основные результаты диссертации докладывались на VIII Всероссийской научно-технической конференции «Авиакосмические технологии-2007»; на ежегодных научно-практических конференциях Воронежского государственного архитектурно-строительного университета.

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 13 научных работах общим объемом 73 е., из них лично автору принадлежит 51 с. 4 статьи опубликованы в изданиях, включенных в перечень ВАК РФ (Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура; Вестник ВолГАСУ. Серия: Строительство и архитектура).

В статьях, опубликованных в рекомендованных ВАК изданиях, изложены основные результаты диссертации: в работах [1,4] определены граничные условия на границе конструктивных слоев покрытия; в работе [2] рассмотрена технология переработки и утилизации снега с использованием стационарных и передвижных снеготаялок, с анализом работы снегосплавных пунктов; в работе [3] сформулирована и численно исследована нестационарная модель нагрева поверхности дорожного покрытия.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, приложения. Работа изложена на 151 страницах, содержит список литературы из 131 наименований, 6 приложений, 31 рисунков, 10 таблиц.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработана математическая модель прогнозирования теплового состояния конструкции для парковки автотранспорта со встроенными элементами обогрева, отличающаяся от известных возможностью учета теплофизических, природно-климатических и конструктивных факторов и позволяющая регулировать температурный режим в зависимости от погодных условий.

2. Разработана программа для расчета эффективных и энергетически выгодных режимов работы системы интенсивного снеготаяния с учетом влияния большого числа теплофизических, метеорологических и конструктивных факторов таких как: шаг укладки обогревающих труб, их диаметр, температура теплоносителя, интенсивность снегопада, время суток, температура и влажность воздуха.

3. Доказана принципиальная возможность использования нетрадиционных низкопотенциальных источников тепла (грунт, поверхностные воды, сточные воды, отработанный воздух, оборотная техническая вода, геотермальные воды, окружающий воздух, грунтовые воды, солнечная радиация) на площадках снеготаяния и на объектах дорожно-транспортной инфраструктуры.

4. На основе результатов научных исследований разработана конструкция снегоплавильного пункта с использованием теплового насоса в качестве источника теплоты, отличающаяся тем, что позволяет использовать нетрадиционные и возобновляемые источники теплоты, а также, одновременно обеспечивать эффективную утилизацию снежно-ледяных масс.

5. Установлено, что применение теплонасосной системы теплоснабжения на площадках снеготаяния и на объектах дорожно-транспортной инфраструктуры, с использованием в качестве низкопотенциального источника теплоту грунта, обеспечивает снижение затрат на утилизацию снеговых масс.

6.Технико-экономическая эффективность процессов снеготаяния обеспечивается за счет существенного уменьшения расстояния перевозки снежно-ледяных отложений от места их сбора до места утилизации на снегоплавильном пункте.

1. Автотранспортное загрязнение придорожных территорий

2. Текст. / Вл. П. Подольский и др.]. — Воронеж : Изд-во Воронеж, гос. ун-та, 1999.-264 с.

3. Адамович, Б. А. Экологические и технологические проблемы уборки снега в Москве Текст. / Б. А. Адамович, А.-Г. Б. Дербичев, В. И. Дудов // Экология и промышленность России. 2006. - № 1. - С. 18-21.

4. Александровская, 3. И. Чтобы город был чистым Текст. / 3. И. Александровская, Я. В. Медведев, А. Г. Богачев. М. : Стройиздат, 1986. -103 с.

5. Алексашина, В. В. Влияние промышленного транспорта на экологию города Текст. / В. В. Алексашина // Промышленное и гражданское строительство. 2007. - № 10. - С. 23-24.

6. Бабков, В. Ф. Дорожные условия и безопасность движения Текст. : учебник / В. Ф. Бабков. М. : Транспорт, 1993. - 270 с.

7. Белецкий, Ю. Д. Пластиды и адаптация растений к засолению Текст. / Ю. Д. Белецкий, Н. И. Шевякова, Т. Б. Карнаухова ; отв. ред. А. И. Харченко. Ростов н/Д : Изд-во Рост. гос. ун-та, 1990. - 46 с.

8. Борьба с зимней скользкостью на автомобильных дорогах

9. Текст. / Г. В. Бялобжеский и др.]. М. : Транспорт, 1975. — 175 с.

10. В Харбине запустили теплый мост Электронный ресурс. — (http://www.hellochina.ru/hchina54315589.html). Проверено 27.11.2010.

