CN104901608B - 一种景观公园新能源便民设施与水生态修复集成化系统 - Google Patents

Abstract

本本发明涉及景观设施技术领域，具体地说是一种景观公园新能源便民设施与水生态修复集成化系统。本发明同现有技术相比，将太阳能发电系统同市政公园的景观设计和打造结合起来，应用形式灵活多变，在景观公园内提供快捷安全的临时供电、充电、免费无线上网等便民服务，为民众日常休闲娱乐提供便利。推流富氧式景观喷泉模块在满足水体综合性净化的同时，还可以展示造型各异的喷泉景观以满足水体景观性需求，其中同轴潜水泵，可以同时为景观喷泉和水体推流曝气提供动力输出，水气流剪切破碎网的引入还可以大大提高水体充氧效率。本发明采用清洁的电力能源，为市政公园的景观和便民设施打造提供整体化解决方案，同时又兼具环保、经济和社会效益。

Description

一种景观公园新能源便民设施与水生态修复集成化系统

技术领域

本发明涉及景观设施技术领域，具体地说是一种景观公园新能源便民设施与水生态修复集成化系统。

背景技术

随着社会经济的飞速发展和人们物质生活的日益丰富，越来越多的人开始关注居住环境、生活品质以及城市生态等精神层次的需求。这其中景观公园则是城市居民接触自然生态最方便和快捷的途径之一。景观公园也可以作为城市居民日常休闲娱乐的重要场所，提供市民聚会、社交和健身等活动的场所。近年来城市景观公园的设计和打造业已成为市政建设的一大热点。

但是，景观公园在实际设计和建设中往往缺乏有效的设备资源或者整体解决方案，从而一方面产生水体发黑发臭、藻类聚集的现象，严重影响了景观水体原有的生态和经济效益；另一方面，便民设施的缺失也是景观公园面临的一大现实难题，如人们在休闲游憩时手机等可移动电子设备电量不足时却无处充电，缺乏免费的无线热点，喜闻乐见的群众广场舞往往需要为放音或扩音设备临时拉电等，这些现象均大大影响了人们在景观公园进行日常休闲娱乐活动时的体验感和便捷感。

因此，需要设计一种能够解决景观公园游憩群众的休闲需求以及景观水体的后续治理与维护问题的集成化系统。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供了一种能够解决景观公园游憩群众的休闲需求以及景观水体的后续治理与维护问题的集成化系统。

为了达到上述目的，本发明是一种景观公园新能源便民设施与水生态修复集成化系统，包括太阳能景观供电模块、移动电子设备充电模块、电动交通工具充电模块、公共及景观照明模块和推流富氧式景观喷泉模块，其特征在于：太阳能景观供电模块的输出端分四路分别与移动电子设备充电模块的输入端、电动交通工具充电模块的输入端、公共及景观照明模块的输入端以及推流富氧式景观喷泉模块的输入端连接，太阳能景观供电模块由太阳能电池板连接光伏控制器、蓄电池组、逆变器后，通过电源插座输出，太阳能景观供电模块内还设有无线发射装置。

所述的太阳能景观供电模块设置在景观设施内，太阳能电池板设在景观设施的顶部，光伏控制器、蓄电池组、逆变器和无线发射装置设在景观设施的内部，电源插座设置在景观设施的底部。

所述的景观设施为雕塑或廊柱或座椅。

所述的电源插座为电动车充电桩或防水型插座。

所述的推流富氧式景观喷泉模块包括同轴潜水泵、固定支架、喷泉水管、喷泉口、进气管、进气罩和浮筒，固定支架呈T形，固定支架水平端的两侧固定有浮筒，喷泉水管穿过浮筒的底部，喷泉水管的上端设有喷泉口，喷泉水管的下端与同轴潜水泵的出水口连接，固定支架竖直端的底部固定有同轴潜水泵，同轴潜水泵的进气口与进气管的一端连接，进气管的另一端位于水面上方并设有进气罩，同轴潜水泵的电源输入端与太阳能景观供电模块的输出端连接。

