CN103477951A - 锂离子电池供电提水泵从雨水收集池提水浇灌树木的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及锂离子电池供电提水泵从雨水收集池提水浇灌树木的装置，属于新能源节能环保技术领域。从天空云层中降落的雨水落入凹形顶面集雨水护栏的凹形顶面集雨水槽中汇集成水流，水流经过漏水孔、漏水管进入地下雨水收集池储水备用。从锂离子电池输出的电流通过导电线输入控制器进行调整、接着通过导电线输入提水泵，在提水泵内电能转换成机械能、用作为提水时耗用的能量，提水泵耗用机械能通过提水管将地下雨水收集池中的雨水提升到提水泵内进行增压，增压后的水流通过出水管和喷水龙头给绿化带中种植的乔木树和灌木树浇灌水流。无线水位传感器感知、转换、发送地下雨水收集池内的水位信息。

Description

锂离子电池供电提水泵从雨水收集池提水浇灌树木的装置

技术领域

本发明涉及锂离子电池供电提水泵从雨水收集池提水浇灌树木的装置，属于新能源节能环保技术领域。

背景技术

2013年7月，中国南方出现大范围的持续高温天气。江苏省、浙江省、上海市多个地方的气温极值超过40℃。进入8月上旬，天气更热，8月6日全国高温前十名是：浙江新昌43℃，安徽广德42.6℃，浙江余姚42.2℃，浙江安吉42.1℃，浙江嵊州41.9℃，浙江奉化41.9℃，江苏苏州41.6℃，安徽宣城41.5℃，浙江缙云41.5℃，浙江富阳41.5℃，如果二氧化碳等温室气体的排放以目前的趋势持续增加，波茨坦气候影响研究所的研究显示，未来30年地球会越来越热。高温引起地表水分大量蒸发，7月31日，湖南省107个县市区旱情严重，367条溪河断流，347座小型水库干涸，许多城市的绿化带严重干旱，绿化树木急需浇水保命。

2013年7月份中国用电总量为4950亿千瓦时，同比增长8.8%，城乡居民生活用电量585亿千瓦时，同比增长12%，服务行业的用电量增至586亿千瓦时，同比增长13%。在高温的日子里，空调用电量增加，抽水抗旱的时间延长、使电动机带动提水泵提水抗旱的用电量增加，巨额的用电量需要增加供电量，人类在发电时一定要注意保护环境，按照在发电过程中是否向大气中排放二氧化碳，可以将现有的发电方式划分为两大类：第一类发电方式向大气中排放二氧化碳，如燃煤发电、燃烧石油制品发电时，向大气中排放大量的二氧化碳和有害气体，会显著增加大气中的二氧化碳浓度，使温室效应更加明显，增加地球上的酷热天数，2012年全球二氧化碳排放量已达到356亿吨。2013年8月19日为止，无锡市今年高温日已达42天，超过历史上最高的32天高温日记录。第二类发电方式不会向大气中排放二氧化碳，如太阳能发电、风力发电的过程中不排放二氧化碳和有害气体，不会增加大气中的二氧化碳浓度，不会加剧地球上的温室效应和气候变化，太阳能和风能属于清洁能源。从保护地球上人类居住的生态环境出发，全体人类必须努力减少使用化石燃料发电，倡导太阳能发电、风力发电和其他不排放二氧化碳的发电方式。

由于持续的高温少雨，许多地方在下雨前没有建造储水设施准备储存雨水，连续高温造成绿化带土壤缺水，使绿化树木卷叶发黄，枝条干枯。现有的绿化树浇灌水流的做法是：发动以柴油机或汽油机为动力的运水车到路途遥远的河边去抽水、装水，运水车开到绿化带旁边，接着发动以柴油机或汽油机为动力的浇灌水流的机器给绿化树木浇水，柴油机或汽油机在工作的过程中排放二氧化碳和有害物质，不利于保护环境。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供锂离子电池供电提水泵从雨水收集池提水浇灌树木的装置。为了保护环境，在本发明中用电动提水泵取代用柴油机或汽油机带动的提水泵，供电来源采用太阳能发电或风力发电产生电流向锂离子电池充电。

