基于光伏水循环的一体化泵站防冻系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于光伏水循环的一体化泵站防冻系统，包括热补偿循环回路、光伏热源循环回路、光伏加热电路和控制子系统；热补偿循环回路包括依次连接的一体化泵站筒体的缠绕管、二次侧循环水泵、热交换器的二次侧和二次侧阀门；光伏热源循环回路包括依次连接的热交换器的一次侧、一次侧循环水泵、水箱、一次侧阀门和光伏热水模块；加热电路包括依次串联的电加热器、第一热敏开关、电源柜和光伏热水模块，电源柜内置相互连接的蓄电池和逆变器，电加热器和第一热敏开关安装于水箱中；控制子系统包括集成控制器，集成控制器分别与上述中的电器部件及第二热敏开关电连接，第二热敏开关安装于筒体，集成控制器控制系统运行。集成控制器控制系统运行。集成控制器控制系统运行。

【技术实现步骤摘要】
基于光伏水循环的一体化泵站防冻系统


[0001]本专利技术涉及光伏水循环泵站及其防冻
，特别涉及一种基于光伏水循环的一体化泵站防冻系统。

技术介绍

[0002]一体化泵站是一种将传统泵房与污水提升系统、通风系统、控制系统、管道系统相结合的集成泵站，是污水、雨水、废水的提升设备。相对于传统泵站相比，一体化泵站具有环境适应性强、规模较小、工期短等突出优点。
[0003]然而，冬季环境温度相对较低，特别是在我国北方地区，较低的环境温度使泵站内污水结冰，结冰使管道在冻胀载荷下变形，甚至出现阀门被冻坏造成泄漏等现象，对一体化泵站的运行产生很大影响。因此，必须采取有效的防冻措施以避免对一体化泵站造成损害，确保泵站安全有序地运行。
[0004]目前已有的防冻方法主要有被动式和主动式两种。其中最常用的被动式防冻方法是在泵站筒外包裹保温层，但这种方法在极端低温下性能较差，整体效率较低；还有一种方法是在低温时排空泵站中的水以避免冻结，即低温时不使用，该方法不能适用于需要持续运行的泵站。主动式方法一般是在泵站筒体设置加热装置，在极端天气下对筒进行主动电加热，加热即需要消耗能源，所以会增加能耗成本。同时，由于加热过程中最小能耗不确定，故使用恒定功率加热会造成一次能源的浪费，当然，也可以同时采用被动式和主动式方法。
[0005]本专利技术专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种效果好、能耗低的基于光伏水循环的一体化泵站防冻系统。

