一种寒旱地区的植物滞留系统

摘要

本发明公开一种寒旱地区的植物滞留系统，包括太阳能供能装置，植物箱和转换装置；太阳能供能装置通过转换装置与植物滞留装置供能连接；植物箱从下至上依次设置有排水层，过滤层，土壤层和植被层；土壤层与转换装置供能连接；太阳能供能装置包括支柱，太阳能光伏板，逆变器，蓄电池和充放电控制器；太阳能光伏板，充放电控制器，蓄电池和逆变器依次串联；且逆变器与转换装置的电源切换器电性连接。本系统能够使植物滞留系统植物在寒冷的气候条件下也可以保持正常生长和保持常青；具有结构简单、造价低和经济实用、绿化环境等特点。

说明书

技术领域

本发明涉及环境工程技术领域，特别是涉及一种寒旱地区的植物滞留系统。

背景技术

随着城市的快速发展，不渗透表面和土壤的压实面积不断增加，导致地表径流增加并减少了汇合时间。同时，人类活动和自然过程在城市雨水径流中产生了大量污染物，包括悬浮物、溶解性氮磷污染物、细菌等。不透水表面的地表径流已被确认为接收水体的重要污染源。植物滞留系统是低影响开发(LID)雨水管理措施之一，其良好的水质净化效果、高效的径流截留能力、污染物负荷削减能力在国内外均得到广泛的认可及应用。由于其在大小、位置、构造和外观方面的灵活性，植物滞系统已成为流行的去除污染物的最佳管理措施之一。

植物滞留系统在城市景观系统中具有多种作用，其不仅有景观价值、节能价值等，同时在城市面源污染调控中也具有巨大潜力。植物滞留系统利用植物、微生物和土壤的物理、化学及生物特性去除雨水径流中的污染物，从而达到削减城市雨水径流和净化水质的目的。

植物是植物滞留系统的重要组成部分，不仅可以用于景观，还可以直接或间接的处理径流污染物。在植物滞留系统中，植物可以促进氧气输送到土壤中，并加强生物过程。植被在脱氮过程中起着至关重要的作用。先前的研究表明，植物化的植物滞留系统比非植物化的植物滞留系统去除更多的氮。良好的植物生长与较高的生物量会导致植株吸收和脱氮效果较好，植物根系也会影响氮的去除，因为较粗的根系可以吸收大量的氮。然而在寒冷的气候条件下，植物地上部分枯死，地下部分停止生长，不仅影响植物滞留系统对污染物的去除效果，对城市的景观系统也有影响。为此，本发明提供了一种利用太阳能寒旱地区的植物滞留系统装置，能够使植物滞留系统植物在寒冷的气候条件下也可以保持正常生长和保持常青。

发明内容

本发明的目的是提供一种寒旱地区的植物滞留系统，以解决上述现有技术存在的问题，能够使植物滞留系统植物在寒冷的气候条件下也可以保持正常生长和保持常青，结构简单、造价低且经济实用。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种寒旱地区的植物滞留系统，包括太阳能供能装置，植物箱和转换装置；所述太阳能供能装置通过所述转换装置与所述植物滞留装置供能连接；

所述植物箱从下至上依次设置有排水层，过滤层，土壤层和植被层；所述土壤层与所述转换装置供能连接；

所述太阳能供能装置包括支柱，太阳能光伏板，逆变器，蓄电池和充放电控制器；所述太阳能光伏板倾斜固定设置于所述支柱顶端，所述支柱底部固定安装有所述充放电控制器；所述太阳能光伏板，充放电控制器，蓄电池和逆变器依次串联；且所述逆变器与所述转换装置的电源切换器电性连接。

所述转换装置还包括接线盒，串并联控制器和负载；所述电源切换器与所述串并联控制器电性连接；所述电源切换器与逆变器的连通通路上还设置有所述负载；所述串并联控制器安装于所述接线盒的一侧，所述接线盒另一侧设置有若干根发热线缆；所述发热线缆伸出所述接线盒且置于所述土壤层内。

所述电源切换器通过负载和开关还连通有城市电网；所述城市电网与所述太阳能供能装置为并联设置。

所述发热线缆内为合金电阻丝，外侧设置有PVC层。

所述土壤层还固定安装有温度控制器。

所述温度控制器的临界反应温度为25℃。

所述蓄电池为锂蓄电池。

本发明公开了以下技术效果：本系统能够使植物滞留系统植物在寒冷的气候条件下也可以保持正常生长和保持常青；尽可能在寒冷的气候条件下增加植物滞留系统处理污染物的有效性，同时又到达景观效果。具有结构简单、造价低和经济实用、绿化环境等特点。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构立体图。

图2为本发明结构侧视图。

图3为本发明结构俯视图。

其中，1、电源切换器，2、发热线缆，3、接线盒，4、串并联控制器，5、负载，6、支柱，7、光伏板，8、逆变器，9、蓄电池，10、充放电控制器，11、城市电网，12、温度控制器，13、开关，14、排水层，15、过滤层，16、土壤层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供一种寒旱地区的植物滞留系统，包括太阳能供能装置，植物箱和转换装置；太阳能供能装置通过转换装置与植物滞留装置供能连接；

