阅读说明：本技术 一种城市密集区智能化降雨系统和使用方法 (Intelligent rainfall system for urban dense area and use method ) 是由 刘汉龙 丁选明 张钰 仉文岗 周航 王成龙 于 2020-07-31 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种城市密集区智能化降雨系统及其使用方法,一种城市密集区智能化降雨系统,包括抽水动力系统、智能控制中枢、输水管网系统和降雨系统。城市建筑群中的每栋建筑的屋面上均安装有降雨系统,降雨系统包括智能化感应器、信号传输系统、储水系统、喷淋系统、水泵和阀门。智能控制中枢控制抽水动力系统向水源中取水,并通过输水管网系统输送给降雨系统,用于储存或喷淋,喷淋覆盖整个城市建筑群及其周围的公路、广场。本发明全过程智能化,可灵活调节喷水量的大小和喷淋时间的长短,有效节约水资源；全程不需要人工干预,节约人工成本,具有较高的节能环保价值。(The invention discloses an intelligent rainfall system for an urban dense area and a use method thereof. A rainfall system is installed on the roof of each building in the urban building group, and comprises an intelligent sensor, a signal transmission system, a water storage system, a spraying system, a water pump and a valve. The intelligent control center controls the water pumping power system to take water from a water source, and the water is conveyed to the rainfall system through the water conveying network system and is used for storing or spraying to cover the whole urban building group and roads and squares around the urban building group. The whole process of the invention is intelligent, the water spraying amount and the spraying time can be flexibly adjusted, and the water resource is effectively saved; the whole process does not need manual intervention, saves labor cost and has higher energy-saving and environment-friendly values.)

一种城市密集区智能化降雨系统和使用方法

技术领域

本发明涉及城市降雨系统技术领域，具体涉及一种城市密集区智能化降雨系统和使用方法。

背景技术

随着城市化和工业化进程的推进，城市规模不断扩大，城市小气候发生显著改变，空气污染物及温室气体积聚在市区上空，使空气污染严重，城市中心温度升高，城市热岛效应愈发严重，加剧我国夏季的炎热干旱程度。如2015年我国发生夏季极端干旱事件，造成全国48个市两千多万人受灾，农作物绝收面积达403.9千公顷，直接经济损失114.8亿元。近年来，我国南方和西部城市夏季持续性高温，如2019年武汉市、南昌市、杭州市、长沙市持续高温天气超过20天；重庆市2019年夏季最高气温达39.6℃。

我国南方和西部水资源含量丰富，沿海、沿江区域城市存在大量未被充分利用的天然水体，可用于缓解南方和西部城市夏季高温情况，降低热岛效应影响，改善城市居民生活环境。目前尚无针对高层建筑群的降雨系统，只能在单一建筑物楼顶进行喷淋，降温范围小，降温程度有限，不能有效缓解城市热岛效应；针对单一建筑的楼宇降温系统无法实现全过程智能化，不能灵活调节喷水量的大小和喷淋时间的长短，造成水资源浪费，节能环保价值较低。因此，迫切需要研发一种可有效解决城市密集区建筑群高温问题的智能化降雨系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种城市密集区智能化降雨系统和使用方法。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种城市密集区智能化降雨系统，包括抽水动力系统、智能控制中枢、输水管网系统和降雨系统。

