CN217232159U - 一种用于寒区寒冷时期输水渠道辅助加热的风电蓄集系统 - Google Patents

Abstract

一种用于寒区冬季输水渠道辅助加热的风电蓄集系统，本发明涉及渠道保护技术领域；寒区输水渠道。由于冬季气温较低，极易发生冻结影响渠道疏通。而寒区冬季受蒙古高压影响，往往风力较大，可以利用其进行风力发电。因此可以在输水渠道两侧发明一种用于寒区冬季输水渠道辅热的风电蓄集系统，通过利用冬季盛行的风力进行发电，对电力进行存储，然后通过发热控制系统，对电力进行释放用于在埋藏在输水渠道附件的发热装置，然后通过导热装置为渠道侧面及底部进行加热，避免渠道冻结造成损害。同时，对发热装置进行温度监测，进而调控发热控制系统的功率，恰好使排水渠道处于不发生冻结的最低温度，节约了能源，保证了能量的充分利用。

Description

一种用于寒区寒冷时期输水渠道辅助加热的风电蓄集系统

技术领域

本发明涉及渠道保护技术领域，具体涉及一种用于寒区寒冷时期输水渠道辅助加热的风电蓄集系统。

背景技术

在寒冷的冬季气温较低，广大寒冷地区输水渠道常常由于低温导致寒区输水渠道的周壁表面结冰，造成输水渠道阻塞，影响渠道疏通；更严重地，可能会由于渠道表面孔隙的存在，导致孔隙内冰的压迫对输水渠道造成结构破坏，对输水渠道造成更大的破坏，亟待改进。于此同时，在寒区冬季，由于蒙古高压的存在，往往风力较大，风力资源较为丰富，可以充分利用，使风能转化为电能为人们生产生活服务；另一方面，寒区风雪天气较多，降雪导致太阳能电池板被雪覆盖，无法发挥作用的情况时有发生，因此没有采用利用太阳能发电的方案。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构简单，设计合理、使用方便的用于寒区寒冷时期输水渠道辅助加热的风电蓄集系统，对风力资源进行利用，对排水渠道进行加热，从而实现对渠道本体和渠内水体进行辅热，防止冬季运行渠道边壁结冰的现象，实用性更强。由于本发明结构脆弱，无法适用于交通荷载较大的道路上，只能用于排水渠道融冰。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：它包含风电蓄集装置和渠道辅助加热装置以及控制系统；风电蓄集装置和控制系统埋设于排水渠一侧路堑边坡旁边的自然地面之下；渠道辅助加热装置铺设于排水渠底面。

上述风电蓄集装置由风力发电机、塔架、底座构成；其中风力发电机能够自动调整迎风，以保证其效能，同时使用温度为-40℃~85℃，能够保证其在冬季低温条件下正常使用；塔架用于风力发电机的架设且能够根据具体情况调整高度以保证正常使用，同时其内部空间用于延长线的放置；底座主要为混凝土结构，埋设于地面之下，为整个风电蓄集装置提供支撑，保证其坚固稳定。

上述渠道辅助加热装置由防水层、保温隔热层和固定粘结层构成；其中防水层置于上表面，防止排水渠中的水流对下方电路装置造成损害；保温隔热层包含温度传感器，电热丝和耐热尼龙编织层，电热丝是铬镍合金，最外面是一层涂装的耐热树脂，耐热尼龙编织层吸收电热丝产生的热能并使其均匀分布于表面，增大其加热面积，提高效率。

进一步地，所述的防水层为聚四氟乙烯PTFE薄膜，因为其具有耐热、耐寒性优良，密度约为2.2 g/ml，可在-180～260ºC长期使用，同时具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点；固定粘结层为橡胶沥青涂层，能够粘贴于排水渠底部表面，同时具有防水耐热的特性。进一步地，所述的防水层电热丝的布线方式一般采用波纹迂回方式，可以避免因底料松弛而导致电热丝被拉断。

上述控制系统包含风电控制器，加热控制装置，电力存储装置和外壳，风电控制器能够对风力发电机产生的电流进行调控和转化，使其能够顺利存储进电力存储装置；电力存储装置将风力发电机产生的电能蓄集，加热控制装置将电能释放，用于渠道辅助加热装置。

