一种喷洒式道路融雪系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种喷洒式道路融雪系统，其包括风力发电机、蓄电池、PLC控制模块、水温传感器、水泵、电阻丝、PVC管、PPR管、储盐罐、控制阀、喷头、路缘石；该系统在确保交通正常运行的情况下，实现了道路上积雪的有效去除，具有结构简单、运行可靠、高效节能、能源有效利用、增强道路耐久性等优点。
【专利说明】一种喷洒式道路融雪系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种利用风能及地下水热能的喷洒式道路融雪系统，特别是涉及城市道路、郊区及乡村道路上积雪去除的一种利用风能及地下水热能的喷洒式道路融雪系统，属于交通安全领域。
【背景技术】
[0002]北方的冬天，道路上会形成大量的积雪，从而影响了人们的出行、降低了道路的同行能力，造成交通堵塞，甚至还会引起交通事故。目前，人们采用的除冰雪技术主要有清除法和融化法。清除法包括人工除雪和机械除雪。人工除雪法费时费力，且效力极低；机械除雪法适合于大面积机械化清除作业，一旦路面结冰后，彻底清除就较为困难，且该方法会导致交通中断，影响交通通行和行车安全。融化法主要通过人工在路面上撒化学融雪剂来达到除雪目的，但该方法对人力要求较大，人不可能时刻停留在某处撒化学剂除雪，效率低下。
[0003]目前存在的道路融雪系统大多在于利用太阳能给地表面加热来达到融雪的目的，而该过程无法实现对地面进行定时融雪，未能取得可观的效果。本系统主要利用可再生能源风能通过风力发电为系统提供动力，且有效利用了地下水的热能，从而达到了对能源的充分利用。此外，在该系统中，运用到PLC控制模块，使得对该系统的控制既简单又便捷，实现了对道路表面进行定时融雪。最终达到有效去除道路表面积雪的目的。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种利用风能及地下水热能的喷洒式道路融雪系统，以保证交通正常运行，实现了道路上积雪的有效去除。
[0005]本实用新型的利用风能及地下水热能的喷洒式道路融雪系统包括风力发电机1、蓄电池2、PLC控制模块3、水温传感器6、水泵7、电阻丝8、PVC管9、PPR管10、储盐罐12、控制阀13、路缘石15 ;风力发电机I通过蓄电池2、与PLC控制模块3连接，PLC控制模块3分别于与水温传感器6、电阻丝8连接，水温传感器6、电阻丝8设置在PPR管10内，分别用于检测地下水的温度和给其加热；PPR管10通过控制阀13与储盐罐12连通，PPR管10 —端设置在地下并与地下水连通，另一端穿通路边的路缘石并在其内引出一个以上的水管，水管端部安装有喷头14，用于向路面喷洒30°C左右的盐水；PVC管9套装在PPR管10外，水泵7设置在PPR管10上，PLC控制模块3与控制阀13、水泵7连接，蓄电池2分别与水温传感器、电阻丝、控制阀连通。
[0006]本实用新型PVC管9与PPR管10间添加有隔热体材料11，当PPR管10安装在地表面下时，不需要添加隔热体材料11，只有在地表面以上时才添加，以确保管内地下水的温度；路缘石15安装于道路的机动车道与非机动车道间，用于给机动车道和非机动车道喷洒盐水从而将道路上的雪融化。
[0007]所述PLC控制I吴块控制水栗和控制闽定时运彳了 (此时水栗正转)，最终控制嗔头定时给道路喷洒30°C左右的盐水；另一方面，控制水温传感器和电阻丝的运行，当水温传感器检测到地下水温度低于30°C时，其控制电阻丝给地下水加热，反之电阻丝不运行。在PLC控制模块同时控制水泵和控制阀的每次定时运行结束后，PLC控制模块再控制水泵运行3min?5min (此时水泵反转)，将水管管道内的余水抽回地下，以确保管内的水冻结而堵塞喷头及损坏管道。
[0008]所述PLC控制模块、水温传感器、电阻丝和控制阀的电源由风力发电机和蓄电池提供；所述水泵的电源由电网提供。
[0009]该融雪系统工作时，PLC控制模块先给KAl传递信号，此时，水泵正转，将地下水抽到地表面。同时，KA4接收到信号而使控制阀打开，储盐罐内的盐就会落入管道，与管道内的地下水溶解，形成盐水。若水温传感器检测到管道内的水温低于30°C时，PLC控制模块传递信号给KA3，电阻丝工作，对管道内的水进行加热，使其达到30°C。当向道路喷洒盐水结束时，PLC控制模块将给KA2传递信号，使水泵反转3min?5min，进而将管道内残留的部分盐水吸回地表下面，以防止盐水留在管道内冻结而堵塞管道。