太阳能发电时，由于有时受到天空中云层变化遮挡阳光的影响，太阳能光伏发电组件在单位时间内输出的电流量有时不够稳定。风力发电时，由于受到风力大小变化的影响，风力发电机在单位时间内输出的电流量也不够稳定。将太阳能发电或风力发电产生的电流输入锂离子电池储存电能，然后从锂离子电池输出的电流基本稳定。稳定的电流通过导电线输入提水泵，在提水泵内电能转换成机械能，提水泵耗用机械能进行提水、加压、浇水作业时需要的能量。锂离子电池是依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作的充电电池，可以反复充电3000次—5000次。锂离子电池具有比能量高、电池电压高、工作温度范围宽、储存寿命长、无环境污染等优点，夏季在高温与高热环境中能稳定供电。用完电的锂离子电池可以卸下来运去充电，充足电的锂离子电池可以随时换用上去持续供电，锂离子电池通过导电线输送稳定的电流给提水泵提供能量。提水泵通过提水管持续抽取地下雨水收集池中的雨水、输入提水泵加压后、接着通过出水管和喷水龙头向绿化树木连续喷浇水分。

2013年截止8月15日，中国有9577万亩耕地受旱。持续的晴热少雨天气造成7月以来累计降水一般不足5毫米，较常年同期偏少八成以上。在江苏省南部连续四十二天的烈日烘烤下，绿化带的土壤墒情下降，受旱程度一天比一天加重。在旱灾面前，每一滴水资源对绿化树的保命都是十分重要的。由于气候变化。南旱北涝的情况将会在中国持续多年，为了在冬季和春季储备一定量的雨水来缓解夏季干旱，在绿化带的下方0.5米—3.5米深的土层里，首先要建造有一定容水体积的地下雨水收集池，将原来不能收集雨水的平形顶面集雨水护栏或凸形顶面集雨水护栏改换成能够承接并收集雨水的凹形顶面集雨水护栏，从云层中降落的雨水落入凹形顶面集雨水护栏的凹形顶面集雨水槽的底部汇集成水流，水流经过漏水孔、漏水管流进地下雨水收集池蓄水备用。无线水位传感器的下部伸进地下雨水收集池的内部，感知、转换、发送地下雨水收集池中的水位信息。根据绿化树需水的实际情况，从锂离子电池输出的电流通过导电线向提水泵供电，提水泵通过提水管根据灌水量的需要提升地下雨水收集池中的小部分雨水或一半雨水或大部分雨水或全部雨水流经提水泵内部加压后通过出水管和喷水龙头向绿化树木浇灌水流。在适宜的地方，也可以建造一部分地面雨水收集池。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

由锂离子电池1、导电线2、控制器3、提水泵4、提水管5、出水管6、喷水龙头7、凹形顶面集雨水护栏8、护栏支柱9、道路绿化带护栏基础10、漏水孔11、漏水管12、无线水位传感器13、地下雨水收集池14共同组成锂离子电池供电提水泵从雨水收集池提水浇灌树木的装置，在绿化带中种植乔木树15、灌木树16；

在道路绿化带护栏基础10上安装一根粗的供电杆，在供电杆的上段自上向下依次安装锂离子电池1、导电线2、控制器3，在地下雨水收集池14上安装有提水管5，提水管5的下段伸进地下雨水收集池14中，提水管5的顶端安装有提水泵4、出水管6和喷水龙头7，在道路绿化带护栏基础10上按照一定的间距安装护栏支柱9，在护栏支柱9的上端安装凹形顶面集雨水护栏8，在凹形顶面集雨水护栏8的凹形顶面集雨水槽的底部按照一定的间距设置漏水孔11，在漏水孔11的下方连接有漏水管12，漏水管12穿过道路绿化带护栏基础10伸进地下雨水收集池14的内部，地下雨水收集池14建造在绿化带的下方，地下雨水收集池14上安装有无线水位传感器13，无线水位传感器13的下段伸进地下雨水收集池14的内部，在绿化带中种植乔木树15和灌木树16；

锂离子电池1通过导电线2与控制器3连接，控制器3通过导电线2与提水泵4连接。

锂离子电池1是磷酸铁锂离子电池或锰酸锂离子电池或钴酸锂离子电池或钛酸锂离子电池。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：①由锂离子电池输出的具有稳定电压的电流通过导电线向提水泵供电，确保提水泵内部工作稳定，使提水泵通过提水管从地下雨水收集池中提升的水流量保持稳定。②锂离子电池在高温环境下能正常输出电流，目前的工作温度上限为45℃，未来能拓宽到70℃，在烈日下供应电能用于提水的故障少。③锂离子电池供电不排放二氧化碳，没有环境污染。④锂离子电池的使用寿命长，80%DOD充放电可达1200次以上，当采用浅深度充放电时，循环次数可达5000次以上。⑤锂离子电池充电快、更换快，将用完电的锂离子电池从提水管顶端的安装位置上卸下来，将充足电的锂离子电池换上提水管顶端的电池安装位置，可以立即向提水泵继续供电，确保提水泵提水、加压、出水、浇灌作业不中断。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

