一種噴灑式道路融雪系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種噴灑式道路融雪系統，其包括風力發電機、蓄電池、PLC控制模塊、水溫傳感器、水泵、電阻絲、PVC管、PPR管、儲鹽罐、控制閥、噴頭、路緣石；該系統在確保交通正常運行的情況下，實現了道路上積雪的有效去除，具有結構簡單、運行可靠、高效節能、能源有效利用、增強道路耐久性等優點。
【專利說明】一種噴灑式道路融雪系統

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種利用風能及地下水熱能的噴灑式道路融雪系統，特別是涉及城市道路、郊區及鄉村道路上積雪去除的一種利用風能及地下水熱能的噴灑式道路融雪系統，屬于交通安全領域。

【背景技術】
[0002]北方的冬天，道路上會形成大量的積雪，從而影響了人們的出行、降低了道路的同行能力，造成交通堵塞，甚至還會引起交通事故。目前，人們采用的除冰雪技術主要有清除法和融化法。清除法包括人工除雪和機械除雪。人工除雪法費時費力，且效力極低；機械除雪法適合于大面積機械化清除作業，一旦路面結冰后，徹底清除就較為困難，且該方法會導致交通中斷，影響交通通行和行車安全。融化法主要通過人工在路面上撒化學融雪劑來達到除雪目的，但該方法對人力要求較大，人不可能時刻停留在某處撒化學劑除雪，效率低下。
[0003]目前存在的道路融雪系統大多在于利用太陽能給地表面加熱來達到融雪的目的，而該過程無法實現對地面進行定時融雪，未能取得可觀的效果。本系統主要利用可再生能源風能通過風力發電為系統提供動力，且有效利用了地下水的熱能，從而達到了對能源的充分利用。此外，在該系統中，運用到PLC控制模塊，使得對該系統的控制既簡單又便捷，實現了對道路表面進行定時融雪。最終達到有效去除道路表面積雪的目的。