城市建筑群中的每栋建筑的屋面上均安装有所述降雨系统，降雨系统包括智能化感应器、信号传输系统、储水系统、喷淋系统、水泵和阀门。

所述水泵的出水口连接有管路Ⅰ，储水系统与管路Ⅱ连接，喷淋系统与管路Ⅲ连接，管路Ⅰ、管路Ⅱ和管路Ⅲ通过三通管连接，三通管处设置有阀门。

每个所述水泵的进水口通过输水管网系统与抽水动力系统的出水口连接，抽水动力系统的吸水管伸入水源。

工作时，所述智能控制中枢控制抽水动力系统、水泵和阀门开启，使水源中的水经抽水动力系统、输水管网系统、水泵、管路Ⅰ和管路Ⅱ将储水系统灌满。

所述智能化感应器检测屋面的温度，并将检测数据通过信号传输系统发送至智能控制中枢，当检测数据超过设定值且水源充足时，智能控制中枢控制抽水动力系统、水泵、阀门和降雨系统开启，使水源中的水经抽水动力系统、输水管网系统、水泵、管路Ⅰ和管路Ⅲ流入降雨系统进行喷淋。当检测数据超过设定值且所述水源匮乏时，智能控制中枢控制阀门和降雨系统开启，使储水系统中的水经管路Ⅱ和管路Ⅲ流入降雨系统进行喷淋。待所述智能化感应器检测的数据低于设定值时，降雨系统停止喷淋。

进一步，所述喷淋系统包括喷淋管和为喷淋管提供水压的喷淋水泵，喷淋管上间隔布置有若干喷头。

进一步，所述水源为江水、河水、湖水或海水。

基于上述的一种城市密集区智能化降雨系统的使用方法，包括以下步骤：

1)所述智能控制中枢控制抽水动力系统从水源中取水。

2)所述智能化感应器控制阀门和开启水泵，使管路Ⅰ与管路Ⅱ连通，管路Ⅲ封闭，抽取的水通过输水管网系统、水泵、管路Ⅰ、管路Ⅱ输送到储水系统内，直至储水系统灌满。

3)所述智能化感应器感应所在屋面的温度，并通过信号传输系统将信息传至智能控制中枢。

4)当所述智能控制中枢分析出屋面的温度超过设定值且抽水动力系统反馈水源的水量充足时，转入步骤5)。当测得的温度超过设定值且水源无法直接抽取时，转入步骤6)。

5)所述智能控制中枢控制阀门，使管路Ⅰ与管路Ⅲ连通，管路Ⅱ封闭，智能控制中枢再控制抽水动力系统、水泵和喷淋系统开启，水源的水通过抽水动力系统、水泵、管路Ⅰ和管路Ⅲ流入喷淋系统，喷淋系统对城市建筑群进行洒水降温，直到智能化感应器感应到的温度低于设定值后停止喷淋。

6)所述智能控制中枢控制阀门，使管路Ⅰ封闭，管路Ⅲ与管路Ⅱ连通，智能控制中枢再控制喷淋系统开启，储水系统的水通过管路Ⅱ和管路Ⅲ流入喷淋系统，喷淋系统对城市建筑群进行洒水降温，直到智能化感应器感应到的温度低于设定值或储水系统被抽空后停止喷淋。

进一步，步骤6)之后还具有如下步骤：

待所述水源再次充足时，智能控制中枢控制抽水动力系统从水源中取水，并控制阀门和开启水泵，使管路Ⅰ与管路Ⅱ连通，管路Ⅲ封闭，抽取的水通过输水管网系统、水泵、管路Ⅰ、管路Ⅱ输送到储水系统内，直至储水系统灌满，以备下次使用。

本发明的技术效果是毋庸置疑的，从沿江、沿河或沿湖城市的天然水体中取水，充分利用自然水资源；降雨系统覆盖城市密集区建筑群及其道路、广场等，降温范围广，降温效果明显，能有效缓解城市热岛效应；喷淋系统可从微型储水系统中获取喷淋用水，解决了在枯水期或其他特殊时期无法从水源直接抽水的问题；此外，本发明全过程智能化，可灵活调节喷水量的大小和喷淋时间的长短，有效节约水资源；全程不需要人工干预，节约人工成本，具有较高的节能环保价值；同时，本发明的使用方法简单，实施简便，在现有城市建筑群密集区中改造只需要对墙面进行局部开凿和修复，不影响城市居民正常生活和城市的其他功能。

附图说明

图1为城市密集区智能化降雨系统布置示意图；

图2为降雨系统示意图；

图3为水源充足时的降雨流程图；

图4为水源匮乏时的降雨流程图。

图中：水源1、抽水动力系统2、智能控制中枢3、输水管网系统4、降雨系统5、智能化感应器501、信号传输系统502、储水系统503、管路Ⅱ5031、喷淋系统504、管路Ⅲ5041、水泵505、管路Ⅰ5051、阀门506、屋面6、城市建筑群7和地面设施8。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。