所述的同轴潜水泵包括潜水电机、一级叶轮、阻污罩、出水口、二级叶轮、另一阻污罩、文丘里管、水气流剪切破碎网和进气口，潜水电机固定在固定支架竖直端的底部，潜水电机的电源输入端与太阳能景观供电模块的输出端连接，潜水电机的一端与一级叶轮的转轴一端连接，一级叶轮外设有阻污罩，一级叶轮的转轴另一端设有出水口，出水口与喷泉水管的下端连接，潜水电机的一端与二级叶轮的转轴一端连接，二级叶轮的上部叶片外设有另一阻污罩，另一阻污罩与文丘里管的一端连接，二级叶轮的下部叶片设在文丘里管的一端，文丘里管的另一端设有水气流剪切破碎网，侧面设有进气口，进气口与进气管的一端连接。

所述的一级叶轮的转轴与所述的二级叶轮的转轴同轴。

所述的太阳能景观供电模块的电路结构如下：插座的地线端接地，插座的火线端分三路分别与VCC电源端、电容一的一端以及电感一的一端连接，电感一的另一端分两路分别与二极管三的阳极以及三极管一的集电极连接，二极管三的阴极、电容二的一端与电源端连接，电容一的另一端分四路分别与三极管一的发射极、电容二的另一端、放大器一的负电源端以及放大器二的负电源端连接，放大器一的正电源端、放大器二的正电源端分别与电源端连接，放大器一的同相输入端分两路分别与电阻二的一端以及电阻五的一端连接，电阻五的另一端接地，电阻二的另一端分三路分别与二极管一的阳极、二极管二的阴极以及电阻一的一端连接，二极管一的阴极分四路分别与二极管二的阳极、电阻一的另一端、放大器一的输出端以及放大器二的反相输入端连接，放大器一的反相输入端分两路分别与电阻六的一端以及电容三的一端连接，电阻六的另一端、电容三的另一端接地，放大器二的同相输入端分两路分别与电阻三的一端以及电阻四的一端连接，电阻四的另一端接地，电阻三的另一端分两路分别与220V接口的1号端以及放大器二的输出端连接，220V接口的2号端接地。

低压差线性稳压器的+VIN引脚与VCC电源端连接，低压差线性稳压器的-VIN引脚与接地，低压差线性稳压器的-VOUT1引脚以及-VOUT2引脚接地，低压差线性稳压器的+VOUT1引脚分四路分别与电阻八的一端、电阻九的一端、电容六的一端以及直流电压转换器的VBB引脚连接，电阻八的另一端分两路分别与电阻七的一端以及直流电压转换器的EN引脚连接，电阻七的另一端、电容四的一端接地，电容四的另一端与直流电压转换器的VREF引脚连接，电阻九的另一端串联电容五后，分两路分别与电容六的另一端以及直流电压转换器的PH引脚连接，直流电压转换器的OUTA引脚与OUTB引脚连接后，与USB接口的1号端口连接，USB接口的4号端口接地。

所述的低压差线性稳压器型号为PWR802。

所述的直流电压转换器型号为A3952。

本发明同现有技术相比，将太阳能发电系统同市政公园的景观设计和打造结合起来，应用形式灵活多变，在景观公园内提供快捷安全的临时供电、充电、免费无线上网等便民服务，切实的为民众日常休闲娱乐提供便利。全新设计的推流富氧式景观喷泉模块在满足水体综合性净化的同时，还可以展示造型各异的喷泉景观以满足水体景观性需求，其中同轴潜水泵，可以同时为景观喷泉和水体推流曝气提供动力输出，水气流剪切破碎网的引入还可以大大提高水体充氧效率。本发明采用清洁的电力能源，为市政公园的景观和便民设施打造提供整体化解决方案，同时又兼具环保、经济和社会效益。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的推流富氧式景观喷泉结构示意图。

图3为本发明的同轴潜水泵结构示意图。

图4为本发明的太阳能供电电路图一。

图5为本发明的太阳能供电电路图二。

具体实施方式

现结合附图对本发明做进一步描述。

参见图1，本发明是一种景观公园新能源便民设施与水生态修复集成化系统，包括太阳能景观供电模块、移动电子设备充电模块、电动交通工具充电模块、公共及景观照明模块和推流富氧式景观喷泉模块。太阳能景观供电模块1的输出端分四路分别与移动电子设备充电模块2的输入端、电动交通工具充电模块3的输入端、公共及景观照明模块4的输入端以及推流富氧式景观喷泉模块5的输入端连接，太阳能景观供电模块1由太阳能电池板11连接光伏控制器、蓄电池组、逆变器后，通过电源插座输出，太阳能景观供电模块1内还设有无线发射装置14。

