CN104831874A - 一种屋顶融雪系统 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于建筑方法,公开了一种屋顶融雪系统,包括埋设于地下的蓄水箱以及将蓄水箱中的水传输的循环管路,循环管路包括将蓄水箱中的水输送到屋顶的加热管、铺设于屋顶的放热管以及将屋顶融化的雪水传回蓄水箱的回收管,加热管设有用于加热水的多级水管加热系统,放热管设有将热水喷出的旋转喷头。本发明提供的一种屋顶融雪系统,节能环保,回收雪水并再次使用,充分地利用热能,减少电能和热能的浪费,同时安全可控,提高融雪系统的融雪效果,解决现有的融雪系统资源利用率低的技术问题,从而利于提高融雪系统的综合性能和市场竞争力。
Description
【技术领域】
本发明涉及建筑方法,特别涉及一种屋顶融雪系统。
【背景技术】
最近几年中由于冬季雪量过大而导致日本、欧洲、美国以及我国部分省市地区的居民住宅屋顶被压塌,甚至造成多起人员伤亡和财产损失事件。而现今为了处理屋顶上的积雪,一般是通过人力爬上该屋顶用铲子等工具进行将积雪铲下这种必要的工作。这样的工作伴随着危险,还要付出更多的劳动力。
近年来考虑的方法是在屋顶上设置融雪箱或者铺设放热管路,利用大功率电机加热雪堆或者热交换来达到融雪的目的。然而现有的融雪方法无法循环利用融化的雪水,仅仅单方面的使用电能或者热能,因此造成大量资源的浪费,同时也会造成热效率低下、融雪效果不理想的问题。
【发明内容】
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足,提供一种屋顶融雪系统,其旨在解决现有技术中屋顶融雪装置雪水无法回收、资源利用率低、融雪效果不佳的技术问题。
为实现上述目的,本发明提出了一种屋顶融雪系统,包括埋设于地下的蓄水箱以及将蓄水箱中的水传输的循环管路,所述循环管路包括将蓄水箱中的水输送到屋顶的加热管、铺设于屋顶的放热管以及将屋顶融化的雪水传回蓄水箱的回收管,所述加热管设有用于加热水的多级水管加热系统,所述放热管设有将热水喷出的旋转喷头;
所述多级水管加热系统,包括加热模块和控制电路,所述加热模块的下端与加热管相连,所述加热模块的上端与放热管相连,所述加热模块由若干个加热箱组成,每个加热箱内均设有加热管路,所述加热箱通过连通管串联而成,所述加热管路设有通水管,所述通水管至少有两段,每两段通水管之间形成加热空间,所述通水管的两端均合并,所述加热箱还设有电加热装置,所述电加热装置设于加热空间内,所述控制电路与电加热装置相连。
作为优选,所述蓄水箱包括蓄水箱体、过滤箱和净化箱,所述过滤箱设于蓄水箱体内部,所述过滤箱将蓄水箱体分为待过滤区和过滤区,所述净化箱设于过滤区内部,所述净化箱的一侧设有多级净化层,所述多级净化层的内部为净化区,所述待过滤区和过滤区分别与回收管和加热管连通,所述蓄水箱体还设有与净化区连通的净水管。
作为优选,所述旋转喷头包括空心管、固定套、转动轴、固定垫片和旋转盖,所述固定套与空心管固定连接,所述转动轴套设于空心管上,所述空心管的端部置于转动轴内,所述固定垫片置于固定套的内部,所述旋转盖与转动轴的顶端紧密配合,所述旋转盖的下侧面设有旋转叶片,所述转动轴的底部设有底座,所述转动轴的顶部的内侧设有锥状凸起,转动轴的顶部的外侧设有若干矩形齿,转动轴的侧壁开设有出水孔,所述出水孔设于锥形凸起的附近,所述旋转盖的下侧面还开设有若干矩形齿槽,所述矩形齿槽与矩形齿相配合。
作为优选,所述加热箱包括可以活动的箱盖、箱体与电加热装置,所述箱盖与箱体的外侧设有活页,所述箱盖与箱体的内壁均设有保温层,所述保温层粘贴于箱盖和箱体的内壁上;所述箱体开设有两个大小相同的通孔,所述两个通孔的轴线相互重合,在所述通孔的内壁还设有隔热海绵;在所述箱盖上设有固定位,所述固定位与箱盖为一体结构,所述固定位设于保温层的上方,所述电加热装置设于固定位的内部,所述固定位设有与控制电路相连的引线,所述引线设于箱盖的内壁与保温层之间。
作为优选,所述加热管路还包括弯头与三通管,所述通水管的两端均与弯头或三通管相连,所述弯头与三通管相连,所述三通管与连通管相连。