从天空云层中降落的雨水落入凹形顶面集雨水护栏的凹形顶面集雨水槽中汇集成水流，水流经过漏水孔、漏水管进入地下雨水收集池储水备用。从锂离子电池输出的电流通过导电线输入控制器进行调整、接着通过导电线输入提水泵，在提水泵内电能转换成机械能、用作为提水时耗用的能量，提水泵耗用机械能通过提水管将地下雨水收集池中的雨水提升到提水泵内进行增压，增压后的水流通过出水管和喷水龙头给绿化带中种植的乔木树和灌木树浇灌水流。无线水位传感器感知、转换、发送地下雨水收集池内的水位信息。

下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述：

由锂离子电池1、导电线2、控制器3、提水泵4、提水管5、出水管6、喷水龙头7、凹形顶面集雨水护栏8、护栏支柱9、道路绿化带护栏基础10、漏水孔11、漏水管12、无线水位传感器13、地下雨水收集池14共同组成锂离子电池供电提水泵从雨水收集池提水浇灌树木的装置，在绿化带中种植乔木树15、灌木树16；

在道路绿化带护栏基础10上安装一根粗的供电杆，在供电杆的上段自上向下依次安装锂离子电池1、导电线2、控制器3，在地下雨水收集池14上安装有提水管5，提水管5的下段伸进地下雨水收集池14中，提水管5的顶端安装有提水泵4、出水管6和喷水龙头7，在道路绿化带护栏基础10上按照一定的间距安装护栏支柱9，在护栏支柱9的上端安装凹形顶面集雨水护栏8，在凹形顶面集雨水护栏8的凹形顶面集雨水槽的底部按照一定的间距设置漏水孔11，在漏水孔11的下方连接有漏水管12，漏水管12穿过道路绿化带护栏基础10伸进地下雨水收集池14的内部，地下雨水收集池14建造在绿化带的下方，地下雨水收集池14上安装有无线水位传感器13，无线水位传感器13的下段伸进地下雨水收集池14的内部，在绿化带中种植乔木树15和灌木树16；

锂离子电池1通过导电线2与控制器3连接，控制器3通过导电线2与提水泵4连接。

锂离子电池1是磷酸铁锂离子电池或锰酸锂离子电池或钴酸锂离子电池或钛酸锂离子电池。

在绿化带内种植有四季锦带、红叶石楠、结香、红花继木、月季、金叶黄杨、紫丁香等灌木树和银杏、桂花、梧桐、红枫、垂柳、雪松、广玉兰、紫花槐、刺楸等乔木树，7月份前后、当地四十多天久旱无雨，树叶卷曲发黄，绿化树木的枝条出现枯萎，绿化带附近河流中的水分大量蒸发，河床见底，河泥黾裂，无水可取，如果不及时浇灌水分，绿化带中栽植的绿化树木会大片枯死，即将造成大的经济损失和生态环境损失。幸而，在绿化带下方2米深的土层里建造有地下雨水收集池，当地的4月份降雨量达到200毫米，5月份降雨量达到150毫米，由绿化带周围的凹形顶面集雨水护栏的凹形顶面集雨水槽所收集的雨水通过漏水孔、漏水管流进地下雨水收集池内积蓄雨水、成为当地7月份、8月份天气连续大旱时浇灌绿化树的‘保命水’。

收集并储蓄雨水的具体流程是：从天空云层中降落的雨水落入凹形顶面集雨水护栏的凹形顶面集雨水槽内，大量雨滴汇集成的水流，从凹形顶面集雨水槽的底部流向漏水孔，雨水从漏水孔向下流过漏水管、接着流进地下雨水收集池积蓄雨水量。由于地下雨水收集池周围的土壤温度在10℃—25℃范围内，地下雨水收集池内部的池水温度也在10℃—25℃左右，由于雨水比较纯净，池下雨水收集池中积蓄的雨水可以保质使用半年至一年，而且使用地下雨水收集池内积蓄的、温度适中的雨水浇灌绿化树木时，不会给绿化树的叶、枝、根造成伤害。无线水位传感器的下部伸进地下雨水收集池，在地下雨水收集池内感知、转换，并通过安装在无线水位传感器上部的发射天线发送池内的水位信息，给人们使用好池中的雨水提供可靠的水位、水温、水质等水体信息。