太阳能景观供电模块1设置在景观设施内，将太阳能景观供电模块1与常规的景观设施进行整合，太阳能电池板11设在景观设施的顶部，光伏控制器、蓄电池组、逆变器和无线发射装置14设在景观设施的内部，电源插座设置在景观设施的底部。

以景观设施为座椅为例，座椅顶部增加两个圆形太阳能电池板，实际应用中，太阳能电池板的数量可以调整，以满足各模块的整体供电负荷需求，太阳能电池板在吸收转化光能的同时还可以起遮阳的作用。在座椅的底部设计有各类便民电源插座，如电源插座为电动车充电桩12或防水型插座13。人们在座椅上休憩的同时可以为自己的随身电子设备进行充电，位于非机动车道路或者停车场周边的供电模块也可以通过专用的充电桩为景区的电动观光车、清洁车和管理车辆，或者游人的电动车辆提供安全便捷的充电服务。

景观设施还可以设计为雕塑、廊柱等。

太阳能景观供电模块1可以大大降低景观公园运营期间对市政电力的需求，节约资金的同时可以创造良好的环保效益。

移动电子设备充电模块2可以为周边休闲群众提供笔记本、手机、平板电脑等的应急充电，而且还可为居民广场舞活动使用的放音或扩音设备提供电源。

电动交通工具充电模块3可以满足景观公园游憩车辆、管理车辆的用电需求。

公共及景观照明模块4包括普通照明灯光和园区景观灯光两种，实际应用中可采用市政供电和太阳能混合供电或者将市政供电作为备用电源的形式以防止特殊情况和极端恶劣天气的出现，可以满足景观公园照明和景观灯光的需求。

参见图2，推流富氧式景观喷泉模块5包括同轴潜水泵51、固定支架52、喷泉水管53、喷泉口54、进气管55、进气罩56和浮筒57，固定支架52呈T形，固定支架52水平端的两侧固定有浮筒57，喷泉水管53穿过浮筒57的底部，喷泉水管53的上端设有喷泉口54，喷泉水管53的下端与同轴潜水泵51的出水口连接，固定支架52竖直端的底部固定有同轴潜水泵51，同轴潜水泵51的进气口与进气管55的一端连接，进气管55的另一端位于水面上方并设有进气罩56，同轴潜水泵51的电源输入端与太阳能景观供电模块1的输出端连接。

浮筒57产生的浮力保证推流富氧式景观喷泉模块5可以漂浮于水体中，实际应用中可以使用锚杆将推流富氧式景观喷泉模块5固定漂浮在景观水体中的某一处。

参见图3，同轴潜水泵51包括潜水电机511、一级叶轮512、阻污罩513、出水口514、二级叶轮515、另一阻污罩516、文丘里管517、水气流剪切破碎网518和进气口519，潜水电机511固定在固定支架52竖直端的底部，潜水电机511的电源输入端与太阳能景观供电模块1的输出端连接，潜水电机511的一端与一级叶轮512的转轴一端连接，一级叶轮512外设有阻污罩513，一级叶轮512的转轴另一端设有出水口514，出水口514与喷泉水管53的下端连接，潜水电机511的一端与二级叶轮515的转轴一端连接，二级叶轮515的上部叶片外设有另一阻污罩516，另一阻污罩516与文丘里管517的一端连接，二级叶轮515的下部叶片设在文丘里管517的一端，文丘里管517的另一端设有水气流剪切破碎网518，侧面设有进气口519，进气口519与进气管55的一端连接。

本发明采用一轴双机，一级叶轮512的转轴与所述的二级叶轮515的转轴同轴，可以同时为景观喷泉和水体推流曝气提供动力输出，也由于同轴对称两个方向上的水流输出，可以在一定程度上减缓反推力的产生。此外，在曝气头文丘里管517收缩口外的出口一侧引入水流剪切破碎网518，通过简单机械原理将出水和外界空气进行混合破碎，生成大量的细小气泡，加大氧气同水体的接触表面以提高充氧效率。同轴潜水泵51的推流曝气角度可以根据实际情况进行调节。

整体上看，推流富氧式景观喷泉模块5一方面可以解决景观水体水循环不畅的弊病，避免景观水体出现厌氧黑臭和藻类聚集等水质恶化情况的发生，另一方面又可以展示造型各异的喷泉景观以满足水体景观性要求。

