一種利用太陽能對雨水進行收集及凈化利用的系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于太陽能利用技術領域，涉及一種利用太陽能對雨水進行收集及凈化利用的系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著城鎮(zhèn)化率越來越高，道路硬化使得雨水難以下滲，造成城鎮(zhèn)內(nèi)澇頻發(fā)，2013年12月12日的中央城鎮(zhèn)化工作會議上，提出要大力建設自然積存、自然滲透、自然凈化的“海綿城市”理念。住建部于2014年10月印發(fā)了《海綿城市建設技術指南》。在國家的大力號召下，建設海綿城市逐步被大家認識和熟悉。建設海綿城市就是通過“滯、存、用”減小雨水徑流量，減輕排水管道壓力，從而降低城市內(nèi)澇的可能性。但建設海綿城市耗資較大，而且傳統(tǒng)上都是采用城市電網(wǎng)提供動力能源，而整個城市雨水利用的動力費用不容小覷。
[0003]傳統(tǒng)的雨水利用需要的能源均是來自于城市電網(wǎng)的電源，往往給雨水利用帶來了電源提供的局限性，增加了工程成本。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)作為一種新的綠色能源，可以為城市雨水利用提供足夠電量，減輕城市供電壓力，減少碳排放，實現(xiàn)城市的節(jié)能減排，而且太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)更為自由靈活不受城市電網(wǎng)的限制。
[0004]目前，鮮有關于將太陽能用于雨水收集凈化利用方面的報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種利用太陽能對雨水進行收集及凈化利用的系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設置合理，能夠充分利用太陽能，節(jié)約能耗，綠色環(huán)保。
[0006]本發(fā)明是通過以下技術方案來實現(xiàn):
[0007]一種利用太陽能對雨水進行收集及凈化利用的系統(tǒng)，由雨水凈化單元、雨水儲存單元、太陽能發(fā)電單元、電能儲存單元和監(jiān)測控制單元組成；
[0008]其中:
[0009]雨水凈化單元，用于收集并凈化雨水；
[0010]雨水儲存單元，用于儲存凈化后的雨水；
[0011 ]太陽能發(fā)電單元，用于將太陽能轉(zhuǎn)化為電能；
[0012]電能存儲單元，用于儲存太陽能轉(zhuǎn)化后的電能；
[0013]監(jiān)測控制單元，用于接收來自雨水凈化單元的土壤濕度信號，來自雨水儲存單元的水位監(jiān)測信號以及來自電能儲存單元的電量監(jiān)測信號，并對雨水儲存單元的噴灌水栗進行啟?？刂啤?br>[0014]所述雨水凈化單元為經(jīng)改造的綠化帶，由下至上依次設有過濾排水層、土壤層及下凹式綠化帶層;且在過濾排水層和土壤層之間還設有一層透水無紡布；
[0015]在過濾排水層內(nèi)鋪設雨水收集干管，在雨水收集干管的兩側(cè)對稱布置若干雨水收集支管，在雨水收集干管和雨水收集支管上均開設若干集水孔;在土壤層上方種植的灌木或草叢中還設有若干雨水噴灌噴頭。
[0016]集水孔孔徑為3?5mm;且集水孔間距為25?35mm。
[0017]透水無紡布的規(guī)格為100?250g/m2;過濾排水層選用粒徑為5?40mm的鸛卵石或石塊，且鋪設的鵝卵石或石塊的粒徑由上至下依次減小。
[0018]在土壤層和過濾排水層中埋設若干濕度監(jiān)測探頭，濕度監(jiān)測探頭的輸出端與監(jiān)測控制單元的輸入端相連。
[0019]所述雨水儲存單元，包括貯水池，雨水收集干管與貯水池一側(cè)壁相連，在貯水池的另一側(cè)壁底部設有噴灌出水管，噴灌水栗設置在該噴灌出水管上;噴灌出水管伸入下凹式綠化帶層中并與若干雨水噴灌噴頭的進水端相連。
[0020]在貯水池中設有水位監(jiān)測探頭，該水位監(jiān)測探頭的輸出端與監(jiān)測控制單元的輸入端相連。
[0021]在貯水池外壁上端設有溢流管，底部設有排泥放空管，溢流管和排泥放空管貫通后與市政雨水管相連。
[0022]在噴灌水栗和溢流管所在位置處設置檢查井，并在井口安裝檢查井井蓋。
[0023]所述太陽能發(fā)電單元，包括若干安置在道路兩側(cè)或中間連接桿上的太陽能電池板，所述電能存儲單元為蓄電池，所述監(jiān)測控制單元為監(jiān)測控制柜;太陽能電池板的輸出端與蓄電池的輸入端相連，蓄電池的輸出端分別與噴灌水栗及監(jiān)測控制柜相連。
[0024]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益的技術效果:
