CN103953165B - 轻型钢结构屋面绿色智能除雪系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轻型钢结构屋面绿色智能除雪系统，在降雪过程中，当雪荷载即将达到或者超过结构设计规范限值时，可以通过传感器智能感应预警，并启动喷淋除雪系统达到智能除雪的目的。本发明包括设置于屋面上且带多个喷头的喷淋管，设置于屋面檩条上的应力传感器，以及设置于房屋屋面一侧檐口处并用于收集雪水的第一收集槽，所述房屋内设有与第一收集槽连通的水箱，以及用于将水箱内的液体抽入到喷淋管内的水泵；房屋内还设有与水箱相连的储盐罐，且在储盐罐与水箱之间还设有电磁阀；水箱上设有进水管和出水管，在其内部还设有液体浓度传感器和加热器；所述房屋内还设有中央处理器。本发明可自动对屋面雪荷载融雪卸载，同时能够循环利用雪水。

Description

轻型钢结构屋面绿色智能除雪系统

技术领域

本发明涉及一种轻型钢结构屋面绿色智能除雪系统。

背景技术

目前，世界气象环境比较反常，恶劣天气出现的几率比以前增多。而轻钢结构设计中，规范对雪荷载的规定是根据过去一段时间天气情况的统计数据分析结果(根据全国672个地点的基本气象台(站)的最大雪压或雪深资料，按规定的方法经统计得到的雪荷载)，显然已不适合当今的恶劣气象环境。近几年经常出现轻钢结构由于雪荷载超载坍塌的情况，造成巨大的经济损失和沉重的人员伤亡。在降雪过程中，雪荷载什么时候达到或者超过结构设计的规定限值，在使用该结构时并不知情，但是如果在结构的关键部位布置应力传感器，感应雪荷载的适时变化，及时对超载或者危险情况预警，并及时启动除雪系统，则完全可以避免轻钢结构屋面坍塌造成的经济损失和人员伤亡。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轻型钢结构屋面绿色智能除雪系统，及时预警并除去屋面雪荷载，给轻钢结构卸载，保证结构的使用安全。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

轻型钢结构屋面绿色智能除雪系统，包括设置于屋面中部且带多个喷头的喷淋管，设置于轻钢结构屋面檩条上的应力传感器，以及设置于房屋一侧檐口处并用于聚集雪水的第一收集槽，所述房屋内设有通过管道与第一收集槽连通的水箱，以及用于将水箱内的液体抽入到喷淋管内的水泵；所述房屋内还设有与水箱相连并用于储存盐的储盐罐，且在储盐罐与水箱之间还设有电磁阀；所述水箱上设有进水管和出水管，在其内部还设有液体浓度传感器和加热器；所述房屋内还设有与应力传感器和液体浓度传感器相连，且可控制水泵、电磁阀和加热器的中央处理器。

同时，所述房屋一侧的外壁上还设有第一太阳能电池板，且房屋内设有与第一太阳能电池板相连的太阳能储电设备；该太阳能储电设备用于给中央处理器、应力传感器、液体浓度传感器、电磁阀和加热器供电；房屋另一侧的外壁上还设有第二太阳能电池板，且在房屋内设有与第二太阳能电池板相连的光伏扬水逆变器；所述光伏扬水逆变器还与中央处理器和水泵相连。

同时，所述房屋一侧的外壁上还设有第一太阳能电池板，另一侧的外壁上设有第二太阳能电池板，且在房屋内设有与第一太阳能电池板和第二太阳能电池板相连的太阳能储电设备和光伏扬水逆变器；该太阳能储电设备用于给中央处理器、应力传感器、液体浓度传感器、电磁阀和加热器供电，所述光伏扬水逆变器还与中央处理器和水泵相连。