11. Варфоломеев, Ю. М. Отопление и тепловые сети Текст. : учебник / Ю. М. Варфоломеев, О. Я. Кокорин. М. : ИНФРА-М, 2006. - 480 с.

12. Васильев, А. П. Состояние дорог и безопасность движения автомобилей в сложных погодных условиях Текст. / А. П. Васильев. М. : Транспорт, 1976.-224 с.

13. Васильев, А. П. Эксплуатация дорог и организация дорожного движения Текст. : учеб. для вузов / А. П. Васильев, В. М. Сиденко ; под ред. А. П. Васильева. М. : Транспорт, 1990. - 304 с.

14. Васильев, Г. П. Теплохладоснабжение зданий и сооружений с использованием низкопотенциальной тепловой энергии поверхностных слоев Земли Текст. / Г. П. Васильев. М. : Граница, 2006. - 176 с.

15. Везиришвили, О. Ш. Энергосберегающие теплонасосные системы тепло- и хладоснабжения Текст. / О. Ш. Везиришвили, Н. В. Меладзе. М. : Изд-во МЭИ, 1994. - 160 с.

16. Влияние противогололедных реагентов на зеленые насаяеде-ния Текст. / Н. П. Кузьмина [и др.] // Проекты развития инфраструктуры ropoда. Вып. 2: Инженерные системы и оптимизация водопользования : сб. науч. тр. М. : Прима-Пресс-М, 2002. - С. 117 - 122.

17. Влияние противогололедных реагентов на поверхностный сток Текст. / И. Г. Ищенко [и др.] // ЭКВАТЕК-2002: 5-й междунар. конгресс, 4-7 июня 2002 г., Москва : сб. материалов / под общ. ред. проф. Л. И. Эльпине-ра.-М., 2002.-С. 24.

18. Генин, Л. Г. Теплотехнический анализ возможности обогрева автомобильных дорог низкопотенциальным теплом Текст. / Л. Г. Генин, В. Г. Свиридов // Теплоэнергетика. 2009. - № 4. - С. 55-60.

19. Горохов, В. А. Инженерное благоустройство городских территорий и населенных мест Текст. : учебник / В. А. Горохов, О. С. Расторгуев. — 4-е изд., перераб. и доп. М. : Стройиздат, 1994. - 458 с.

20. ГОСТ 9128-97. Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон Текст. Введ. 1999-01-01. — М. : Госстандарт России : Изд-во стандартов, 1998. - 16 с.

21. ГОСТ Р 50597-93. Автомобильные дороги и улицы. Требования к эксплуатационному состоянию, допустимому по условиям обеспечения безопасности дорожного движения Текст. — Введ. 1994-01-07. М. : Госстандарт России : Изд-во стандартов, 1993. - 13 с.

22. Дан, П. Д. Тепловые трубы Текст. [пер. с англ.] / П. Д. Дан, Д. А. Рей. М. : Энергия, 1979. - 272 с.

23. Домке, Э. Р. Управление качеством дорог Текст. / Э. Р. Домке, А. П. Бажанов, А. С. Ширшиков. Ростов н/Д : Феникс, 2006. - 254 с.

24. Дорожная экология XXI века Текст. : междунар. науч.-практ. симпозиум, 16-19 дек. 1999 г., Воронеж : сб. тр. Воронеж, 2000. - 356 с.

25. Дульнев,Г.Н. Применение ЭВМ для решения задач теплообмена Текст. / Г. Н. Дульнев, В. Г. Парфенов, А. В. Сигалов.—М.: Высш. шк., 1990. 207 с.

26. Засов, И. А. Машины и оборудование для городского коммунального хозяйства Текст. : справочник / И. А. Засов, Г. Д. Романюк, М. Г. Бутов-ченко. — М. : Стройиздат, 1994. 208 с.

27. Израэль, Ю. А. Экология и контроль состояния природной среды Текст. / Ю. А. Израэль. М. : Гидрометеоиздат, 1979. - 375 с.

28. Инженерная защита окружающей среды : очистка вод. Утилизация отходов Текст. / под ред. Ю. А. Бирман, Н. Г. Вурдова. — М. : Ассоциация строительных вузов, 2002. 296 с.

29. Инженерная подготовка и благоустройство городских территорий Текст. : учебник / В. В. Владимиров [и др.]. М. : Архитектура-С, 2004. - 240 с.

30. Инженерная экология Текст. : энцикл. справочник / Е. И. Пупы-рев [и др.]. М. : Прима-Пресс-М : Экспо, 2009. - С. 771-789.