植物箱从下至上依次设置有排水层14，过滤层15，土壤层16和植被层17；土壤层16与转换装置供能连接；

太阳能供能装置包括支柱6，太阳能光伏板7，逆变器8，蓄电池9和充放电控制器10；太阳能光伏板7倾斜固定设置于支柱6顶端，支柱6底部固定安装有充放电控制器10；太阳能光伏板7，充放电控制器10，蓄电池9和逆变器8依次串联；且逆变器8与转换装置的电源切换器1电性连接。

转换装置还包括接线盒3，串并联控制器4和负载5；电源切换器1与串并联控制器4电性连接；电源切换器1与逆变器8的连通通路上还设置有负载5；串并联控制器4安装于接线盒3的一侧，接线盒3另一侧设置有若干根发热线缆2；发热线缆2伸出接线盒3且置于土壤层16内。

电源切换器1通过负载5和开关13还连通有城市电网11；城市电网11与太阳能供能装置为并联设置。

发热线缆2内为合金电阻丝，外侧设置有PVC层。

土壤层16还固定安装有温度控制器12。

温度控制器12的临界反应温度为25℃。

蓄电池9为锂蓄电池。

本发明工作步骤为：太阳能光伏板7将太阳能直接转化为电能，并将电能储存在蓄电池9中；土壤层16内设置有温度控制器12，可以随时监测土壤层16的温度；在土壤层16的温度低于5摄氏度时，蓄电池9放电，通过逆变器8，发热线缆2以电力为能源，利用合金电阻丝进行通电发热，为土壤层16供热，以保持其一定的温度。当植物滞留系统温度高于25摄氏度时，温度控制器12断开电路。当天气阴暗或太阳能光伏板7发电不足时，导致蓄电池9蓄电不足，连接城市电网的开关13打开，成为主线路，通过发热线缆2为土壤层16供热。

在本发明的一个实施例中，太阳能光伏板7的规格是功率为200W、工作电压为18V、开路电压为23.1V、工作电流为10.25A、短路电流为10.92A、尺寸为1840*668*35mm；边框材为铝合金材质，共两块；功能为利用太阳光照发电，清洁环保，无噪音。

支柱6为普通金属支柱，功能为支撑太阳能光伏板。

充放电控制器10规格为30A；尺寸为145*83*32mm；ASB外壳，带USB接口，重150g；功能为控制蓄电池电压并打开电路，当蓄电池电压升到一定程度时，停止蓄电池充电；确保蓄电池和负载的运行安全和使用寿命。

蓄电池9为太阳能光伏板锂电池，规格：12V，100AH；尺寸为375mm*205mm*165mm；铸铝外壳；功能为存储电能，在夜晚或者阴雨天，由蓄电池9供电给负载工作。

逆变器8为太阳能光伏板所用逆变器，规格为12V,1500W；尺寸为378mm*150mm*67mm；功能为将蓄电池的直流电逆变成交流电。

开关13为控制城市电网的开关，型号为DZ15塑壳断路器空气开关，规格：100A；功能为完成接触和分断城市电网的电路，当蓄电池9电量不足时，则打开空气开关。

负载5功能为用于吸收产品使用过程中产生的不需要的电量，起到缓冲，制动的作用；规格为20A。

主备电源切换器1自动双电源开关，功能为当蓄电池电量不足时，主备电源控制器1自动投入到城市电网11上，使系统仍能正常运行；规格为4P、25A。

串并联控制器4用于检测控制电路实际上就是蓄电池过欠电压的检测控制电路，主要是对蓄电池的电压随时进行取样检测。并根据检测结果向过充电过放电开关期限发出接通或关断的控制信号，规格为24V。

接线盒3功能为电线管和接线盒连接，使线管里的电线在接线盒中连起来，起到保护电线和连接电线的作用。在规格为400cm*300cm*220cm。

发热电缆2功能为以电力为能源，利用合金电阻丝进行通电发热。来达到采暖或者保温的效果，经济，环保；型号为远红外碳钎维发热电缆230W/12.5m，耐温温度280℃，外层为耐高温的PVC层，线径5.5mm，共需长度8m。

温度控制器12功能为当环境温度低于控制设定值电路启动，高于控制设定值电路断开；型号为XY-WTH1。

植物箱的框体大小规格为1000mm*1000mm*1000mm；

排水层14为粒径1-2cm的鹅卵石，深度为30cm；

过滤层15为细沙粒，深度为5cm；

土壤层16为砂土，功能为支持植物生长及能够使雨水快速下渗；深度为60cm。

植被层17为黑麦草，属于可耐寒耐旱植物，可在砂土中生存。

本发明公开了以下技术效果：本系统能够使植物滞留系统植物在寒冷的气候条件下也可以保持正常生长和保持常青，；尽可能在寒冷的气候条件下增加植物滞留系统处理污染物的有效性，同时又到达景观效果。具有结构简单、造价低和经济实用、绿化环境等特点。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。