阅读说明：本技术 一种雨水排水设施保温防冻装置及其使用方法 (Heat-preservation and anti-freezing device for rainwater drainage facility and use method of heat-preservation and anti-freezing device ) 是由 王旭 田志勇 吴磊 李晶婧 于 2019-11-06 设计创作，主要内容包括：本发明涉及雨水排水技术领域,具体为一种减少低温破坏的雨水排水设施保温防冻装置及其使用方法,其特征包括光伏电路组件和发热组件,发热组件包括发热层、保温层和防水基层,防水基层上依次设有保温层、发热层、导热绝缘层和导热层,各层之间由硅胶粘接层连接成一体；光伏电路组件中包括光伏控制器、蓄电池、温度传感器、光伏电池和光控开关,光伏控制器分别与蓄电池、温度传感器、光伏电池与光控开关电连接,光控开关与发热层电连接,光伏电池设置于雨水排水设施的外表面。与现有技术相比,本发明的优点是：1)适用于春冬结合季节,能及时消除因排水结冰造成的排水管堵塞或大体积冰棱柱的形成,减少了管道冻胀破坏和高空坠物等安全隐患。(The invention relates to the technical field of rainwater drainage, in particular to a rainwater drainage facility heat-preservation and anti-freezing device capable of reducing low-temperature damage and a using method thereof, which are characterized by comprising a photovoltaic circuit component and a heating component, wherein the heating component comprises a heating layer, a heat-preservation layer and a waterproof base layer, the waterproof base layer is sequentially provided with the heat-preservation layer, the heating layer, a heat-conducting insulating layer and a heat-conducting layer, and the heat-preservation layer, the heating layer, the heat-conducting insulating layer and the; the photovoltaic circuit component comprises a photovoltaic controller, a storage battery, a temperature sensor, a photovoltaic cell and a light-operated switch, the photovoltaic controller is respectively electrically connected with the storage battery, the temperature sensor, the photovoltaic cell and the light-operated switch, the light-operated switch is electrically connected with a heating layer, and the photovoltaic cell is arranged on the outer surface of the rainwater drainage facility. Compared with the prior art, the invention has the advantages that: 1) the device is suitable for spring and winter combined seasons, can timely eliminate the blockage of a drain pipe or the formation of a large-volume ice prism caused by drainage icing, and reduces potential safety hazards such as frost heaving damage and falling objects of a pipeline.)

一种雨水排水设施保温防冻装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及雨水排水技术领域，具体为一种减少低温破坏的雨水排水设施保温防冻装置及其使用方法。

背景技术

雨水排水系统是城市桥梁建设系统和民用建设工程重要的组成部分，雨水排水系统的排水顺畅及排水安全一直是工程建设的重点。常规桥梁工程及民用建筑、公用设施建设大部分采用有组织外排水。排水管道大部分采用PVC材质，当温度在0℃以上时可以保证排水顺畅，但进入冬季后北方地区雨雪融化，南部地区部分冻雨依旧需要使用雨水排水管道。大量事实及工程案例发现，雨水排水管道管口处由于气温低会导致结冰，长时间积累后可能堵塞管道引起管道冻胀破坏。部分高空部位因结冰会造成高空坠物安全隐患，严重影响居民生活及出行安全。每年都有因高空坠落冰溜导致人身及财产受到侵害的新闻报道。为保障工程质量，和广大居民的生活出行安全，雨水排水设施的保温防冻问题需要及时解决。

申请号201821548261.7实用新型公开了一种屋顶檐口排水防漏装置，包括雨水斗，通过温度传感器的设置可实现检测周围温度并通过控制面板控制第一加热器加热的效果，通过第一加热器的设置可实现融化雨水斗周围和雨水斗本体内腔的冰雪使其能往下流到内管的效果，通过探头的设置可实现检测内管内的水温并通过控制面板控制第二加热器加热的效果，通过第二加热器的设置可实现对内管内的水加热的效果，通过二氧化碳气体的设置可实现保温的效果，在冬天和春冬交接季节能将屋顶的水和冰雪排下，从而防止冰柱或冰帘的形成，确保了人身安全。该方案采用太阳能蓄电池加热，不足之处是不能针对夜间特定时段工作；另外常规加热器热效率低，影响排水效果；第三是适用范围窄，只适用于管状排水设施，对屋檐冰帘无效。