同时，所述水箱内还设有搅拌器，外部设有与搅拌器相连的电机，该电机还与中央处理器和太阳能储电设备相连。所述水箱内还设有液位计。

同时，所述水箱与第一收集槽之间的管道上设有第一过滤器。

最后，所述房屋另一侧檐口处设有用于聚集雪水的第二收集槽，同时第二收集槽与水箱之间通过管道相连通，且在该管道上设有第二过滤器；或所述房屋另一侧檐口处设有用于聚集雪水的第二收集槽，在第二收集槽底部设有与其连通的排水管。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本发明在实际使用时，当应力传感器感应到雪荷载达到或者超过结构设计规定的限值时，便自动向中央处理器发出信号，中央处理器接收到应力传感器的雪荷载预警信号后，便控制水泵将盐水泵入喷淋管内，通过喷淋管上的喷头将盐水喷到屋面进行融雪，从而完成屋面雪荷载的卸载,消除安全隐患；最后，通过收集槽将雪水收集并送入水箱内，为下次融雪提供足够的液体，同时循环利用水资源，减少水资源的浪费；同时水箱内还设有加热器，能够将液体进行加热加快盐的溶解，另外热盐水除雪效果更佳。

(2)本发明在房屋两侧设置了太阳能电池板，可充分利用太阳能为中央处理器、电磁阀、应力传感器和加热器等提供电源，大大地降低了本系统的(能源)成本。

(3)本发明在水箱内设置了搅拌器，能够对水箱盐和水充分混匀，从而达到快速除雪的目的；同时在水箱内设置了液位计，能够随时了解水箱内的液位，从而及时的排出或则注入水，以保证本系统的稳定性，以及能够及时起到除雪的目的；同时在水箱内设置了加热器，能够加热水温，加速盐的融解，而且热盐水能加速雪的融化。

附图说明

图1为本发明-实施例1的结构示意图。

图2为本发明-实施例1的俯视图。

图3为本发明-实施例1的侧视图。

图4为本发明-实施例1的电路框图。

图5为本发明-实施例2的结构示意图。

图6为本发明-实施例2的侧视图。

图7为本发明-实施例2的电路框图一。

图8为本发明-实施例2的电路框图二。

图9为本发明-实施例3的结构示意图。

图10为本发明-实施例3的电路框图一。

图11为本发明-实施例3的电路框图二。

图12为本发明-实施例4的结构示意图。

图13为本发明-实施例4的俯视图。

图14为本发明-实施例5的结构示意图。

图15为本发明-实施例6的结构示意图。

其中，附图中标记对应的零部件名称为：1-喷头，2-喷淋管，3-应力传感器，4-第一收集槽，5-水箱，6-水泵，7-储盐罐，8-电磁阀，9-进水管，10-出水管，11-液体浓度传感器，12-中央处理器，13-第一太阳能电池板，14-太阳能储电设备，15-第二太阳能电池板，16-光伏扬水逆变器，17-搅拌器，18-电机，19-液位计，20-第一过滤器，21-第二收集槽，22-第二过滤器，23-排水管，24-加热器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例1

如图1～4所示，轻型钢结构屋面绿色智能除雪系统，包括设置于屋面中部且带多个喷头1的喷淋管2，设置于屋面檩条上的应力传感器3，以及设置于房屋一侧檐口处并用于聚集雪水的第一收集槽4，所述房屋内设有通过管道与第一收集槽连通的水箱5，以及用于将水箱内的液体抽入到喷淋管内的水泵6；所述房屋内还设有与水箱相连并用于储存盐的储盐罐7，且在储盐罐与水箱之间还设有电磁阀8；所述水箱上设有进水管9和出水管10，在其内部还设有液体浓度传感器11和加热器24；所述房屋内还设有与应力传感器和液体浓度传感器相连，且可控制水泵、电磁阀和加热器的中央处理器12。本实施例的中央处理器可设置于房屋内任何地方，可根据实际情况设置，只要其能够及时接受到应力传感器和液体浓度传感器发出的信号，并且控制水泵和电磁阀工作即可。本实施例的工作原理是：布置于屋面檩条上的应力传感器感应到雪荷载达到或者超过结构设计规定的限值时，及时向中央处理器传输信号，中央处理器控制水泵向喷淋管泵送盐水(当然在实际使用中也可采用其他的融雪剂)，盐水从布置于屋面的喷头喷出，对积雪进行快速融化，在房屋另一侧檐口处采用有组织排水，将融化的雪水和盐水收集到收集槽内，回收到水箱内循环利用，减少了水资源的浪费。在整个除雪过程中，液体浓度传感器时刻检测水箱内液体的浓度，当浓度过低，中央处理器将会发出信号控制电磁阀开启，将储盐罐内的盐加入到水箱内，提高液体的浓度从而使液体浓度达到融雪的标准。值得说明的是，本实施例的加盐方式是在除雪前进行液体浓度的测定然后进行加盐使浓度达到除雪标准，而在除雪的过程中是不会进行加盐。在除雪完成后，再对回收水箱内的液体进行测定，确定是否需要加盐。然而当水箱内水量过多或过少时，只需通过出水管和进水管对水箱进行排水或注水即可。另外，水箱内的加热器能够加快盐溶液于液体中，同时热盐水比冷盐水的融雪效果更佳。