太阳能景观供电模块1的工作原理具体来说是太阳光照射在太阳能电池板上，由电池板上的光电材料吸收光能后发生光电转换反应，转换后的电能将以直流电的形式被储存在蓄电池组里边，蓄电池组的充供电将由特定的光伏控制器来控制。在提供给用电设备前，蓄电池组里的直流电将通过逆变器转化为220V或者380V的交流电。

参见图4，太阳能景观供电模块1的电路结构如下：插座JR1的地线端接地，插座JR1的火线端分三路分别与VCC电源端、电容一C1的一端以及电感一L1的一端连接，电感一L1的另一端分两路分别与二极管三D3的阳极以及三极管一U1的集电极连接，二极管三D3的阴极、电容二C2的一端与电源端连接，电容一C1的另一端分四路分别与三极管一U1的发射极、电容二C2的另一端、放大器一U3A1的负电源端以及放大器二U3B1的负电源端连接，放大器一U3A1的正电源端、放大器二U3B1的正电源端分别与电源端连接，放大器一U3A1的同相输入端分两路分别与电阻二R2的一端以及电阻五R5的一端连接，电阻五R5的另一端接地，电阻二R2的另一端分三路分别与二极管一D1的阳极、二极管二D2的阴极以及电阻一R1的一端连接，二极管一D1的阴极分四路分别与二极管二D2的阳极、电阻一R1的另一端、放大器一U3A1的输出端以及放大器二U3B1的反相输入端连接，放大器一U3A1的反相输入端分两路分别与电阻六R6的一端以及电容三C3的一端连接，电阻六R6的另一端、电容三C3的另一端接地，放大器二U3B1的同相输入端分两路分别与电阻三R3的一端以及电阻四R4的一端连接，电阻四R4的另一端接地，电阻三R3的另一端分两路分别与220V接口J1的1号端以及放大器二U3B1的输出端连接，220V接口J1的2号端接地。

参见图5，低压差线性稳压器U3的+VIN引脚与VCC电源端连接，低压差线性稳压器U3的-VIN引脚与接地，低压差线性稳压器U3的-VOUT1引脚以及-VOUT2引脚接地，低压差线性稳压器U3的+VOUT1引脚分四路分别与电阻八R8的一端、电阻九R9的一端、电容六C6的一端以及直流电压转换器U2的VBB引脚连接，电阻八R8的另一端分两路分别与电阻七R7的一端以及直流电压转换器U2的EN引脚连接，电阻七R7的另一端、电容四C4的一端接地，电容四C4的另一端与直流电压转换器U2的VREF引脚连接，电阻九R9的另一端串联电容五C5后，分两路分别与电容六C6的另一端以及直流电压转换器U2的PH引脚连接，直流电压转换器U2的OUTA引脚与OUTB引脚连接后，与USB接口J2的1号端口连接，USB接口J2的4号端口接地。

低压差线性稳压器U3型号为PWR802。

直流电压转换器U2型号为A3952。

太阳能景观供电模块1将太阳能电池板输出的直流电压通过逆变器转化为220V交流电；同时使用电源管理电路为系统分配供电，包括系统用电、WIFI电源、USB充电电源。其中，三极管一U1实现系统电源管理，直流电压转换器U2实现USB充电分配，低压差线性稳压器U3实现太阳能电池组-220V交流逆变。

Claims (7)