发明内容

本发明的目的是提供一种雨水排水设施保温防冻装置及其使用方法，克服现有技术的不足，适用于多种建筑物雨水排水设施上，形状不限，能借助于太阳能，无需额外能源消耗，尤其适用于春冬结合季节，当晚间气温低于零度时，能及时消除因排水结冰造成的排水管堵塞或大体积冰棱柱的形成，减少管道冻胀破坏和高空坠物等安全隐患。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

技术方案一：一种雨水排水设施保温防冻装置，其特征在于，包括光伏电路组件和发热组件，所述发热组件包括发热层、保温层和防水基层，所述防水基层上依次设有保温层、发热层、导热绝缘层和导热层，各层之间由硅胶粘接层连接成一体；所述光伏电路组件中包括光伏控制器、蓄电池、温度传感器、光伏电池和光控开关，所述光伏控制器分别与蓄电池、温度传感器、光伏电池与光控开关电连接，所述光控开关与发热层电连接，所述光伏电池为平板形或瓦形设置于建筑排水设施上。

优选的，所述发热层内设有石墨烯发热膜和/或纤维电阻丝。

优选的，所述防水基层为柔性防水材料层。

优选的，所述保温层内设有岩棉、玻璃纤维棉或陶瓷纤维棉中的任一种。

优选的，所述光伏控制器和蓄电池密封于控制盒内，所述光控开关和温度传感器设于控制盒体上。

优选的，所述光伏电池为多晶光伏电池板或CIGS柔性光伏电池薄片。

优选的，所述导热绝缘层为导热硅胶垫片。

技术方案二：一种雨水排水设施保温防冻装置的使用方法，其特征在于，所述发热组件通过粘胶铺设于市政建筑房檐边缘的表面上，所述光伏电路组件设于发热组件附近易受阳光照射的区域内，设置光控开关的光照门限为20-50勒克斯，当环境温度低于设定值0℃时，光照小于20勒克斯时光控开关开启，发热层得电，大于50勒克斯时光控开关关闭，发热层断电。

技术方案三：一种雨水排水设施保温防冻装置的使用方法，其特征在于，所述发热组件与PVC雨水排水管管口通过卡箍或粘胶方式相连接，所述光伏电路组件设于PVC雨水排水管外表面或易受阳光照射的区域内，设置光控开关的光照门限为20-50勒克斯，当环境温度低于设定值0℃时，光照小于20勒克斯时光控开关开启，发热层得电，大于50勒克斯时光控开关关闭，发热层断电。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：1）适用于建筑物雨水排水设施上，圆形或平面形状不限，尤其适用于春冬结合季节，能及时消除因排水结冰造成的排水管堵塞或大体积冰棱柱的形成。2）借助于太阳能和石墨烯发热技术，无需额外能源消耗，能源利用率高，当环境温度低于0℃时，能保证雨水融化后顺利排放，当环境温度高于0℃时，装置自动断电，使排水设施温度保持在设定区间内，节约能源消耗，保证排水设施处于不结冰状态。3）减少了管道冻胀破坏和高空坠物等安全隐患，有利于建设安全祥和的居住环境。

附图说明

图1是本发明实施例一结构示意图，发热组件应用于市政建筑排水管上；

图2是本发明实施例二结构示意图，发热组件应用于市政建筑房檐边缘的表面上；

图3是本发明实施例一中发热组件结构示意图。

图4是本发明光伏电路组件实施例工作原理示意框图。

图中：1-光伏电路组件、2-发热组件、3-PVC雨水排水管、4-卡箍、5-市政建筑房檐、6-防水基层、7-保温层、8-发热层、9-导热绝缘层、10-导热层。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