作为优选,所述加热管路包括第一加热管路、第三加热管路与若干第二加热管路,所述第一加热管路设于加热模块下端的加热箱内,所述第三加热管路设于加热模块上端的加热箱内,所述第二加热管路设于第一加热管路与第三加热管路之间,所述第一加热管路设有两段通水管,所述第二加热管路设有三段通水管,所述第三加热管路设有至少三段通水管。
作为优选,所述第一加热管路包括两段通水管、四个弯头与两段三通管,所述通水管为直管,每段通水管的上下两端均与弯头相连,每段三通管的左右两端分别与两个弯头相连,位于第一加热管路下端的三通管的中间管口与加热管相连,位于第一加热管路上端的三通管的中间管口与连通管相连。
作为优选,所述第二加热管路包括三段通水管、四个弯头与两段三通管,所述通水管为直管,在所述三通管上还开设有接口,其中有一段通水管的上下两端分别与两段三通管的接口相连,其余的每段通水管的上下两端均与弯头相连,每段三通管的左右两端分别与两个弯头相连,所述三通管的中间管口均与连通管相连。
作为优选,所述第三加热管路包括至少三段通水管、四个弯头与两段三通管,所述通水管为直管,在所述三通管上还开设有至少一个接口,其中有两段通水管的上下两端与弯头相连,其余的通水管的上下两端分别与两段三通管的接口相连,每段三通管的左右两端分别与两个弯头相连,位于第三加热管路下端的三通管的中间管口与连通管相连,位于第三加热管路上端的三通管的中间管口与放热管相连。
作为优选,所述控制电路设有控制开关与总开关,所述控制开关分别与每个加热箱相连,所述总开关与电源相连。
本发明的有益效果:与现有技术相比,本发明提供的一种屋顶融雪系统,节能环保,回收雪水并再次使用,充分地利用热能,减少电能和热能的浪费,同时安全可控,提高融雪系统的融雪效果,解决现有的融雪系统资源利用率低的技术问题,从而利于提高融雪系统的综合性能和市场竞争力。
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【附图说明】
图1是本发明实施例的结构示意图;
图2是本发明实施例中蓄水箱的结构示意图;
图3是本发明实施例中旋转喷头的剖视示意图;
图4是本发明实施例中的旋转盖65的俯视图;
图5是本发明实施例的部分屋顶的俯视图;
图6-1是本发明实施例中多级管路加热系统的第一加热管路61的结构示意图;
图6-2是本发明实施例中多级管路加热系统的第一加热管路61的使用状态图;
图7-1是本发明实施例中多级管路加热系统的第一加热管路62的结构示意图;
图7-2是本发明实施例中多级管路加热系统的第一加热管路62的使用状态图;
图8-1是本发明实施例中多级管路加热系统的第一加热管路63的结构示意图;
图8-2是本发明实施例中多级管路加热系统的第一加热管路63的使用状态图;
图9是本发明实施例的加热箱53的侧视图;
图10是本发明实施例中多级管路加热系统的加热箱的另一实施方式的结构示意图。
【具体实施方式】
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了,下面通过附图中及实施例,对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限制本发明的范围。此外,在以下说明中,省略了对公知结构和技术的描述,以避免不必要地混淆本发明的概念。
参阅图1,本发明实施例提供一种屋顶融雪系统,其特征在于:包括埋设于地下的蓄水箱1以及将蓄水箱1中的水传输的循环管路,循环管路包括将蓄水箱中的水输送到屋顶的加热管2、铺设于屋顶的放热管3以及将屋顶融化的雪水传回蓄水箱的回收管4,加热管2设有用于加热水的多级水管加热系统,放热管3设有将热水喷出的旋转喷头6。本发明的实施例采用热水融雪的方法,首先通过放热管将热水喷洒在屋顶上,融化屋顶的积雪,融化的雪水再通过回收管流入蓄水箱,最后加热管将蓄水箱中的水经过加热后传输给放热管,再一次进行屋顶融雪,如此循环,从而使得融化的雪水能够循环利用,节能环保。