31. Климат Воронежа Текст. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. - 104 с.

32. Коммунальная экология Текст. : энцикл. справочник / А. Н. Мирный [и др.]. М. : Прима-Пресс-М, 2007. - 806 с.

33. Корецкий, В. Е. Варианты развития мощностей системы снего-удаления Москвы Текст. / В. Е. Корецкий // Экология и промышленность России. 2005. - Апрель. - С. 8-10.

34. Корецкий, В. Е. Зарубежный опыт зимнего содержания дорожных покрытий Текст. / В. Е. Корецкий // Чистый город. 2002. - № 4 (окт.-дек.). -С. 19-23.

35. Корецкий, В. Е. Методы утилизации снега, вывозимого с магистралей города Текст. / В. Е. Корецкий // Проекты развития инфраструктуры города. Вып. 3: Водные системы и благоустройство городской среды : сб. науч. тр. М. : Прима-Пресс-М, 2003. - С. 170-173.

36. Короткое, М. В. Оценка экологической емкости по вредным веществам атмосферного воздуха города — единой дорожно-транспортной системы (на примере г. Оренбурга) Текст. / М. В. Коротков // Экологические системы и приборы. 2008. - № 6. - С. 26-29.

37. Корчагин, В. А. Экологические аспекты автомобильного транспорта Текст. : учеб. пособие / В. А. Корчагин, Ю. Я. Филоненко. М. : Изд-во МНЭПУ, 1997. - 100 с.

38. Котов, Д. А. Зарубежный опыт реформирования водного коммунального хозяйства Текст. / Д. А. Котов // ЭКО. 2008. - № 11. - С. 90-105.

39. Лагунов, А. Я. Снеготаялки: московский опыт эксплуатации Текст. / А. Я. Лагунов // Строительные и дорожные машины. — 2010. № 1. — С. 55-61.

40. Лазарев, А. Гололед: как с ним бороться? Текст. / А. Лазарев // Автомобильные дороги. — 2009. № 1. - С. 118-119.

41. Лыков, А. В. Тепломассообмен Текст. / А. В. Лыков. М. : Энергия, 1971.-560 с.

42. Лыков, А. В. Явления переноса в капиллярно-пористых телах Текст. / А. В. Лыков. — М.: Гос. изд-во техн.-теор. лит., 1954. 296 с.

43. Мартынов, А. В. Методика решения задач по основам трансформации тепла и процессам охлаждения Текст. / А. В. Мартынов ; под ред. Е. Я. Соколова. -М.: Изд-во МЭИ, 1974. 168 с.

44. Матвеев, Л. Т. Теория общей циркуляции атмосферы и климата Земли Текст. / Л. Т. Матвеев. Л. : Гидрометеоиздат, 1991. - 295 с.

45. Методика и результаты оценки воздействия автомобильного транспорта на загрязнение окружающей среды региона крупного городана примере г. Москвы) Текст. / В. Б. Зотов [и др.]. — М. : Прима-Пресс-М, 1997.- 104 с.

46. Михайлов, А. В. Строительная теплотехника дорожных одежд Текст. / А. В. Михайлов, Т. А. Коцюбинская. М. : Транспорт, 1986. - 148 с.

47. Морозовская, Г. Острота экологической проблемы в мегаполисах Текст. / Г. Морозовская // Жилищное и коммунальное хозяйство. 2008. — № 7. - С. 23-24.

48. Никитин, А. В. Снеготаялки Текст. / А. В. Никитин. М. : Изд-во Министерства коммунал. хоз-ва РСФСР, 1952. - 79 с.

49. От теплого пола с интеллектом до интеллектуальных систем снеготаяния Текст. // С. О. К. : Сантехника. Отопление. Кондиционирование. -2004.- №4. -С. 14-16.

50. Отопление: оборудование и технологии Текст. : справочник. — М. : Стройинформ, 2006. 696 с. — (Застройщик).

51. Оценка загрязненности снегового покрова на территории города Москвы и разработка рекомендаций по очистке талой снеговой воды

52. Текст. / Н. П. Кузьмина и др.] // Проекты развития инфраструктуры города. Вып. 1: Технологические аспекты решения экологических проблем городской среды : сб. науч. тр. М. : Прима-Пресс-М, 2001. - С. 197-202.

53. Оценка загрязненности снегового покрова территории Москвы Текст. / И. Г. Ищенко [и др.] // Чистый город, 2003. - № 1 (21). - С. 14-19.