实施例1：

本实施例公开了一种城市密集区智能化降雨系统，包括抽水动力系统2、智能控制中枢3、输水管网系统4和降雨系统5。

参见图1，城市建筑群7中的每栋建筑的屋面6上均安装有所述降雨系统5，降雨系统5包括智能化感应器501、信号传输系统502、储水系统503、喷淋系统504、水泵505和阀门506。所述喷淋系统504包括喷淋管和为喷淋管提供水压的喷淋水泵，喷淋管上间隔布置有若干喷头。

参见图2，所述水泵505的出水口连接有管路Ⅰ5051，储水系统503与管路Ⅱ5031连接，喷淋系统504与管路Ⅲ5041连接，管路Ⅰ5051、管路Ⅱ5031和管路Ⅲ5041通过三通管连接，三通管处设置有阀门506。所述阀门506包括分别设置在管路Ⅰ5051、管路Ⅱ5031和管路Ⅲ5041上的阀门Ⅰ、阀门Ⅱ和阀门Ⅲ，阀门Ⅰ、阀门Ⅱ和阀门Ⅲ均靠近三通管且均由智能控制中枢3控制，智能控制中枢3控制阀门Ⅰ、阀门Ⅱ和阀门Ⅲ分别呈打开、打开和关闭状态时，管路Ⅰ5051和管路Ⅱ5031连通；所述智能控制中枢3控制阀门Ⅰ、阀门Ⅱ和阀门Ⅲ分别呈打开、关闭和打开状态时，管路Ⅰ5051和管路Ⅲ5041连通；所述智能控制中枢3控制阀门Ⅰ、阀门Ⅱ和阀门Ⅲ分别呈关闭、打开和打开状态时，管路Ⅱ5031和管路Ⅲ5041连通。

每个所述水泵505的进水口通过输水管网系统4与抽水动力系统2的出水口连接，抽水动力系统2的吸水管伸入水源1，抽水动力系统2为大型水泵，水源1为江水、河水或湖水。所述输水管网系统4嵌入建筑群外墙墙体中和埋设在地面设施8以下。

工作时，所述智能控制中枢3控制抽水动力系统2、水泵505和阀门506开启，使水源1中的水经抽水动力系统2、输水管网系统4、水泵505、管路Ⅰ5051和管路Ⅱ5031将储水系统503灌满。所述智能控制中枢3为单片机。所述抽水动力系统2启动时，可检测出水源1中的水量是否充足，并反馈给智能控制中枢3。

所述智能化感应器501为温度传感器，用于检测屋面6的温度，并将检测数据通过信号传输系统502发送至智能控制中枢3，当检测数据超过设定值35摄氏度且水源1充足时，智能控制中枢3控制抽水动力系统2、水泵505、阀门506和降雨系统5开启，使水源1中的水经抽水动力系统2、输水管网系统4、水泵505、管路Ⅰ5051和管路Ⅲ5041流入降雨系统5进行喷淋。当检测数据超过设定值且所述水源1匮乏时，智能控制中枢3控制阀门506和降雨系统5开启，使储水系统503中的水经管路Ⅱ5031和管路Ⅲ5041流入降雨系统5进行喷淋。待所述智能化感应器501检测的数据低于设定值时，降雨系统5停止喷淋。

所述地面设施8包括城市建筑群7附近绿化、公路、广场等区域，喷淋系统504的喷射范围尽量覆盖地面设施8所在区域。

实施例2：

本实施例公开了基于实施例1所述的一种城市密集区智能化降雨系统的使用方法，包括以下步骤：

1)在靠近湖、河、江、海等的城市，所述智能控制中枢3控制抽水动力系统2从水源1中取水，水源1为江水、河水、湖水或海水。

2)所述智能化感应器501控制阀门506和开启水泵505，使管路Ⅰ5051与管路Ⅱ5031连通，管路Ⅲ5041封闭，抽取的水通过输水管网系统4、水泵505、管路Ⅰ5051、管路Ⅱ5031输送到储水系统503内，直至储水系统503灌满。