技术实现思路

[0006]为了科学节能地解决一体化泵站的防冻问题需要考虑两个方面：1)提供有效的热补偿避免一体化泵站被冻；2)采用可再生能源代替传统电加热回温方式消耗的高品位电能。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于光伏水循环的一体化泵站防冻系统，包括热补偿循环回路、光伏热源循环回路、光伏加热电路和控制子系统；
[0008]所述热补偿循环回路包括依次连接的一体化泵站筒体的缠绕管、二次侧循环水泵、热交换器的二次侧和二次侧阀门；
[0009]所述光伏热源循环回路包括依次连接的热交换器的一次侧、一次侧循环水泵、水箱、一次侧阀门和光伏热水模块；
[0010]所述加热电路包括依次串联的电加热器、第一热敏开关、电源柜和光伏热水模块，所述电源柜内置相互连接的蓄电池和逆变器，所述电加热器和第一热敏开关安装于水箱中；
[0011]所述控制子系统包括集成控制器，所述集成控制器分别与一次侧循环水泵、二次侧循环水泵、一次侧阀门、二次侧阀门、第一热敏开关、第二热敏开关和电源柜电连接，第二
热敏开关安装于筒体，所述集成控制器控制系统运行。
[0012]可选的，所述第二热敏开关检测到一体化泵站筒体的温度低于预设温度时，所述集成控制器控制一次侧阀门和二次侧阀门打开，同时启动一次侧循环水泵和二次侧循环水泵，所述光伏热水模块既将太阳能转化为电能并存储在蓄电池中，又将太阳能转化热能产生热水；若第一热敏开关检测到水箱中的水温低于温度阈值时，所述蓄电池通过逆变器转为交流电后向电加热器供电，所述电加热器使得水箱中的水温升高变成热水；所述热水在一次侧循环水泵驱动下在光伏热源循环回路中循环并通过热交换器将热量传递至热补偿循环回路，所述热补偿循环回路通过二次侧循环水泵将热量输送至一体化泵站筒体的缠绕管，所述缠绕管用于给一体化泵站筒体加热升温从而实现防冻。
[0013]可选的，所述热交换器采用板式热交换器或者管壳式热交换器。
[0014]可选的，所述一次侧阀门和二次侧阀门都采用电动开关阀门。
[0015]可选的，所述一次侧循环水泵和二次侧循环水泵都采用变频水泵。
[0016]可选的，所述一体化泵站筒体的缠绕管外侧设有保温层，所述保温层采用保温材料对一体化泵站筒体和缠绕管进行包裹保温。
[0017]可选的，所述集成控制器包括高温运行控制和低温运行控制两种控制模式：
[0018]当第二热敏开关检测到泵站筒内温度不低于预设值时，采用高温运行控制：所述一次侧阀门和二次侧阀门都关闭，光伏热水模块仅用于将太阳能转化为电能并存储在蓄电池中，所述蓄电池通过逆变器的转换为一体化泵站内的水泵供电；
[0019]当第二热敏开关检测到泵站筒内温度低于预设值时，采用低温运行控制：所述一次侧阀门和二次侧阀门都打开，所述一次侧循环水泵和二次侧循环水泵都启动，光伏热水模块既用于将太阳能转化为电能并存储在蓄电池中，又用于将太阳能转化热能产生热水；若第一热敏开关检测到水箱中的水温低于温度阈值时，所述蓄电池通过逆变器转为交流电后向电加热器供电，所述电加热器使得水箱中的水温升高变成热水；所述热水在一次侧循环水泵驱动下在光伏热源循环回路中循环并通过热交换器将热量传递至热补偿循环回路，所述热补偿循环回路通过二次侧循环水泵将热量输送至一体化泵站筒体的缠绕管，所述缠绕管用于给一体化泵站筒体加热升温从而实现防冻。
[0020]可选的，所述光伏热水模块设置清洁机构，所述清洁机构包括行走架、毛刷、伺服电机、传动链、两个螺杆和两个链轮；
[0021]两个所述螺杆平行设置于光伏热水模块的太阳能板两边，两个螺杆的相对端分别各固定一个链轮，两个所述链轮通过传动链连接，所述伺服电机与其中一个螺杆传动连接，所述伺服电机与集成控制器电连接；
[0022]所述行走架位于太阳能板的向阳面且两端与螺杆配合连接，所述毛刷固定在行走架与太阳能板相对侧，且毛刷与太阳能板表面接触。
[0023]可选的，所述保温层包括第一半包裹部分和第二半包裹部分，所述第一半包裹部分和第二半包裹部分设有能够将两者分开或者结合的开合机构；