54. Павлов, Н. В. Зимняя уборка магистралей города Текст. / Н. В. Павлов, В. Е. Корецкий ; под ред. Е. И. Пупырева. М. : Прима-Пресс-М, 2002. - 36 с.

55. Патанкар С. В. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости Текст. / С. В. Патанкар ; пер. с англ. под ред. В. Д. Вилен-ского. М.: Энергоатомиздат, 1984. - 152 с.

56. Патанкар, С. В. Численное решение задач теплопроводности и конвективного теплообмена при течении в каналах Текст. / С. В. Патанкар ; пер. с англ. Е. В. Калабина. М. : Изд-во МЭИ, 2003. - 312 с.

57. Подольский, Вл. П. Дорожная экология Текст. / Вл. П. Подольский. М. : Союз, 1997. - 185 с.

58. Подольский, Вл. П. Мероприятия по сбору и очистке стоков с поверхности дорог и мостов Текст. // Вл. П. Подольский, В. Д. Журавлев, А. А. Глагольев // Научый вестник ВГАСУ. Серия «Дорожно-транспортное строительство». — 2005. — Вып. 4. — С. 103-107.

59. Подольский, Вл. П. Экологические аспекты зимнего содержания дорог Текст. / Вл. П. Подольский, Т. В. Самодурова, Ю. В. Федорова. — Воронеж, 2000.-152 с.

60. Потемкин, В. Г. Система МАТЬАВ : справ, пособие / В. Г. Потемкин. М. : Диалог-МИФИ, 1998. - 350 с.

61. Правила благоустройства территорий городского округа г. Воронеж Текст. (в ред. решения Воронеж, город. Думы от 08.07.2009 № 203-II) // Воронеж, курьер — 2009. 20 июля.

62. Применение тепловых насосов в теплоснабжении Текст. / Г. Н. Петраков [и др.] ; Воронеж, гос. техн. ун-т. — Воронеж : Изд-во ВГТУ, 2007. 259 с.

63. Прогнозирование экологического состояния придорожной полосы в зимний период Текст. / О. В. Рябова [и др.]. — Воронеж : Изд-во ВГЛТА, 2005. 67 с.

64. Проектирование и устройство теплоизолирующих слоев из экструдированного пенополистерола «вТУКОРОАМ» на автомобильных дорогах России Текст. : СТО 218.3.001-2006. Введ. 2006-05-26. - М. : ФГУП «Росдорнии», 2006 - 77 с.

65. Проценко, В. П. Тепловые насосы Текст. : учеб. пособие / В. П. Проценко, В. К. Сафонов, Д. К. Ларкин. М. : [б. и.], 1984. - 100 с.

66. Пупырев, Е. И. Анализ новых технологий утилизации городского снега Текст. / Е. И. Пупырев, В. Е. Корецкий // ЖКХ и строительство. 2006. -№ 1. - С. 54-58.

67. Пупырев, Е. И. О системном проектировании элементов городской среды Текст. / Е. И. Пупырев // Проблемы управления качеством городской среды: VII междунар. науч.-практ. конф., Москва, 2003 : доклады. М. : Прима-Пресс, 2003.-С. 114-116.

68. Пупырев, Е. И. Системы жизнеобеспечения городов Текст. / Е. И. Пупырев. М.: Наука, 2006. - 247 с.

69. Радиационные характеристики атмосферы и земной поверхности Текст. / под ред. К. Я. Кондратьева. Л.: Гидрометеоиздат, 1954. - 564 с.

70. Российская Федерация. Законы. Об охране окружающей среды Текст. : федер. закон : [принят Гос. Думой 20.12.2001 г. : по сост. на 27.12.2009 г. ]. -М. : Кнорус, 2010. 64 с.

71. Руководство по борьбе с зимней скользкостью на автомобильных дорогах Текст. : ОДМ [утв. распоряжением Минтранса РФ от 16 июня 2003 г. № ОС-548-р]. М. : Информавтодор, 2003. - 72 с.

72. Руководство по применению тепловых насосов с использованием вторичных энергетических ресурсов и нетрадиционных- возобновляемых источников энергии Текст. / отв. за вып. Л. А. Бычкова. М. : Изд-во ГУП НИАЦ, 2001. - 66 с.

73. Рябова, О. В. Пассивная и экологическая безопасность автомобильных дорог Текст. / О. В. Рябова, Ю. В. Струков, Ю. А. Беляев. Воронеж : Изд-во ВГУ, 2004. - 216 с.