参阅图2,蓄水箱1包括蓄水箱体11、过滤箱12和净化箱13,过滤箱12设于蓄水箱体11内部,过滤箱12将蓄水箱体11分为待过滤区和过滤区,净化箱13设于过滤区内部,净化箱13的一侧设有多级净化层14,多级净化层14的内部为净化区,待过滤区和过滤区分别与回收管4和加热管2连通,蓄水箱体11还设有与净化区连通的净水管15。
当融化的雪水通过回收管流入蓄水箱体11内时,其首先流入待过滤区,经过过滤箱12滤去枯叶和体积较大的石子后,再流入过滤区的待净化区,然后只过滤过但还未净化过的水流入加热管2,作为加热融雪的需要。同时,待净化区的水在蓄水箱体11内自然沉淀,等到蓄水箱体11内的水达到一定高度时,最后流入净化箱13,多级净化层14将水进一步净化,此时,人们可以通过净水管15使用净水箱13内净化后的优质水。
参阅图3和图4,旋转喷头6包括空心管61、固定套62、转动轴63、固定垫片64和旋转盖65,固定套62与空心管61固定连接,空心管61和转动轴63均为内部设有水流通道的筒状结构。转动轴63套设于空心管61上,空心管61的端部置于转动轴63内,固定垫片64置于固定套62的内部,旋转盖65与转动轴63的顶端紧密配合,旋转盖65的下侧面设有旋转叶片651,转动轴63的底部设有底座631,转动轴63的顶部的内侧设有锥状凸起632,转动轴63的顶部的外侧设有若干矩形齿633,转动轴63的侧壁开设有出水孔634,出水孔634设于锥形凸起632的附近,旋转盖65的下侧面还开设有若干矩形齿槽652,矩形齿槽652与矩形齿633相配合。
旋转喷头6使用时,将空心管61与放热管3连接。水流经空心管61进入转动轴63,被锥形凸起632分散,然后从出水孔634向外喷出。水流冲击旋转叶片651向外喷洒,同时推动旋转盖65的旋转叶片651转动,旋转盖65带动转动轴63一起转动,转动轴63上的出水634孔随之转动,从而实现水力自动旋转,减少电能的消耗。
请再参阅图5,进一步地,本发明的使用新型的放热管3为若干呈U型的管路铺设于屋顶上,扩大屋顶的受热面积。每一个U型管路的直管都设有3个旋转喷头6,使得旋转喷头6的喷洒范围互相重叠,提高融雪系统的融雪效果。
参阅6-1和6-2,具体地,多级水管加热系统包括加热模块51和控制电路52,加热模块51的下端与加热管2相连,加热模块51的上端与放热管3相连。也就是说,快速的水流通过加热管2流入加热模块51,然后大流量的热水流入放热管4。此种结构是在水传输时进行加热,并且水电分离,使得加热系统安全可控,装配方便。加热模块51由若干个加热箱53组成,每个加热箱53内均设有加热管路54,加热箱53通过连通管55串联而成,加热管路54设有通水管544,通水管544至少有两段,每两段通水管544之间形成加热空间547,通水管544的两端均合并,加热箱53还设有电加热装置56,电加热装置56设于加热空间547内,控制电路52与电加热装置56相连。
本发明的实施例中的加热模块51可以安设于屋外,控制电路52安设于屋内,此时,如果外界气温较低,则使用时可以在裸露于外界的管路的外壁上加设一层保温套57,用以保温。
请再参阅图9,加热箱53包括可以活动的箱盖531和箱体532,箱盖531与箱体532的外侧设有活页533,箱盖531与箱体532的内壁均设有保温层534,保温层534粘贴于箱盖531和箱体532的内壁上;箱体532开设有两个大小相同的通孔535,两个通孔535的轴线相互重合,在通孔535的内壁还设有隔热海绵536。从而使得加热管2、放热管3或连通管55从通孔535穿入箱体532与加热管路54相连,随即被隔热海绵536固定于箱体532的中间,避免加热管2、放热管3或连通管55的管壁与箱体532的直接接触,减少了不必要的热量消耗。
为了更好地实现本发明的目的,本发明的实施例中的箱体532内部还设有隔热体5321,隔热体5321包括外层的隔热层5322与内里填充的隔热泡沫5323,隔热层5321粘贴于箱体532的保温层534上,使得箱体532内形成双层隔热,增强了加热箱53的保温效果。同时,当加热管路54设于加热箱53内时,加热管路54挤压隔热体5321,使得隔热体5321压缩变形,从而更好地填充在加热管路54与保温层534之间的间隙内,进一步地固定了加热管路54在箱体532内部的位置。