[0010]所述风力发电机采用山东神特能源科技有限公司的500W?2KW的水平轴风力发电机，其主要参数为:风轮数量均为3，额定转速为350r/m?400r/m，额定电压为24V?48V，输出电压为24V?48V;蓄电池采用η个12V20AH?12V40AH的铅酸蓄电池，可通过将其串联而获得所需的电压；PLC控制模块主要是由数字量输入/输出模块和模拟量输入/输出模块组成，数字量输入/输出模块为SIMATIC S7-200系列的CPU221，其数字量输入/输出点数为6/4，模拟量输入/输出模块型号为EM231，其输入点数为4，输出点数为0，模拟量输入/输出模块EM231用于接收水温传感器传递来的模拟信号，并传送给CPU221,进而做出相应动作；水温传感器采用SJL品牌、规格为8898的水位水温传感器；水泵采用韩进品牌、型号为HJ90E的管道泵，其主要参数为:额定电压220V，输进功率/输出功率为130W/90W，进出水管管径为25mm ;电阻丝采用电热合金材料的电热丝；PVC管的规格为C>50mm ;PPR管的规格为C>25mm ;隔热体材料采用30mm的优质聚氨酯发泡材料；控制阀采用力士乐系列MFZ12-37YC型号的电磁阀，其额定电压为220V，操作频率为12000T/h ;喷头采用型号为DY057HP的不锈钢小角度扇形喷头，其主要参数如下:工作压力为:0.3?
0.35MPa，工作温度为O?200°C，喷射角度为15°?50° ;路缘石采用甲2L型路缘石，其规格为:49.5X12X30 cm3。
[0011]所述风力发电机应安装于风能资源丰富、具有较稳定的盛行风向、湍流小、自然灾害小的场址；由于地下水的温度随自然地理环境、地质条件及循环深度不同而变化，所以，取地下水时，下挖的深度应根据各地的地理条件而定，只要确保其温度为30°C左右即可。
[0012]本实用新型的适用范围不仅限于城市的交通道路，郊区及乡村等道路上积雪的去除均可采用此系统。
[0013]本实用新型的有益效果:本实用新型所述风力发电机和蓄电池构成风力发电系统；所述地表面、地下水和水泵构成地下水热能利用系统；所述PLC控制模块、水温传感器和电阻丝构成自动加热系统；所述PVC管、PPR管和隔热体材料构成保温系统；所述储盐罐和控制阀构成自动加盐系统；喷头、路缘石构成喷洒系统。在确保交通正常运行的情况下，实现了道路上积雪的有效去除，具有结构简单、运行可靠、高效节能、能源有效利用、增强道路耐久性等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型结构示意图；
[0015]图2为本实用新型中路缘石安装位置示意图；
[0016]图3为本实用新型PLC控制模块的接线示意图；
[0017]图中:1-风力发电机，2-蓄电池，3-PLC控制模块，4-地表面，5-地下水，6-水温传感器，7-水泵，8-电阻丝，9-PVC管，10-PPR管，11-隔热体材料，12-储盐罐，13-控制阀，14-喷头，15-路缘石，16-水管。
【具体实施方式】
[0018]下面通过附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明，但本实用新型的保护范围不局限于所述内容。
[0019]实施例1:参见图1，本利用风能及地下水热能的喷洒式道路融雪系统包括风力发电机1、蓄电池2、PLC控制模块3、水温传感器6、水泵7、电阻丝8、PVC管9、PPR管10、隔热体材料11、储盐罐12、控制阀13、喷头14、路缘石15 ;风力发电机I通过蓄电池2、与PLC控制模块3连接，PLC控制模块3分别于与水温传感器6、电阻丝8连接，水温传感器6、电阻丝8设置在PPR管10内，分别用于检测地下水的温度和给其加热；PPR管10通过控制阀13与储盐罐12连通，PPR管10 —端设置在地表面4下并与地下水5连通，另一端穿通路边的路缘石并在其内引出一个以上的水管16，水管端部安装有喷头14，用于向路面喷洒30°C左右的盐水；路缘石间的PPR管通过热熔器，用热熔的方法进行连接；PVC管9套装在PPR管10夕卜，水泵7设置在PPR管10上，PLC控制模块3与控制阀13、水泵7连接，PPR管10安装在地表面上，PVC管9与PPR管10间添加有隔热体材料11。
[0020]路缘石安装于道路的机动车道与非机动车道间，用于给机动车道和非机动车道喷洒盐水从而将道路上的雪融化(见图2)。