1.一种景观公园新能源便民设施与水生态修复集成化系统，包括太阳能景观供电模块、移动电子设备充电模块、电动交通工具充电模块、公共及景观照明模块和推流富氧式景观喷泉模块，其特征在于：太阳能景观供电模块（1）的输出端分四路分别与移动电子设备充电模块（2）的输入端、电动交通工具充电模块（3）的输入端、公共及景观照明模块（4）的输入端以及推流富氧式景观喷泉模块（5）的输入端连接，太阳能景观供电模块（1）由太阳能电池板（11）连接光伏控制器、蓄电池组、逆变器后，通过电源插座输出，太阳能景观供电模块（1）内还设有无线发射装置（14）， 所述的太阳能景观供电模块（1）的电路结构如下：插座（JR1）的地线端接地，插座（JR1）的火线端分三路分别与VCC电源端、电容一（C1）的一端以及电感一（L1）的一端连接，电感一（L1）的另一端分两路分别与二极管三（D3）的阳极以及三极管一（U1）的集电极连接，二极管三（D3）的阴极、电容二（C2）的一端与电源端连接，电容一（C1）的另一端分四路分别与三极管一（U1）的发射极、电容二（C2）的另一端、放大器一（U3A1）的负电源端以及放大器二（U3B1）的负电源端连接，放大器一（U3A1）的正电源端、放大器二（U3B1）的正电源端分别与电源端连接，放大器一（U3A1）的同相输入端分两路分别与电阻二（R2）的一端以及电阻五（R5）的一端连接，电阻五（R5）的另一端接地，电阻二（R2）的另一端分三路分别与二极管一（D1）的阳极、二极管二（D2）的阴极以及电阻一（R1）的一端连接，二极管一（D1）的阴极分四路分别与二极管二（D2）的阳极、电阻一（R1）的另一端、放大器一（U3A1）的输出端以及放大器二（U3B1）的反相输入端连接，放大器一（U3A1）的反相输入端分两路分别与电阻六（R6）的一端以及电容三（C3）的一端连接，电阻六（R6）的另一端、电容三（C3）的另一端接地，放大器二（U3B1）的同相输入端分两路分别与电阻三（R3）的一端以及电阻四（R4）的一端连接，电阻四（R4）的另一端接地，电阻三（R3）的另一端分两路分别与220V接口（J1）的1号端以及放大器二（U3B1）的输出端连接，220V接口（J1）的2号端接地； 低压差线性稳压器（U3）的+VIN引脚与VCC电源端连接，低压差线性稳压器（U3）的-VIN引脚接地，低压差线性稳压器（U3）的-VOUT1引脚以及-VOUT2引脚接地，低压差线性稳压器（U3）的+VOUT1引脚分四路分别与电阻八（R8）的一端、电阻九（R9）的一端、电容六（C6）的一端以及直流电压转换器（U2）的VBB引脚连接，电阻八（R8）的另一端分两路分别与电阻七（R7）的一端以及直流电压转换器（U2）的EN引脚连接，电阻七（R7）的另一端、电容四（C4）的一端接地，电容四（C4）的另一端与直流电压转换器（U2）的VREF引脚连接，电阻九（R9）的另一端串联电容五（C5）后，分两路分别与电容六（C6）的另一端以及直流电压转换器（U2）的PH引脚连接，直流电压转换器（U2）的OUTA引脚与OUTB引脚连接后，与USB接口（J2）的1号端口连接，USB接口（J2）的4号端口接地。

2.根据权利要求1所述的一种景观公园新能源便民设施与水生态修复集成化系统，其特征在于：所述的太阳能景观供电模块（1）设置在景观设施内，太阳能电池板（11）设在景观设施的顶部，光伏控制器、蓄电池组、逆变器和无线发射装置（14）设在景观设施的内部，电源插座设置在景观设施的底部。

3.根据权利要求2所述的一种景观公园新能源便民设施与水生态修复集成化系统，其特征在于：所述的景观设施为雕塑或廊柱或座椅。

4.根据权利要求1或2所述的一种景观公园新能源便民设施与水生态修复集成化系统，其特征在于：所述的电源插座为电动车充电桩（12）或防水型插座（13）。

5.根据权利要求1所述的一种景观公园新能源便民设施与水生态修复集成化系统，其特征在于：所述的推流富氧式景观喷泉模块（5）包括同轴潜水泵（51）、固定支架（52）、喷泉水管（53）、喷泉口（54）、进气管（55）、进气罩（56）和浮筒（57），固定支架（52）呈T形，固定支架（52）水平端的两侧固定有浮筒（57），喷泉水管（53）穿过浮筒（57）的底部，喷泉水管（53）的上端设有喷泉口（54），喷泉水管（53）的下端与同轴潜水泵（51）的出水口连接，固定支架（52）竖直端的底部固定有同轴潜水泵（51），同轴潜水泵（51）的进气口与进气管（55）的一端连接，进气管（55）的另一端位于水面上方并设有进气罩（56），同轴潜水泵（51）的电源输入端与太阳能景观供电模块（1）的输出端连接。

6.根据权利要求1所述的一种景观公园新能源便民设施与水生态修复集成化系统，其特征在于：所述的低压差线性稳压器（U3）型号为PWR802。

7.根据权利要求1所述的一种景观公园新能源便民设施与水生态修复集成化系统，其特征在于：所述的直流电压转换器（U2）型号为A3952。