具体地,在箱盖531上设有固定位537,固定位537与箱盖531为一体结构,固定位537设于保温层534的上方,电加热装置56设于固定位537的内部,固定位537设有与控制电路52相连的引线538,引线538设于箱盖531的内壁与保温层534之间。
作为一实施方式,固定位537的内部设有导电片539,导电片539与引线538相连。电加热装置56为安设于固定位537之间的卤素管加热体,电加热装置56的两端与导电片539相配合。此时,隔热体5321将电加热装置56与通水管544之间的间隙充满,固定了电加热装置56的位置。此种结构的电加热装置56能够将电能转化成红外线光波,红外线光波具有良好的穿透性,能够穿过隔热体5321和通水管544的管壁,直接接触水,然后红外线光波转化为热能,对水进行加热,从而大大简化了能量传递过程,减少了电能不必要的损耗,增强了加热管路54的加热效率,同时又提高了加热箱53的加热速度。
请再参阅图10,作为另一实施方式,电加热装置56为缠绕于通水管544外壁的绕组线圈,绕组线圈的两端分别与两个固定位537相连。当绕组线圈通电后,电能转化为交流磁场,使得通水管544发热,然后热能传递给流过通水管544的水流,进行对水流的加热。此时隔热层5322首先将通水管544产生的热量保留在通水管544周围,然后隔热泡沫5323再将隔热层5322透出的热量保留在箱体532的内部,最后保温层534将隔热体5321透出的热量保留在加热箱53的内部。与前一实施方式相比,绕组线圈的加热速度更快,产生的热量更高,使用的寿命更长,只是绕组线圈需要大量的交流电压,不像卤素管光波管消耗电能较少。此时,使用者可以根据需要装配,不同的加热箱53中的电加热装置56可以相同也可以不同,即两种实施方式可以混合使用。
具体地,加热管路54还包括弯头545与三通管546,通水管544的两端均与弯头545或三通管546相连,弯头545与三通管546相连,三通管545与连通管55相连。
请再参阅图7-1、图7-2、图8-1和图8-2,加热管路54包括第一加热管路541、第三加热管路543与若干第二加热管路543,第一加热管路541设于加热模块54下端的加热箱53内,第三加热管路543设于加热模块54上端的加热箱53内,第二加热管路542设于第一加热管路541与第三加热管路543之间。也就是说,加热管路54从上到下分别设有第三加热管路543、第二加热管路542、第二加热管路542与第一加热管路541。其中,第一加热管路541设有两段通水管544,第二加热管路542设有三段通水管544,第三加热管路543设有至少三段通水管544。
当快速的水流从加热模块51下端向上通过加热管路54时,只设有两段通水管544的第一加热管路541分流少,使得水流的速度能够保持;中间部分的设有三段通水管544的第二加热管路542使得水流分散,增大水流的受热体积,能够很好地对水流加热;加热管路54上端的设有四段通水管544的第三加热管路543进一步分散了水流,使得单位时间内水流受热的体积增大,加热模块51的加热效率增大,从而保证放热管3内水流的温度高。
当然,本发明的实施例的加热管路54可以设有更多的第二加热管路542,例如3个,从而使得加热管路54更长,水流受到加热的时间也更长,进而使得放热管3内热水的温度更高,以满足使用者更高的需要。
进一步地,第一加热管路541包括两段通水管544、四个弯头545与两段三通管546,通水管544为直管,每段通水管544的上下两端均与弯头545相连,每段三通管546的左右两端分别与两个弯头545相连,位于第一加热管路541下端的三通管546的中间管口与加热管2相连,位于第一加热管路541上端的三通管546的中间管口与连通管55相连,从而形成两个分叉的水流通道。