提升并浇灌雨水的具体流程是：从锂离子电池输出稳定的电流通过导电线输入提水泵，在提水泵内电能转换成机械能，提水泵耗用机械能通过提水管提升地下雨水收集池中的雨水输入提水泵内增压，接着通过出水管和喷水龙头向绿化树木浇灌水流。提水泵通过提水管抽完地下雨水收集池中的全部雨水、腾出空间后，又可以在下一场降雨时，收集雨水流进地下雨水收集池储蓄备用，这套提水浇灌装置是可以多年多次循环使用的。

现举出实施例如下：

实施例一：

从天空云层中降落的雨水落入凹形顶面集雨水护栏的凹形顶面集雨水槽中汇集成水流，水流经过漏水孔、漏水管进入地下雨水收集池蓄水备用。从磷酸铁锂离子电池输出的电流通过导电线输入控制器进行调整、接着通过导电线输入提水泵，在提水泵内电能转换成机械能，提水泵耗用机械能通过提水管将地下雨水收集池中的雨水提升到提水泵内进行增压，增压后的水流通过出水管和喷水龙头给绿化带中种植的乔木树和灌木树浇灌水流。无线水位传感器感知、转换、发送地下雨水收集池内的水位信息。

实施例二：

从天空云层中降落的雨水落入凹形顶面集雨水护栏的凹形顶面集雨水槽中汇集成水流，水流经过漏水孔、漏水管进入地下雨水收集池蓄水备用。从锰酸锂离子电池输出的电流通过导电线输入控制器进行调整、接着通过导电线输入提水泵，在提水泵内电能转换成机械能，提水泵耗用机械能通过提水管将地下雨水收集池中的雨水提升到提水泵内进行增压，增压后的水流通过出水管和喷水龙头给绿化带中种植的乔木树和灌木树浇灌水流。无线水位传感器感知、转换、发送地下雨水收集池内的水位信息。

Claims (2)

1.锂离子电池供电提水泵从雨水收集池提水浇灌树木的装置，其特征是，由锂离子电池（1）、导电线（2）、控制器（3）、提水泵（4）、提水管（5）、出水管（6）、喷水龙头（7）、凹形顶面集雨水护栏（8）、护栏支柱（9）、道路绿化带护栏基础（10）、漏水孔（11）、漏水管（12）、无线水位传感器（13）、地下雨水收集池（14）共同组成锂离子电池供电提水泵从雨水收集池提水浇灌树木的装置，在绿化带中种植乔木树（15）、灌木树（16）；

在道路绿化带护栏基础（10）上安装一根粗的供电杆，在供电杆的上段自上向下依次安装锂离子电池（1）、导电线（2）、控制器（3），在地下雨水收集池（14）上安装有提水管（5），提水管（5）的下段伸进地下雨水收集池（14）中，提水管（5）的顶端安装有提水泵（4）、出水管（6）和喷水龙头（7），在道路绿化带护栏基础（10）上按照一定的间距安装护栏支柱（9），在护栏支柱（9）的上端安装凹形顶面集雨水护栏（8），在凹形顶面集雨水护栏（8）的凹形顶面集雨水槽的底部按照一定的间距设置漏水孔（11），在漏水孔（11）的下方连接有漏水管（12），漏水管（12）穿过道路绿化带护栏基础（10）伸进地下雨水收集池（14）的内部，地下雨水收集池（14）建造在绿化带的下方，地下雨水收集池（14）上安装有无线水位传感器（13），无线水位传感器（13）的下段伸进地下雨水收集池（14）的内部，在绿化带中种植乔木树（15）和灌木树（16）；

锂离子电池（1）通过导电线（2）与控制器（3）连接，控制器（3）通过导电线（2）与提水泵（4）连接。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池供电提水泵从雨水收集池提水浇灌树木的装置，其特征是，所述的锂离子电池（1）是磷酸铁锂离子电池或锰酸锂离子电池或钴酸锂离子电池或钛酸锂离子电池。