[0021]所述PLC控制模块、水温传感器、电阻丝和控制阀的电源由蓄电池提供；所述水泵的电源由电网提供。
[0022]所述风力发电机采用山东神特能源科技有限公司的500W?2KW的水平轴风力发电机，其主要参数为:风轮数量均为3，额定转速为350r/m?400r/m，额定电压为24V?48V，输出电压为24V?48V ;蓄电池采用η个12V20AH?12V40AH的铅酸蓄电池，可通过将其串联而获得所需的电压；PLC控制模块主要是由数字量输入/输出模块和模拟量输入/输出模块组成，数字量输入/输出模块为SIMATIC S7-200系列的CPU221，其数字量输入/输出点数为6/4，模拟量输入/输出模块型号为EM231，其输入点数为4，输出点数为O ;水温传感器采用SJL品牌、规格为8898的水位水温传感器；水泵采用韩进品牌、型号为HJ90E的管道泵，其主要参数为:额定电压220V，输进功率/输出功率为130W/90W，进出水管管径为25mm ;电阻丝采用电热合金材料的电热丝；PVC管的规格为Φ50πιπι ;PPR管的规格为0 25mm ;隔热体材料采用30mm的优质聚氨酯发泡材料；控制阀采用力士乐系列MFZ12-37YC型号的电磁阀，其额定电压为220V，操作频率为12000T/h ;喷头采用型号为DY057HP的不锈钢小角度扇形喷头，其主要参数如下:工作压力为:0.3?0.35MPa，工作温度为O?200°C，喷射角度为15°?50° ;路缘石采用甲2L型路缘石，其规格为:49.5X 12X30 cm3。
[0023]所述风力发电机安装于风能资源丰富、具有较稳定的盛行风向、湍流小、自然灾害小的场址；通过风力发电机将空中的风能转换为电能，并将转换而来的电能储存在蓄电池内，进而为水温传感器、电阻丝、控制阀提供电源，保证了该道路融雪系统的正常运行。由于地下水的温度随自然地理环境、地质条件及循环深度不同而变化，所以，取地下水时，下挖的深度应根据各地的地理条件而定，只要确保其温度为30°C左右即可。
[0024]本实用新型的工作过程如下:当水泵将地下水从地底抽上来时(水泵正转)，管内的水温传感器就对其水温进行检测:若其温度低于30°C，则PLC控制模块给电阻丝传递信号，使其工作，对管内的地下水加热；反之，若其温度高于30 V，则PLC控制模块不给电阻丝传递信号，其不工作。同时，PLC控制模块控制控制阀，使其开启，储盐罐中的盐便落入管道内，与地下水溶合，变成盐水。当管道内的盐水被输送到路缘石中的管道时，盐水就通过喷头喷洒向道路上的积雪，从而将积雪融化。当水泵不在从地下抽水时(水泵反转)，控制阀关闭。同时，PLC控制模块控制水泵再运行3min (水泵反转)，将管道内的余水抽回地下，以确保管内的水冻结而堵塞喷头及损坏管道。该喷洒过程有PLC控制模块定时控制，即每隔30min, PLC控制模块就控制系统的运行，最终向道路喷洒盐水，将积雪及时融化(图3和如下的PLC控制模块的I/O分配表)；
[0025]
【权利要求】
1.一种喷洒式道路融雪系统，其特征在于:包括风力发电机(I)、蓄电池(2)、PLC控制模块(3)、水温传感器(6)、水泵(7)、电阻丝(8)、PVC管(9)、PPR管(10)、储盐罐(12)、控制阀(13 )、路缘石(15 );风力发电机(I)通过蓄电池(2 )与PLC控制模块(3 )连接，PLC控制模块(3)分别与水温传感器(6)、电阻丝(8)连接，水温传感器(6)、电阻丝(8)设置在PPR管(10)内，PPR管(10)通过控制阀(13)与储盐罐(12)连通，PPR管(10)—端设置在地下并与地下水连通，另一端穿通路边的路缘石并在其内引出一个以上的水管，水管端部安装有喷头(14 )，PVC管(9 )套装在PPR管(10 )外，水泵(7 )设置在PPR管(10 )上，PLC控制模块(3 )与控制阀(13 )、水泵(7 )连接，蓄电池(2 )分别与水温传感器、电阻丝、控制阀连通。
2.根据权利要求1所述的喷洒式道路融雪系统，其特征在于:PVC管(9)与PPR管(10)间添加有隔热体材料(11)。
【文档编号】E01C11/26GK203855871SQ201420168577
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年4月9日 优先权日:2014年4月9日
【发明者】罗小林, 李冬梅, 邓艳, 罗雅楠 申请人:昆明理工大学