采用上述结构后，本发明有益效果为：本发明所述的一种用于寒区冬季输水渠道辅热的风电蓄集系统，利用风能，对排水渠进行加热，从而实现对渠道土体和渠内水体进行辅热，防止冬季运行渠道边壁结冰的现象，实用性更强，本发明具有结构简单，设置合理，制作成本低等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的分布位置示意图。

图2是本发明中渠道辅助加热装置的平面图。

图3是本发明中渠道辅助加热装置的横向结构图。

图4是本发明中渠道辅助加热装置的纵向结构图。

图5是本发明中控制系统流程图。

附图标记说明：风电蓄集装置1、渠道辅助加热装置2、控制系统3、渠道辅助加热装置2、防水层2-1、保温隔热层2-2、固定粘结层2-3、温度传感器2-2-1、电热丝2-2-2、耐热尼龙编织层2-2-3、控制系统3、风电控制器3-1、加热控制装置3-2、电力存储装置3-3、外壳3-4和延长线4。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

参看如图1-图4所示，本具体实施方式采用的技术方案是：它包含风电蓄集装置1和渠道辅助加热装置2以及控制系统3；渠道辅助加热装置2固定在排水渠道上表面；风电蓄集装置1和控制系统3埋设于排水渠道一侧路堑边坡旁边的自然地面之下；

上述风电蓄集装置1由风力发电机1-1、塔架1-2、以及底座1-3构成；其中风力发电机1-1采用能够随风向自动旋转，发电效率高，坑风能力强，安全稳定，耐高温抗严寒的三相交流永磁发电机，塔架1-2为空心钢管，坚固耐用，用于支撑及延长线放置；底座1-3为钢筋混凝土构成，埋设于地面之下，支撑整个风电蓄集装置；

上述渠道辅助加热装置2由防水层2-1、保温隔热层2-2和固定粘结层2-3构成；其中保温隔热层2-2由温度传感器2-2-1、电热丝2-2-2、耐热尼龙编织层2-2-3交织构成，耐热尼龙编织层2-2-3中电热丝2-2-2采用波纹迂回方式布线，同时安装温度传感器2-2-1用于监测装置温度，与电热丝2-2-2一同连接在延长线4中，并接入控制系统3中的加热控制装置3-2；

上述控制系统3集中安置风电控制器3-1、加热控制装置3-2、电力存储装置3-3和外壳3-4，其中风电控制器3-1对风电蓄集装置1进行调控，加热控制装置3-2对渠道辅助加热装置2进行调控，电力存储装置3-3采用-40℃~70℃能够使用的铅酸蓄电池，为了减少冬季低温对电池的损伤，外壳3-4采用坚固耐低温的高密度聚乙烯塑料构成；控制系统3一般根据排水渠道具体特点埋设于底座1-3附近。

本具体实施方式的工作原理：由风力发电机1-1产生的交流电通过塔架1-2中的延长线4输送至控制系统3中风电控制器3-1进行整合为可以利用的直流电并存储至电力存储装置3-3；温度传感器2-2-1监测装置到渠道辅助加热装置2温度过低，可能引起排水渠道水流冻结时将信号通过集成的延长线4发送给控制系统3中的加热控制装置3-2，于是电力存储装置3-3中电流释放到渠道辅助加热装置2中保温隔热层2-2的电热丝2-2-2，用于发热，耐热尼龙编织层2-2-3吸收热量并均匀散布至上方防水层2-1，保证排水渠道中水流稳定流动，同时也可以将部分热量散布到固定粘结层2-3，进而保证排水渠道底部不发生冻结。同时温度传感器2-2-1继续监测渠道辅助加热装置2温度，使加热控制装置3-2可以控制电流释放，以达到渠道辅助加热装置2保持适宜的恒定温度。

采用上述结构后，本具体实施方式有益效果为：

1、由风力发电机1-1为风电蓄集装置能够高效利用寒区冬季的风能，并且能够随风向调整方向，提高效率；

2、道辅助加热装置2易于安装铺设，在对排水渠进行加热，避免水流结冰的同时，还有具有防水特性，避免了对已建成排水渠的破坏，同时为后期设备维修提供便利，避免了对排水渠的破坏；