3)所述智能化感应器501感应所在屋面6的温度，并通过信号传输系统502将信息传至智能控制中枢3。

4)当所述智能控制中枢3分析出屋面6的温度超过设定值且抽水动力系统2反馈水源1的水量充足时，转入步骤5)，参见图3，为水源1充足时的工作流程图。当测得的温度超过设定值且水源1无法直接抽取时，转入步骤6)，如枯水期就无法直接从水源1抽取水，参见图4，为水源1匮乏时的工作流程图。

5)所述智能控制中枢3控制阀门506，使管路Ⅰ5051与管路Ⅲ5041连通，管路Ⅱ5031封闭，智能控制中枢3再控制抽水动力系统2、水泵505和喷淋系统504开启，水源1的水通过抽水动力系统2、水泵505、管路Ⅰ5051和管路Ⅲ5041流入喷淋系统504，喷淋系统504对城市建筑群7进行洒水降温，直到智能化感应器501感应到的温度低于设定值后停止喷淋。其中，所述智能控制中枢3通过水压控制喷淋系统504的喷淋范围。

6)所述智能控制中枢3控制阀门506，使管路Ⅰ5051封闭，管路Ⅲ5041与管路Ⅱ5031连通，智能控制中枢3再控制喷淋系统504开启，储水系统503的水通过管路Ⅱ5031和管路Ⅲ5041流入喷淋系统504，喷淋系统504对城市建筑群7进行洒水降温，直到智能化感应器501感应到的温度低于设定值或储水系统503被抽空后停止喷淋。

7)待所述水源1再次充足时，所述智能控制中枢3控制抽水动力系统2从水源1中取水，并控制阀门506和开启水泵505，使管路Ⅰ5051与管路Ⅱ5031连通，管路Ⅲ5041封闭，抽取的水通过输水管网系统4、水泵505、管路Ⅰ5051、管路Ⅱ5031输送到储水系统503内，直至储水系统503灌满，以备下次使用。

实施例3：

本实施例公开了一种城市密集区智能化降雨系统，包括抽水动力系统2、智能控制中枢3、输水管网系统4和降雨系统5。

参见图1，城市建筑群7中的每栋建筑的屋面6上均安装有所述降雨系统5，降雨系统5包括智能化感应器501、信号传输系统502、储水系统503、喷淋系统504、水泵505和阀门506。

参见图2，所述水泵505的出水口连接有管路Ⅰ5051，储水系统503与管路Ⅱ5031连接，喷淋系统504与管路Ⅲ5041连接，管路Ⅰ5051、管路Ⅱ5031和管路Ⅲ5041通过三通管连接，三通管处设置有阀门506。

每个所述水泵505的进水口通过输水管网系统4与抽水动力系统2的出水口连接，抽水动力系统2的吸水管伸入水源1。

工作时，所述智能控制中枢3控制抽水动力系统2、水泵505和阀门506开启，使水源1中的水经抽水动力系统2、输水管网系统4、水泵505、管路Ⅰ5051和管路Ⅱ5031将储水系统503灌满。

所述智能化感应器501检测屋面6的温度，并将检测数据通过信号传输系统502发送至智能控制中枢3，当检测数据超过设定值且水源1充足时，智能控制中枢3控制抽水动力系统2、水泵505、阀门506和降雨系统5开启，使水源1中的水经抽水动力系统2、输水管网系统4、水泵505、管路Ⅰ5051和管路Ⅲ5041流入降雨系统5进行喷淋。当检测数据超过设定值且所述水源1匮乏时，智能控制中枢3控制阀门506和降雨系统5开启，使储水系统503中的水经管路Ⅱ5031和管路Ⅲ5041流入降雨系统5进行喷淋。待所述智能化感应器501检测的数据低于设定值时，降雨系统5停止喷淋。

实施例4：

本实施例主要结构同实施例3，进一步，所述喷淋系统504包括喷淋管和为喷淋管提供水压的喷淋水泵，喷淋管上间隔布置有若干喷头。

实施例5：

本实施例主要结构同实施例4，进一步，所述水源1为江水、河水、湖水或海水。