为了更好的实现本发明，本实施例在收集槽和水箱之间的管道上设置了过滤器，通过过滤器对雪水进行过滤，防止杂质进入水箱。同时使用者可根据实际情况定期对过滤器进行清理，即可保证本发明的正常运行。

实施例2

如图5～8所示，本实施例与实施例1的区别在于：所述房屋一侧的外壁上还设有第一太阳能电池板13，且房屋内设有与第一太阳能电池板相连的太阳能储电设备14；该太阳能储电设备用于给中央处理器、应力传感器、液体浓度传感器、电磁阀和加热器供电；房屋另一侧的外壁上还设有第二太阳能电池板15，且在房屋内设有与第二太阳能电池板相连的光伏扬水逆变器16；所述中央处理器还与光伏扬水逆变器相连。本实施例可通过第一太阳能电池板和第二太阳能电池板对太阳能进行利用，并利用太阳能对本实施例中的电器设备进行供电；具体则是第一太阳能电池板将太阳能转化成电能后储存于太阳能储电设备内，然后对中央处理器、应力传感器、液体浓度传感器、电磁阀和加热器供电，当然在太阳能储电设备内电能不足时，可采用市政电源为上述设备供电；而第二太阳能电池板则是通过光伏扬水逆变器直接为水泵进行供电，当太阳能不足时，可采用市政电源为水泵供电。另外，本实施例的光伏扬水逆变器同样受中央处理器控制。

实施例3

如图9～11所示，本实施例与实施例2的区别在于：所述水箱内还设有搅拌器17，外部设有与搅拌器相连的电机18，该电机还与中央处理器和太阳能储电设备相连所述水箱内还设有液位计19。通过上述设置，本实施例的水箱中设置了搅拌器，能够使盐与水得到充分混合，保证了水箱内液体的浓度一致，同时也加快了盐的溶解，从而能够及时的将水箱内的液体融入喷淋管进行融雪。另外液位计的设置，可以随时了解水箱内的液位，以便使用者能够及时的进行加水或者进行排水。

实施例4

如图12、13所示，本实施例与实施例3的区别在于：所述房屋另一侧顶部设有用于聚集雪水的第二收集槽21，同时第二收集槽与水箱之间通过管道相连通，且在该管道上设有第二过滤器22。通过上述设置，能够充分的将所有的雪水全部收集，回收利用，在雪水过多时，可通过水箱上的出水管，将其排出，应用于其他地方，从而达到充分利用水资源。

实施例5

如图14所示，本实施例与实施例3的区别在于:所述房屋另一侧顶部设有用于聚集雪水的第二收集槽21，在第二收集槽底部设有与其连通的排水管23。本实施例是将屋面另一侧的雪水同样进行了收集，然后通过排水管进行排出，防止雪水直接排到房屋旁边，使用者可通过排水管将水收集起来，进行合理的利用。保证水资源不会被浪费。