3、利用风力发电机发电，利用电热丝对排水渠道进行加热，从而实现对渠道土体和渠内水体进行辅热，防止冬季运行渠道边壁结冰的现象。

以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种用于寒区寒冷时期输水渠道辅助加热的风电蓄集系统，其特征在于：它包含风电蓄集装置(1)和渠道辅助加热装置(2)以及控制系统(3)；渠道辅助加热装置(2)设置在输水渠道表面；风电蓄集装置(1)架设在渠道辅助加热装置(2)一侧路堑边坡旁边的自然地面之下；上述风电蓄集装置(1)由风力发电机(1-1)、塔架(1-2)、以及底座(1-3)构成；渠道辅助加热装置(2)由防水层(2-1)、保温隔热层(2-2)和固定粘结层(2-3)构成，其中保温隔热层(2-2)包含温度传感器(2-2-1)，电热丝(2-2-2)和耐热尼龙编织层(2-2-3)；控制系统(3)包含风电控制器(3-1)，加热控制装置(3-2)，电力存储装置(3-3)和外壳(3-4)；以及延长线(4)，用于电流和数据传输；

上述风电蓄集装置(1)中风力发电机(1-1)是风电蓄集装置(1)的主体，将风力转化为电能的直接装置，同时可随风向自动旋转，保证风力发电稳定，塔架(1-2)为风力发电机(1-1)起到支撑作用，同时也是容纳延长线的装置，底座(1-3)埋设于地面之下，为整个风电蓄集装置(1)装置提供支撑；渠道辅助加热装置(2)中防水层(2-1)位于外表面，防止排水渠中水流可能对保温隔热层(2-2)造成的损害；保温隔热层(2-2)设在防水层(2-1)和固定粘结层(2-3)之间，起到主体作用，在寒冷时期对排水渠道进行加热，避免水流结冰；固定粘结层(2-3)便于将主体固定在排水渠道上表面，以发挥其辅助加热效用，可以在排水渠道建成后进行铺设，避免了对已建成排水渠的破坏，并可以根据水渠特点进行铺设，同时为后期设备维修提供便利，避免了对排水渠的破坏；控制系统(3)包含风电控制器(3-1)，加热控制装置(3-2)和电力存储装置(3-3)，控制系统(3)通过风电控制器(3-1)对风电蓄集装置(1)进行控制和管理，通过加热控制装置(3-2)对渠道辅助加热装置(2)进行调控，进而从整体上对风电蓄集装置(1)和渠道辅助加热装置(2)进行调控和调度，保证其正常工作；其中风电控制器(3-1)保证风力发电机(1-1)产生的电能能够转化为稳定可用的直流电并存储于电力存储装置(3-3)中；加热控制装置(3-2)通过对渠道辅助加热装置(2)中的温度传感器(2-2-1)的信号检测，对温度变化做出反应，在温度降至0℃以下，可能造成排水渠内水流结冰时启动，将电力存储装置(3-3)中的电力释放，用于保温隔热层(2-2)的电热丝(2-2-2)发热，对耐热尼龙编织层(2-2-3)进行升温，为上表面的水流进行加热，避免结冰。

2.根据权利要求1所述的一种用于寒区寒冷时期输水渠道辅助加热的风电蓄集系统，其特征在于：所述的风电蓄集装置(1)，采用风力发电的方式，充分利用寒区冬季多风特点，发挥其优势。

3.根据权利要求1所述的一种用于寒区寒冷时期输水渠道辅助加热的风电蓄集系统，其特征在于：所述的渠道辅助加热装置(2)在对排水渠进行加热，避免水流结冰的同时，还有具有防水特性，避免了对已建成排水渠的破坏，同时为后期装置维修提供便利。

4.根据权利要求1所述的一种用于寒区寒冷时期输水渠道辅助加热的风电蓄集系统，其特征在于：所述的控制系统(3)可以根据气温特点控制渠道辅助加热系统(2)的启动和关闭。

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