第二加热管路542包括三段通水管544、四个弯头545与两段三通管546,通水管544为直管,在三通管546上还开设有接口548,其中有一段通水管544的上下两端分别与两段三通管546的接口548相连,其余的每段通水管544的上下两端均与弯头545相连,每段三通管546的左右两端分别与两个弯头545相连,三通管546的中间管口均与连通管55相连,从而形成三个分叉的水流通道,并且其中一个分叉直接将上下两端的连通管55相连通,进而保证了加热后水流的速度不会大幅降低。
第三加热管路543包括至少三段通水管544、四个弯头545与两段三通管546,通水管544为直管,在三通管546上还开设有至少一个接口548,其中有两段通水管544的上下两端与弯头545相连,其余的通水管544的上下两端分别与两段三通管544的接口548相连,每段三通管546的左右两端分别与两个弯头545相连,位于第三加热管路543下端的三通管546的中间管口与连通管55相连,位于第三加热管路543上端的三通管543的中间管口与放热管3相连,从而形成四个分叉的水流通道,进而形成三个相互独立的加热空间547,使得水流分散时单位时间受热的体积增大,提高了加热效率。
当然,本发明的实施例的第三加热管路543还可以设有更多段通水管544,例如6段,此时只需要根据通水管544的段数开设相应的接口548,其余的结构无需改变。
具体地,控制电路52的总开关522与220V交流电源相连。当水流从加热管流入加热模块51时,使用者可以通过根据需要操作控制开关521,从而选择不同加热箱53对水流加热,使得最终从放热管3流出的水流的温度高低有差别,进而满足使用者的不同需求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种屋顶融雪系统,其特征在于:包括埋设于地下的蓄水箱(1)以及将蓄水箱(1)中的水传输的循环管路,所述循环管路包括将蓄水箱中的水输送到屋顶的加热管(2)、铺设于屋顶的放热管(3)以及将屋顶融化的雪水传回蓄水箱的回收管(4),所述加热管(2)设有用于加热水的多级水管加热系统,所述放热管(3)设有将热水喷出的旋转喷头(6);
所述多级水管加热系统,包括加热模块(51)和控制电路(52),所述加热模块(51)的下端与加热管(2)相连,所述加热模块(51)的上端与放热管(3)相连,所述加热模块(51)由若干个加热箱(53)组成,每个加热箱(53)内均设有加热管路(54),所述加热箱(53)通过连通管(55)串联而成,所述加热管路(54)设有通水管(544),所述通水管(544)至少有两段,每两段通水管(544)之间形成加热空间(547),所述通水管(544)的两端均合并,所述加热箱(53)还设有电加热装置(56),所述电加热装置(56)设于加热空间(547)内,所述控制电路(52)与电加热装置(56)相连。
2.如权利要求1中所述的一种屋顶融雪系统,其特征在于:所述蓄水箱(1)包括蓄水箱体(11)、过滤箱(12)和净化箱(13),所述过滤箱(12)设于蓄水箱体(11)内部,所述过滤箱(12)将蓄水箱体(11)分为待过滤区和过滤区,所述净化箱(13)设于过滤区内部,所述净化箱(13)的一侧设有多级净化层(14),所述多级净化层(14)的内部为净化区,所述待过滤区和过滤区分别与回收管(4)和加热管(2)连通,所述蓄水箱体(11)还设有与净化区连通的净水管(15)。
3.如权利要求1中所述的一种屋顶融雪系统,其特征在于:所述旋转喷头(6)包括空心管(61)、固定套(62)、转动轴(63)、固定垫片(64)和旋转盖(65),所述固定套(62)与空心管(61)固定连接,所述转动轴(63)套设于空心管(61)上,所述空心管(61)的端部置于转动轴(63)内,所述固定垫片(64)置于固定套(62)的内部,所述旋转盖(65)与转动轴(63)的顶端紧密配合,所述旋转盖(65)的下侧面设有旋转叶片(651),所述转动轴(63)的底部设有底座(631),所述转动轴(63)的顶部的内侧设有锥状凸起(632),转动轴(63)的顶部的外侧设有若干矩形齿(633),转动轴(63)的侧壁开设有出水孔(634),所述出水孔(634)设于锥形凸起(632)的附近,所述旋转盖(65)的下侧面还开设有若干矩形齿槽(652),所述矩形齿槽(652)与矩形齿(633)相配合。