实施例6

如图15所示，本实施例与实施例2的区别在于：所述房屋一侧的外壁上还设有第一太阳能电池板13，另一侧的外壁上设有第二太阳能电池板15，且在房屋内设有与第一太阳能电池板和第二太阳能电池板相连的太阳能储电设备14和光伏扬水逆变器16；该太阳能储电设备用于给中央处理器、应力传感器、液体浓度传感器、电磁阀和加热器供电，所述光伏扬水逆变器还与中央处理器和水泵相连。本实施例是将第一太阳能电池板和第二太阳能电池板所产生的电能联合起来将一部分电能储存于太阳能储电设备中，另一部分通过光伏扬水逆变器为水泵供电。

另外，本发明还可将各实施例中的区别点进行适当的组合形成新的技术方案，本发明的技术方案不仅仅限于上述所列举的实施例。值得说明的是本申请中涉及的未给出具体结构的设备均为现有技术，可直接从市面上购买，故在本文中未给出具体结构。

按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.轻型钢结构屋面绿色智能除雪系统，其特征在于，包括设置于屋面中部且带多个喷头（1）的喷淋管（2），设置于轻钢结构屋面檩条上的应力传感器（3），以及设置于房屋一侧檐口处并用于聚集雪水的第一收集槽（4），所述房屋内设有通过管道与第一收集槽连通的水箱（5），以及用于将水箱内的液体抽入到喷淋管内的水泵（6）；所述房屋内还设有与水箱相连并用于储存盐的储盐罐（7），且在储盐罐与水箱之间还设有电磁阀（8）；所述水箱上设有进水管（9）和出水管（10），在其内部还设有液体浓度传感器（11）和加热器（24）；所述房屋内还设有与应力传感器和液体浓度传感器相连，且可控制水泵、电磁阀和加热器的中央处理器（12）。

2.根据权利要求1所述的轻型钢结构屋面绿色智能除雪系统，其特征在于，所述房屋一侧的外壁上还设有第一太阳能电池板（13），且房屋内设有与第一太阳能电池板相连的太阳能储电设备（14）；该太阳能储电设备用于给中央处理器、应力传感器、液体浓度传感器、电磁阀和加热器供电；房屋另一侧的外壁上还设有第二太阳能电池板（15），且在房屋内设有与第二太阳能电池板相连的光伏扬水逆变器（16）；所述光伏扬水逆变器还与中央处理器和水泵相连。

3.根据权利要求1所述的轻型钢结构屋面绿色智能除雪系统，其特征在于，所述房屋一侧的外壁上还设有第一太阳能电池板（13），另一侧的外壁上设有第二太阳能电池板（15），且在房屋内设有与第一太阳能电池板和第二太阳能电池板相连的太阳能储电设备（14）和光伏扬水逆变器（16）；该太阳能储电设备用于给中央处理器、应力传感器、液体浓度传感器、电磁阀和加热器供电，所述光伏扬水逆变器还与中央处理器和水泵相连。

4.根据权利要求1～3任一项所述的轻型钢结构屋面绿色智能除雪系统，其特征在于，所述水箱内还设有搅拌器（17），外部设有与搅拌器相连的电机（18），该电机还与中央处理器和太阳能储电设备相连。

5.根据权利要求1～3任一项所述的轻型钢结构屋面绿色智能除雪系统，其特征在于，所述水箱内还设有液位计（19）。

6.根据权利要求1～3任一项所述的轻型钢结构屋面绿色智能除雪系统，其特征在于，所述水箱与第一收集槽之间的管道上设有第一过滤器（20）。

7.根据权利要求1～3任一项所述的轻型钢结构屋面绿色智能除雪系统，其特征在于，所述房屋另一侧檐口处设有用于聚集雪水的第二收集槽（21），同时第二收集槽与水箱之间通过管道相连通，且在该管道上设有第二过滤器（22）。

8.根据权利要求1～3任一项所述的轻型钢结构屋面绿色智能除雪系统，其特征在于，所述房屋另一侧檐口处设有用于聚集雪水的第二收集槽（21），在第二收集槽底部设有与其连通的排水管（23）。