【發明內容】

[0004]本實用新型的目的是提供一種利用風能及地下水熱能的噴灑式道路融雪系統，以保證交通正常運行，實現了道路上積雪的有效去除。
[0005]本實用新型的利用風能及地下水熱能的噴灑式道路融雪系統包括風力發電機1、蓄電池2、PLC控制模塊3、水溫傳感器6、水泵7、電阻絲8、PVC管9、PPR管10、儲鹽罐12、控制閥13、路緣石15 ;風力發電機I通過蓄電池2、與PLC控制模塊3連接，PLC控制模塊3分別于與水溫傳感器6、電阻絲8連接，水溫傳感器6、電阻絲8設置在PPR管10內，分別用于檢測地下水的溫度和給其加熱；PPR管10通過控制閥13與儲鹽罐12連通，PPR管10 —端設置在地下并與地下水連通，另一端穿通路邊的路緣石并在其內引出一個以上的水管，水管端部安裝有噴頭14，用于向路面噴灑30°C左右的鹽水；PVC管9套裝在PPR管10外，水泵7設置在PPR管10上，PLC控制模塊3與控制閥13、水泵7連接，蓄電池2分別與水溫傳感器、電阻絲、控制閥連通。
[0006]本實用新型PVC管9與PPR管10間添加有隔熱體材料11，當PPR管10安裝在地表面下時，不需要添加隔熱體材料11，只有在地表面以上時才添加，以確保管內地下水的溫度；路緣石15安裝于道路的機動車道與非機動車道間，用于給機動車道和非機動車道噴灑鹽水從而將道路上的雪融化。
[0007]所述PLC控制I吳塊控制水栗和控制閩定時運彳了 (此時水栗正轉)，最終控制嗔頭定時給道路噴灑30°C左右的鹽水；另一方面，控制水溫傳感器和電阻絲的運行，當水溫傳感器檢測到地下水溫度低于30°C時，其控制電阻絲給地下水加熱，反之電阻絲不運行。在PLC控制模塊同時控制水泵和控制閥的每次定時運行結束后，PLC控制模塊再控制水泵運行3min?5min (此時水泵反轉)，將水管管道內的余水抽回地下，以確保管內的水凍結而堵塞噴頭及損壞管道。
[0008]所述PLC控制模塊、水溫傳感器、電阻絲和控制閥的電源由風力發電機和蓄電池提供；所述水泵的電源由電網提供。
[0009]該融雪系統工作時，PLC控制模塊先給KAl傳遞信號，此時，水泵正轉，將地下水抽到地表面。同時，KA4接收到信號而使控制閥打開，儲鹽罐內的鹽就會落入管道，與管道內的地下水溶解，形成鹽水。若水溫傳感器檢測到管道內的水溫低于30°C時，PLC控制模塊傳遞信號給KA3，電阻絲工作，對管道內的水進行加熱，使其達到30°C。當向道路噴灑鹽水結束時，PLC控制模塊將給KA2傳遞信號，使水泵反轉3min?5min，進而將管道內殘留的部分鹽水吸回地表下面，以防止鹽水留在管道內凍結而堵塞管道。
[0010]所述風力發電機采用山東神特能源科技有限公司的500W?2KW的水平軸風力發電機，其主要參數為:風輪數量均為3，額定轉速為350r/m?400r/m，額定電壓為24V?48V，輸出電壓為24V?48V;蓄電池采用η個12V20AH?12V40AH的鉛酸蓄電池，可通過將其串聯而獲得所需的電壓；PLC控制模塊主要是由數字量輸入/輸出模塊和模擬量輸入/輸出模塊組成，數字量輸入/輸出模塊為SIMATIC S7-200系列的CPU221，其數字量輸入/輸出點數為6/4，模擬量輸入/輸出模塊型號為EM231，其輸入點數為4，輸出點數為0，模擬量輸入/輸出模塊EM231用于接收水溫傳感器傳遞來的模擬信號，并傳送給CPU221,進而做出相應動作；水溫傳感器采用SJL品牌、規格為8898的水位水溫傳感器；水泵采用韓進品牌、型號為HJ90E的管道泵，其主要參數為:額定電壓220V，輸進功率/輸出功率為130W/90W，進出水管管徑為25mm ;電阻絲采用電熱合金材料的電熱絲；PVC管的規格為C>50mm ;PPR管的規格為C>25mm ;隔熱體材料采用30mm的優質聚氨酯發泡材料；控制閥采用力士樂系列MFZ12-37YC型號的電磁閥，其額定電壓為220V，操作頻率為12000T/h ;噴頭采用型號為DY057HP的不銹鋼小角度扇形噴頭，其主要參數如下:工作壓力為:0.3?
0.35MPa，工作溫度為O?200°C，噴射角度為15°?50° ;路緣石采用甲2L型路緣石，其規格為:49.5X12X30 cm3。
[0011]所述風力發電機應安裝于風能資源豐富、具有較穩定的盛行風向、湍流小、自然災害小的場址；由于地下水的溫度隨自然地理環境、地質條件及循環深度不同而變化，所以，取地下水時，下挖的深度應根據各地的地理條件而定，只要確保其溫度為30°C左右即可。
[0012]本實用新型的適用范圍不僅限于城市的交通道路，郊區及鄉村等道路上積雪的去除均可采用此系統。
[0013]本實用新型的有益效果:本實用新型所述風力發電機和蓄電池構成風力發電系統；所述地表面、地下水和水泵構成地下水熱能利用系統；所述PLC控制模塊、水溫傳感器和電阻絲構成自動加熱系統；所述PVC管、PPR管和隔熱體材料構成保溫系統；所述儲鹽罐和控制閥構成自動加鹽系統；噴頭、路緣石構成噴灑系統。在確保交通正常運行的情況下，實現了道路上積雪的有效去除，具有結構簡單、運行可靠、高效節能、能源有效利用、增強道路耐久性等優點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型結構示意圖；
[0015]圖2為本實用新型中路緣石安裝位置示意圖；
[0016]圖3為本實用新型PLC控制模塊的接線示意圖；
[0017]圖中:1-風力發電機，2-蓄電池，3-PLC控制模塊，4-地表面，5-地下水，6-水溫傳感器，7-水泵，8-電阻絲，9-PVC管，10-PPR管，11-隔熱體材料，12-儲鹽罐，13-控制閥，14-噴頭，15-路緣石，16-水管。