4.如权利要求1中所述的一种屋顶融雪系统,其特征在于:所述加热箱(53)包括可以活动的箱盖(531)和箱体(532),所述箱盖(531)与箱体(532)的外侧设有活页(533),所述箱盖(531)与箱体(532)的内壁均设有保温层(534),所述保温层(534)粘贴于箱盖(531)和箱体(532)的内壁上;所述箱体(532)开设有两个大小相同的通孔(535),所述两个通孔(535)的轴线相互重合,在所述通孔(535)的内壁还设有隔热海绵(536);在所述箱盖(531)上设有固定位(537),所述固定位(537)与箱盖(531)为一体结构,所述固定位(537)设于保温层(534)的上方,所述电加热装置(56)设于固定位(537)的内部,所述固定位(537)设有与控制电路(52)相连的引线(538),所述引线(538)设于箱盖(531)的内壁与保温层(534)之间。
5.如权利要求1中所述的一种屋顶融雪系统,其特征在于:所述加热管路(54)还包括弯头(545)与三通管(546),所述通水管(544)的两端均与弯头(545)或三通管(546)相连,所述弯头(545)与三通管(546)相连,所述三通管(545)与连通管(55)相连。
6.如权利要求5中所述的一种屋顶融雪系统,其特征在于:所述加热管路(54)包括第一加热管路(541)、第三加热管路(543)与若干第二加热管路(543),所述第一加热管路(541)设于加热模块(54)下端的加热箱(53)内,所述第三加热管路(543)设于加热模块(54)上端的加热箱(53)内,所述第二加热管路(542)设于第一加热管路(541)与第三加热管路(543)之间,所述第一加热管路(541)设有两段通水管(544),所述第二加热管路(542)设有三段通水管(544),所述第三加热管路(543)设有至少三段通水管(544)。
7.如权利要求6中所述的一种屋顶融雪系统,其特征在于:所述第一加热管路(541)包括两段通水管(544)、四个弯头(545)与两段三通管(546),所述通水管(544)为直管,每段通水管(544)的上下两端均与弯头(545)相连,每段三通管(546)的左右两端分别与两个弯头(545)相连,位于第一加热管路(541)下端的三通管(546)的中间管口与加热管(2)相连,位于第一加热管路(541)上端的三通管(546)的中间管口与连通管(55)相连。
8.如权利要求6中所述的一种屋顶融雪系统,其特征在于:所述第二加热管路(542)包括三段通水管(544)、四个弯头(545)与两段三通管(546),所述通水管(544)为直管,在所述三通管(546)上还开设有接口(548),其中有一段通水管(544)的上下两端分别与两段三通管(546)的接口(548)相连,其余的每段通水管(544)的上下两端均与弯头(545)相连,每段三通管(546)的左右两端分别与两个弯头(545)相连,所述三通管(546)的中间管口均与连通管(55)相连。
9.如权利要求6中所述的一种屋顶融雪系统,其特征在于:所述第三加热管路(543)包括至少三段通水管(544)、四个弯头(545)与两段三通管(546),所述通水管(544)为直管,在所述三通管(546)上还开设有至少一个接口(548),其中有两段通水管(544)的上下两端与弯头(545)相连,其余的通水管(544)的上下两端分别与两段三通管(544)的接口(548)相连,每段三通管(546)的左右两端分别与两个弯头(545)相连,位于第三加热管路(543)下端的三通管(546)的中间管口与连通管(55)相连,位于第三加热管路(543)上端的三通管(543)的中间管口与放热管(3)相连。
10.如权利要求1中所述的一种屋顶融雪系统,其特征在于:所述控制电路(52)设有控制开关(521)与总开关(522),所述控制开关(521)分别与每个加热箱(53)相连,所述总开关(522)与电源相连。
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