[0024]所述第一半包裹部分和第二半包裹部分的两个结合处外侧都设有风扇，所述风扇与开合机构固定连接，所述风扇的吹风方向一致，所述风扇与集成控制器电连接；
[0025]当所述开合机构将第一半包裹部分和第二半包裹部分分开后，所述风扇正对第一半包裹部分和第二半包裹部分两者的开口位置。
[0026]可选的，所述开合机构包括支架、磁铁、驱动装置和旋转杆，所述驱动装置与集成控制器电连接，所述驱动装置和旋转杆的一端传动连接；
[0027]所述第一半包裹部分和第二半包裹部分都与支架滑动连接，所述第一半包裹部分和第二半包裹部分的两个结合部分别对应设有竖向凹槽；
[0028]所述竖向凹槽安装磁铁，所述第一半包裹部分和第二半包裹部分在磁铁的磁吸作用下结合；
[0029]所述旋转杆设置在竖向凹槽位置，所述驱动装置驱动旋转杆旋转90度，旋转杆旋转时使得第一半包裹部分和第二半包裹部分反向移动分开。
[0030]本专利技术的基于光伏水循环的一体化泵站防冻系统，将光伏热水循环系统和一体化水泵站结合在一起，在不同环境温度下切换不同的运行模式，在环境温度较低时，通过太阳能转化与两次循环的热量输送实现对一体化水泵站筒体的加热，有效防止筒体冻结；另一方面还可以将太阳能转化为电能用于供电，充分利用了太阳能这一清洁能源，达到节能的同时实现了对一体化水泵本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于光伏水循环的一体化泵站防冻系统，其特征在于，包括热补偿循环回路、光伏热源循环回路、光伏加热电路和控制子系统；所述热补偿循环回路包括依次连接的一体化泵站筒体的缠绕管、二次侧循环水泵、热交换器的二次侧和二次侧阀门；所述光伏热源循环回路包括依次连接的热交换器的一次侧、一次侧循环水泵、水箱、一次侧阀门和光伏热水模块；所述加热电路包括依次串联的电加热器、第一热敏开关、电源柜和光伏热水模块，所述电源柜内置相互连接的蓄电池和逆变器，所述电加热器和第一热敏开关安装于水箱中；所述控制子系统包括集成控制器，所述集成控制器分别与一次侧循环水泵、二次侧循环水泵、一次侧阀门、二次侧阀门、第一热敏开关、第二热敏开关和电源柜电连接，第二热敏开关安装于筒体，所述集成控制器控制系统运行。2.根据权利要求1所述的基于光伏水循环的一体化泵站防冻系统，其特征在于，所述第二热敏开关检测到一体化泵站筒体的温度低于预设温度时，所述集成控制器控制一次侧阀门和二次侧阀门打开，同时启动一次侧循环水泵和二次侧循环水泵，所述光伏热水模块既将太阳能转化为电能并存储在蓄电池中，又将太阳能转化热能产生热水；若第一热敏开关检测到水箱中的水温低于温度阈值时，所述蓄电池通过逆变器转为交流电后向电加热器供电，所述电加热器使得水箱中的水温升高变成热水；所述热水在一次侧循环水泵驱动下在光伏热源循环回路中循环并通过热交换器将热量传递至热补偿循环回路，所述热补偿循环回路通过二次侧循环水泵将热量输送至一体化泵站筒体的缠绕管，所述缠绕管用于给一体化泵站筒体加热升温从而实现防冻。3.根据权利要求1所述的基于光伏水循环的一体化泵站防冻系统，其特征在于，所述热交换器采用板式热交换器或者管壳式热交换器。4.根据权利要求1所述的基于光伏水循环的一体化泵站防冻系统，其特征在于，所述一次侧阀门和二次侧阀门都采用电动开关阀门。5.根据权利要求1所述的基于光伏水循环的一体化泵站防冻系统，其特征在于，所述一次侧循环水泵和二次侧循环水泵都采用变频水泵。6.根据权利要求1所述的基于光伏水循环的一体化泵站防冻系统，其特征在于，所述一体化泵站筒体的缠绕管外侧设有保温层，所述保温层采用保温材料对一体化泵站筒体和缠绕管进行包裹保温。7.根据权利要求1所述的基于光伏水循环的一体化泵站防冻系统，其特征在于，所述集成控制器包括高温运行控制和低温运行控制两种控制模式：当第二热敏开关检测到泵站筒内温度不低于预设值时，采用高温运行控制：所述一次侧阀门和二次侧阀门都关闭，光伏热水模块仅用于将太阳...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁晓雨，
申请(专利权)人：赛莱默欧洲有限公司，
类型：发明
国别省市：