【具體實施方式】
[0018]下面通過附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細說明，但本實用新型的保護范圍不局限于所述內容。
[0019]實施例1:參見圖1，本利用風能及地下水熱能的噴灑式道路融雪系統包括風力發電機1、蓄電池2、PLC控制模塊3、水溫傳感器6、水泵7、電阻絲8、PVC管9、PPR管10、隔熱體材料11、儲鹽罐12、控制閥13、噴頭14、路緣石15 ;風力發電機I通過蓄電池2、與PLC控制模塊3連接，PLC控制模塊3分別于與水溫傳感器6、電阻絲8連接，水溫傳感器6、電阻絲8設置在PPR管10內，分別用于檢測地下水的溫度和給其加熱；PPR管10通過控制閥13與儲鹽罐12連通，PPR管10 —端設置在地表面4下并與地下水5連通，另一端穿通路邊的路緣石并在其內引出一個以上的水管16，水管端部安裝有噴頭14，用于向路面噴灑30°C左右的鹽水；路緣石間的PPR管通過熱熔器，用熱熔的方法進行連接；PVC管9套裝在PPR管10夕卜，水泵7設置在PPR管10上，PLC控制模塊3與控制閥13、水泵7連接，PPR管10安裝在地表面上，PVC管9與PPR管10間添加有隔熱體材料11。
[0020]路緣石安裝于道路的機動車道與非機動車道間，用于給機動車道和非機動車道噴灑鹽水從而將道路上的雪融化(見圖2)。
[0021]所述PLC控制模塊、水溫傳感器、電阻絲和控制閥的電源由蓄電池提供；所述水泵的電源由電網提供。
[0022]所述風力發電機采用山東神特能源科技有限公司的500W?2KW的水平軸風力發電機，其主要參數為:風輪數量均為3，額定轉速為350r/m?400r/m，額定電壓為24V?48V，輸出電壓為24V?48V ;蓄電池采用η個12V20AH?12V40AH的鉛酸蓄電池，可通過將其串聯而獲得所需的電壓；PLC控制模塊主要是由數字量輸入/輸出模塊和模擬量輸入/輸出模塊組成，數字量輸入/輸出模塊為SIMATIC S7-200系列的CPU221，其數字量輸入/輸出點數為6/4，模擬量輸入/輸出模塊型號為EM231，其輸入點數為4，輸出點數為O ;水溫傳感器采用SJL品牌、規格為8898的水位水溫傳感器；水泵采用韓進品牌、型號為HJ90E的管道泵，其主要參數為:額定電壓220V，輸進功率/輸出功率為130W/90W，進出水管管徑為25mm ;電阻絲采用電熱合金材料的電熱絲；PVC管的規格為Φ50πιπι ;PPR管的規格為0 25mm ;隔熱體材料采用30mm的優質聚氨酯發泡材料；控制閥采用力士樂系列MFZ12-37YC型號的電磁閥，其額定電壓為220V，操作頻率為12000T/h ;噴頭采用型號為DY057HP的不銹鋼小角度扇形噴頭，其主要參數如下:工作壓力為:0.3?0.35MPa，工作溫度為O?200°C，噴射角度為15°?50° ;路緣石采用甲2L型路緣石，其規格為:49.5X 12X30 cm3。
[0023]所述風力發電機安裝于風能資源豐富、具有較穩定的盛行風向、湍流小、自然災害小的場址；通過風力發電機將空中的風能轉換為電能，并將轉換而來的電能儲存在蓄電池內，進而為水溫傳感器、電阻絲、控制閥提供電源，保證了該道路融雪系統的正常運行。由于地下水的溫度隨自然地理環境、地質條件及循環深度不同而變化，所以，取地下水時，下挖的深度應根據各地的地理條件而定，只要確保其溫度為30°C左右即可。
[0024]本實用新型的工作過程如下:當水泵將地下水從地底抽上來時(水泵正轉)，管內的水溫傳感器就對其水溫進行檢測:若其溫度低于30°C，則PLC控制模塊給電阻絲傳遞信號，使其工作，對管內的地下水加熱；反之，若其溫度高于30 V，則PLC控制模塊不給電阻絲傳遞信號，其不工作。同時，PLC控制模塊控制控制閥，使其開啟，儲鹽罐中的鹽便落入管道內，與地下水溶合，變成鹽水。當管道內的鹽水被輸送到路緣石中的管道時，鹽水就通過噴頭噴灑向道路上的積雪，從而將積雪融化。當水泵不在從地下抽水時(水泵反轉)，控制閥關閉。同時，PLC控制模塊控制水泵再運行3min (水泵反轉)，將管道內的余水抽回地下，以確保管內的水凍結而堵塞噴頭及損壞管道。該噴灑過程有PLC控制模塊定時控制，即每隔30min, PLC控制模塊就控制系統的運行，最終向道路噴灑鹽水，將積雪及時融化(圖3和如下的PLC控制模塊的I/O分配表)；
[0025]

【權利要求】
1.一種噴灑式道路融雪系統，其特征在于:包括風力發電機(I)、蓄電池(2)、PLC控制模塊(3)、水溫傳感器(6)、水泵(7)、電阻絲(8)、PVC管(9)、PPR管(10)、儲鹽罐(12)、控制閥(13 )、路緣石(15 );風力發電機(I)通過蓄電池(2 )與PLC控制模塊(3 )連接，PLC控制模塊(3)分別與水溫傳感器(6)、電阻絲(8)連接，水溫傳感器(6)、電阻絲(8)設置在PPR管(10)內，PPR管(10)通過控制閥(13)與儲鹽罐(12)連通，PPR管(10)—端設置在地下并與地下水連通，另一端穿通路邊的路緣石并在其內引出一個以上的水管，水管端部安裝有噴頭(14 )，PVC管(9 )套裝在PPR管(10 )外，水泵(7 )設置在PPR管(10 )上，PLC控制模塊(3 )與控制閥(13 )、水泵(7 )連接，蓄電池(2 )分別與水溫傳感器、電阻絲、控制閥連通。
2.根據權利要求1所述的噴灑式道路融雪系統，其特征在于:PVC管(9)與PPR管(10)間添加有隔熱體材料(11)。
【文檔編號】E01C11/26GK203855871SQ201420168577
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年4月9日 優先權日:2014年4月9日
【發明者】羅小林, 李冬梅, 鄧艷, 羅雅楠 申請人:昆明理工大學