[0025]本發(fā)明公開的利用太陽能對雨水進行收集及凈化利用的系統(tǒng)，由雨水凈化單元、儲存單元、太陽能發(fā)電單元、監(jiān)測控制單元和電能存儲單元五部分組成。下雨天收集的雨水被儲存起來，待需要給綠化帶中的植物澆水時，便將收集的雨水再次利用，太陽能發(fā)電單元能夠收集太陽能并轉(zhuǎn)化為電能儲存在電能存儲單元中，噴灌水栗所需的電源來自電能存儲單元；同時，各個單元會將濕度、水位及電量信號反饋給監(jiān)測控制單元，監(jiān)測控制單元則根據(jù)反饋的信號對噴灌水栗進行控制。上述各個單元相互配合，完成對雨水的收集及凈化利用，本發(fā)明采用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，對雨水利用系統(tǒng)的供電模式進行了創(chuàng)新性的改進，同時也擴展了太陽能的應用方向。從單一的電源消耗變?yōu)閯?chuàng)造太陽能綠色能源的供給使供電系統(tǒng)在施工中，具有靈活性和更廣泛的自由度。這樣大大降低了雨水利用項目管理和運行成本，節(jié)約了能源的消耗，低碳環(huán)保。本專利技術具有普遍意義，實用效果佳，易于推廣應用。
[0026]進一步地，本發(fā)明的雨水凈化單元為經(jīng)改造的綠化帶，由下至上依次設有過濾排水層、土壤層及下凹式綠化帶層;且在過濾排水層和土壤層之間還設有一層無紡布，無紡布能夠有效防止土壤流失。同時，過濾排水層為鸛卵石、小石塊，粒徑為5mm?40mm，且粒徑從上到下依次減小，使得在過濾排水層內(nèi)能夠鋪設雨水收集干管，且在雨水收集干管的兩側(cè)對稱布置若干雨水收集支管，在雨水收集干管和雨水收集支管上均開設若干集水孔，有利于雨水的收集。
[0027]進一步地，在土壤層和過濾排水層中埋設若干濕度監(jiān)測探頭，該濕度監(jiān)測探頭的輸出端與監(jiān)測控制單元的輸入端相連，能夠?qū)崟r將土壤濕度數(shù)據(jù)傳至監(jiān)測控制單元。
[0028]進一步地，本發(fā)明的雨水儲存單元，設有一個貯水池，雨水收集干管與該貯水池相連，能夠?qū)⑹占挠晁畢R入貯水池中，貯水池上還設有噴灌水栗，連接噴灌出水管，該噴灌出水管伸入下凹式綠化帶層中并與若干雨水噴灌噴頭的進水端相連，能夠?qū)⑹占挠晁M行再次利用，澆灌綠化帶中的植物。
[0029]進一步地，在貯水池外壁上端設有溢流管，底部設有排泥放空管，溢流管和排泥放空管貫通后與市政雨水管相連。當貯水池水滿或者清空貯水池時將雨水排到市政雨水管。同時，在噴灌水栗和溢流管處設置檢查井，出現(xiàn)故障時，方便人員下去檢修。
[0030]進一步地，所述監(jiān)測控制單元由電能存儲單元提供電能，接收來自雨水凈化單元的土壤濕度探頭、雨水儲存單元的水位監(jiān)測探頭和電能存儲單元的電量監(jiān)測探頭的信號，將獲得的信號進行分析處理，處理后給雨水儲存單元的噴灌水栗信號，實現(xiàn)對噴灌水栗的啟?？刂?。
【附圖說明】
[0031]圖1為本發(fā)明的太陽能發(fā)電的雨水收集凈化利用系統(tǒng)框圖；
[0032]圖2為本發(fā)明的太陽能發(fā)電的雨水收集凈化利用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖3為本發(fā)明的雨水凈化單元結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖4為本發(fā)明的雨水儲存單元結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖5為雨水收集管結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]其中:1-雨水收集干管;2-貯水池;3-噴灌水栗;4-蓄電池;5-監(jiān)測控制柜;6_太陽能電池板;7-土壤濕度監(jiān)測探頭;8-水位監(jiān)測探頭;9-雨水噴灌噴頭；10-下凹式綠化帶層；11-土壤層；12-無紡布；13-過濾排水層;14-連接太陽能電池板與蓄電池的線路;15-連接蓄電池與噴灌水栗的線路；16-連接土壤濕度監(jiān)測探頭與監(jiān)測控制柜的線路；17-連接水位監(jiān)測探頭與監(jiān)測控制柜的線路；18-連接監(jiān)測控制柜與噴灌水栗的線路；19-噴灌出水管;20-集水孔;21-雨水收集支管;22-排泥放空管;23-溢流管;24-檢查井井蓋。。
【具體實施方式】
[0037]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細描述:
[0038]參見圖1和圖2，本發(fā)明的利用太陽能對雨水進行收集及凈化利用的系統(tǒng)，由雨水凈化單元、雨水儲存單元、太陽能發(fā)電單元、電能儲存單元和監(jiān)測控制單元五部分組成。其中，雨水凈化單元，用于收集并凈化雨水；
[0039]雨水儲存單元，用于儲存凈