见图1、图3、图4，为本发明实施例一结构示意图，一种雨水排水设施保温防冻装置，包括光伏电路组件1和发热组件2，发热组件与PVC雨水排水管3管口通过卡箍4相连接。光伏电路组件1中包括光伏控制器、蓄电池、温度传感器、光伏电池和光控开关，光伏控制器分别与蓄电池、温度传感器、光伏电池与光控开关电连接，光控开关与发热层电连接。发热组件2中防水基层6上依次设有保温层7、发热层8、导热绝缘层9和导热层10，各层之间由硅胶粘接层连接成一体。光伏电路组件1设于PVC雨水排水管附近或楼顶等易受阳光照射的区域内，光伏电路组件1中设置光控开关的光照门限为20-50勒克斯，当环境温度低于设定值0℃时，光照小于20勒克斯时光控开关开启，发热层得电，大于50勒克斯时光控开关关闭，发热层断电。

实施例中，光伏电池为瓦形，光伏控制器与蓄电池、温度传感器安装于控制箱中，光控开关置于控制箱上。光伏控制器为12V或24V光伏控制器，目前光伏控制器已广泛用于太阳能发电系统中，能控制多路太阳能电池方阵对蓄电池充电以及控制蓄电池给负载供电的自动控制设备。光伏控制器采用高速CPU微处理器和高精度A/D模数转换器，是一个微机数据采集和监测控制系统。

本发明装置可使PVC雨水排水管管口位置温度升高，保证雨水排水管管口位置雨水顺利通过，避免发生堵塞和结冰。

见图2、图4，为本发明实施例二结构示意图，发热组件2通过粘胶方式水平铺设于市政建筑房檐5边缘的表面上，最底部的防水基层向上依次设有保温层、发热层、导热绝缘层和导热层，各层之间由硅胶粘接层连接成一体。光伏电路组件1设于发热组件2附近受阳光照射的区域内，设置光控开关的光照门限为20-50勒克斯，当环境温度低于设定值0℃时，光照小于20勒克斯时光控开关开启，发热层得电，大于50勒克斯时光控开关关闭，发热层断电。

本发明装置可使市政建筑房檐5位置表面温度升高，保证雨水汇集位置的雨水顺利通过，避免发生堵塞和结冰。

上述实施例中，发热层8内设有石墨烯发热膜和/或纤维电阻丝，而石墨烯具有非常好的热传导性能，未来非常有应用前景，纯的无缺陷的单层石墨烯的导热系数高达5300W/mK，是目前为止导热系数最高的碳材料，高于单壁碳纳米管(3500W/mK)和多壁碳纳米管(3000W/mK)。当它作为载体时，导热系数也可达600W/mK。防水基层6为柔性防水材料层，比如防水织物或衬胶编织带等，柔性可使其与排水设施能更好的附着。保温层7内设有岩棉、玻璃纤维棉或陶瓷纤维棉中的任一种，设置该保温层的目的是使发热层的热量传导方向更强，直接作用于导热层10，使热量利用率更高。导热层10可选不锈钢等金属材料。光伏控制器和蓄电池密封于控制盒内，而光控开关和温度传感器设于控制盒体上，对光照和温度感应更强。光伏电池为多晶光伏电池板或CIGS柔性光伏电池薄片，多晶光伏电池板适用于市政建筑房檐，柔性的CIGS柔性光伏电池薄片适用于PVC雨水排水管，可包裹在管体外侧。导热绝缘层为导热硅胶垫片，导热硅胶垫是一种导热介质，可用来减少热源表面与散热器件接触面之间产生的接触热阻。在行业内，也可称之为导热硅胶片，导热矽胶垫，软性散热垫等等，多用于电子产品中。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。