74. Самарский, А.А. Разностные схемы решения задач газовой динамики Текст. / А. А. Самарский, Ю. П. Попов. М. : Наука, Глав. ред. физ.-мат. лит., 1980. - 352 с.

75. Самодурова, Т. В. Научные основы оперативного управления работами по борьбе с зимней скользкостью на автомобильных дорогах Текст. : дис. . д-ра техн. наук : 05.23.11 / Самодурова Татьяна Васильевна. — Воронеж, 2004. 346 с.

76. Самодурова, Т. В. Оперативное управление зимним содержанием дорог: научные основы Текст. / Т. В. Самодурова. Воронеж : Изд-во ВГУ, 2003.- 168 с.

77. Сапожников, С. А. Микроклимат и местный климат Текст. / С. А. Сапожников. Л. : Гидрометеоиздат, 1950. — 252 с.

78. Система снеготаяния \Virsbo МеИа\уау Текст. : техническое руководство / [иропог]. [Б. м.; б. и.], 2008. - 25 с.

79. Система снеготаяния и антиобледенения Текст. : советы по проектированию : вопросы и ответы / [ТЪегпкЛесЬ]. [Б. м.; б. и.], 2004. - 18 с.

80. Системы удаления снега с использованием городской канализации Текст. / С. В. Храменков [и др.] // Водоснабжение и санитарная техника. — 2008. № 10.-С. 19-30.

81. Систер, В. Г. Инженерно-экологическая защита водной системы северного мегаполиса в зимний период Текст. : учеб. пособие / В. Г. Систер, В. Е. Корецкий. -М., 2004. 164 с.

82. Сканави, А. Н. Отопление Текст. : учеб. для вузов / А. Н. Скана-ви, Л. В. Махов. М.: АСВ, 2006. - 576 с.

83. Смольянинов, В. М. Эколого-гидрологическая оценка состояния водосборов Воронежской области Текст. / В. М. Смольянинов, С. Д. Дегтярев, С. В. Щербинина. Воронеж : Истоки, 2007. - 133 с.

84. Стандарт АВОК «Системы отопления и обогрева с газовыми инфракрасными излучателями» Текст. — М.: АВОК-ПРЕСС, 2007. — 12 с.

85. Строительство снегосплавных пунктов на канализационных коллекторах Текст. / С. В. Храменков [и др.] // Градоформирующие технологии XXI века : междунар. науч.-практ. конф., 10-14 сентября 2001 г. : тез. докладов. М.: Центр Инженер, 2001. - С. 64-66.

86. Телушкин, А. В. Городская система утилизации снега Текст. / А. В. Телушкин // Жилищное и коммунальное хозяйство. 2008. - № 11. -С. 45-46.

87. Тепловая защита зданий Текст. : СНиП 23-02-2003. Введ. 2003-10-01 / Гос. комитет Рос. Федерации по строительству и жилищно-коммунальному комплексу. — СПб. : ДЕАН, 2004. - 64 с.

88. Тиатор, И. Отопительные системы Текст. / И. Тиатор ; пер. с нем. Т. Н. Зазаевой ; под ред. Н. Д. Маловой. М. : Техносфера, 2006. - 272 е.

89. Тищенко, Н. Ф. Охрана атмосферного воздуха. Расчет содержания вредных веществ и их распространение в воздухе Текст. : справочник / Н. Ф. Тищенко. -М. : Химия, 1991. 362 с.

90. Трофименко, Ю. В. Экология : транспортные сооружения и окружающая среда Текст. : учеб. пособие для вузов / Ю. В. Трофименко, Г. И. Евгеньев ; под ред. Ю. В. Трофименко. М. : Академия, 2006. - 393 с.

91. Урываев, К. И. Эксплуатация и ремонт подземных коллекторов Текст. / К. И. Урываев. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Стройиздат, 1979. -176 с.

92. Устройство для таяния снега Текст. : пат. 93822 Рос. Федерация : МПК7 Е01С Е01Н / Д. В. Ухин, Вл. П.Подольский, О. В. Ухин; заявитель и патентообладатель ГОУВПО ВГАСУ. № 2010102163 ; заявл. 25.01.10 ; опубл. 10.05.10, Бюл. № 13. - С. 1295-1296.

93. Ухин Д. В. Нестационарный теплообмен в системах снеготаяния Текст. / Д. В. Ухин, В. П. Подольский // Научый вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура. 2009. - Вып. № 4 (16). - 2009. - С. 135-140.

94. Ухин, Д. В. Математическая модель расчета температуры многослойной конструкции дорожной одежды в условиях перемены температур Текст. / Д. В. Ухин // Вестник ВолГАСУ. Серия: Строительство и архитектура. 2010. - Вып. № 17 (36). - С. 66-69.

95. Ухин, Д. В. Обоснование экономически целесообразного способа утилизации снега с очисткой талой воды Текст. / Д. В. Ухин // Вестник ВолГАСУ. Серия: Строительство и архитектура. 2009. - Вып. № 16 (35). -С. 172-176.

96. Ухин, Д. В. Моделирование теплопереноса в дорожной конструкции, оборудованной системой снеготаяния Текст. / Д. В. Ухин, Вл. П. Подольский // Научый вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура. 2008. - Вып. № 3 (11). - С. 144-151.

97. Ухин, Д. В. Системы снеготаяния на автомобильных дорогах Текст. / Д. В. Ухин // Научый вестник ВГАСУ. Серия «Дорожно-транспортное строительство». 2007. - Вып. № 5. — С. 99-101.

98. Фролов, В. П. Тепловые трубы в системах теплоснабжения Текст. / В. П. Фролов, А. Я. Шелгинский // Энергосбережение. — 2004. — № 6.-С. 58-62.

99. Хайнрих, Г. Теплонаносные установки для отопления и горячего водоснабжения Текст. / Г. Хайнрих, X. Найорк, В. Нестлер ; пер. с нем. Н. JI. Кораблевой, Е. Ш. Фельдмана; под ред. Б. К. Явнеля. М. : Стройиздат, 1985. -351 с.

100. Шил кии, Н. В. Утилизация тепла канализационных стоков Текст. / Н. В. Шилкин // Водоснабжение и санитарная техника. 2003. -№1,- С. 12-13.

101. Экологические аспекты региона : материалы V междунар. науч.-практ. конф., 28 мая 2009 г., Воронеж Текст. / [редкол.: Ю. В. Яковлев и др.]. -Воронеж : ИПЦ ВГУ, 2009. 288 с.

102. Barrett, M.L., Pigman, J.G. Evaluation of automated bridge deck anti-icing system/ Research report KTC-01-26/KH36-97-1F. Kentucky Transportation Center. December, 2001. 20 pp.

103. D.P.E. Tobar experimental and computational investigation of snow melting on a hydronically heated concrete slab: Dissertation, Candidate for the Degree of Master of Science. Oklahoma, State University. 2003. 181 pp.

104. Hiroshi, Т., Nobuhiro, Т., Nobuo, K. Development of Highway Snow Melting Technology Using Natural Energy/ Ministry of Construction, Proceedings of the 10th PIARC International Winter Road Congress, Sweden, March 1998.

105. Kilkis, I.B. Design of Embedded Snow-Melting Systems: Part 1: Hear Requirements — An overall assessment and recommendations. ASHRAE Transactions. 1994. 100 (1). P. 423-433.

106. Kilkis, I.B. Design of Embedded Snow-Melting Systems: Part 2: Heat Transfer in the Slab A Simplified Model. ASHRAE Transactions. 1994. 100 (1). P. 434-441.

107. Minsk, L. D. Heated bridge technology, report on istea Sec. 6005 PROGRAM. Publication No. FHWA-RD-99-158 July 1999. 51 pp.

108. NELSON™ snow melting system : application manual Электронный ресурс. (http:// //www.specdesign.ru/cabel2.shtml). — Проверено 27.11.2010.

109. Ojas, W. An experimental and numerical study of the thermal performance of a bridge deck de-icing system : dissertation candidate for the Degree of Master of Science. Stillwater, Oklahoma, State University. 1997. 276 pp.

110. Spitler, J.D., Ramamoorthy, M. Bridge Deck Deicing using Geo-thermal Heat Pumps. Proceedings of the Fourth International Heat Pumps in Cold Climates Conference, Aylmer, Québec. August 17-18, 2000.

111. Xiao, X. Modeling of hydronic and electric-cable snow-melting systems for pavements and bridge decks : dissertation candidate for the Degree of Master of Science. Oklahoma, State University. 2002. 178 pp.

112. Xiaobing, L. Development and experimental validation of simulation of hydronic snow melting systems for bridges. Tongji University Shanghai, China, 1998,246 pp.

113. Zwarycz, K. Snow Melting and Heating Systems based on Geothermal Heat Pumps at Goleniow Airport, Poland, The United Nations University. Geothermal training programme. Orkustofiiun, Grensasvegur 9, IS-108 Reykjavik, Iceland. Report 2002, Number 21.