專利名稱：天溝融雪系統(tǒng)及其融雪控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬建筑融雪系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種天溝融雪系統(tǒng)及其融雪控制方法。
背景技術(shù)：
在輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房建筑中，隨著建筑面積的增加，屋頂天溝的面積也越大。冬季 屋頂?shù)谋┰谔鞙侠锞奂?，如果不及時(shí)融化排掉，不但容易壓壞屋頂，而且，如果形成倒灌， 還會(huì)對(duì)內(nèi)部的機(jī)器設(shè)備造成損壞，因此，天溝融雪的技術(shù)要求越來(lái)越嚴(yán)格。傳統(tǒng)的天溝融雪工程都是采用發(fā)熱電纜或電伴熱帶為發(fā)熱體，以水泥回填層為保 護(hù)層。這樣勢(shì)必導(dǎo)致輕鋼結(jié)構(gòu)建筑天溝自重的增加，天溝的自重加上冬季雨雪的重量，很容 易將屋頂壓塌。有的工程為了解決天溝融雪系統(tǒng)的自重問(wèn)題，不加水泥回填保護(hù)層，這樣會(huì) 使發(fā)熱體裸露在空氣中，融雪效果不理想。天溝融雪系統(tǒng)與空氣直接接觸會(huì)存在風(fēng)吹日曬 等老化問(wèn)題，這樣勢(shì)必對(duì)融雪系統(tǒng)的使用壽命及電器安全造成很大的影響，并且現(xiàn)有的天 溝融雪產(chǎn)品可更換性差，施工復(fù)雜。當(dāng)融雪系統(tǒng)出現(xiàn)老化或者漏電等問(wèn)題時(shí)，系統(tǒng)組件不易 更換。另外，目前市場(chǎng)上的天溝融雪產(chǎn)品的溫控系統(tǒng)普遍不夠完善，需要人為的參與，不能 達(dá)到智能化自動(dòng)控制。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種重量輕，使用方便，無(wú)需在屋頂 施工，可以重復(fù)利用，自動(dòng)化程度高，融雪效果好，可有效防止雪水倒灌的天溝融雪系統(tǒng)以 及天溝融雪系統(tǒng)的融雪控制方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的天溝融雪系統(tǒng)包括熱源層，所述熱源層的 外部固定配有防護(hù)層。作為一種優(yōu)選方案，本發(fā)明還設(shè)有溫控箱；所述熱源層的端口與溫控箱的端口相 接。作為另一種優(yōu)選方案，本發(fā)明在所述熱源層與防護(hù)層之間固定配有漏電保護(hù)層； 所述漏電保護(hù)層的端口與溫控箱的端口相接。本發(fā)明熱源層和漏電保護(hù)層設(shè)置在防護(hù)層的內(nèi)部，其中熱源層和漏電保護(hù)層分別 通過(guò)電源線與溫控箱相連。作為另一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述防護(hù)層可采用高分子材料。進(jìn)一步地，本發(fā)明所述熱源層可采用發(fā)熱體。本發(fā)明發(fā)熱體可選用阻性發(fā)熱材料。更進(jìn)一步地，本發(fā)明所述熱源層包括基礎(chǔ)層、發(fā)熱層及絕緣層；所述發(fā)熱層固定設(shè) 于基礎(chǔ)層與絕緣層之間。另外，本發(fā)明所述漏電保護(hù)層可采用鋼制金屬網(wǎng)。其次，本發(fā)明所述溫控箱包括溫度傳感器、CPU及控制輸出電路；所述溫度傳感器 的輸出端口接CPU的輸入端口 ；所述CPU的輸出端口接控制輸出電路的輸入端口。
再次，本發(fā)明還設(shè)有定時(shí)電路及顯示電路；所述定時(shí)電路的輸出端口接控制輸出 電路的輸入端口 ；所述CPU的輸出端口接顯示電路的輸入端口。一種上述天溝融雪系統(tǒng)的融雪控制方法，可按如下步驟實(shí)施(1)設(shè)定融雪參數(shù)； (2)判斷是否達(dá)到融雪時(shí)間；若是，則停止加熱；若否，則接續(xù)判斷是否達(dá)到融雪溫度；若 是，則停止加熱；若否，則啟動(dòng)加熱；(3)返回執(zhí)行步驟(2)。本發(fā)明天溝融雪系統(tǒng)防護(hù)層的內(nèi)部設(shè)有熱源層和漏電保護(hù)層，采用該結(jié)構(gòu)不僅重 量輕，而且有效的避免了長(zhǎng)時(shí)間暴露于室外的電路老化問(wèn)題。本發(fā)明天溝融雪系統(tǒng)采用溫控箱裝置，其自動(dòng)化程度高，融雪效果好，可有效防止 雪水倒灌，使得融雪過(guò)程更加快捷，而且更加節(jié)能。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。圖1為本發(fā)明天溝融雪系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明天溝融雪系統(tǒng)熱源層結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明控制系統(tǒng)的電路原理框圖。圖4為本發(fā)明控制系統(tǒng)的電源電路原理圖。圖5為本發(fā)明控制系統(tǒng)的CPU電路原理圖。圖6為本發(fā)明控制系統(tǒng)的控制輸出電路原理圖。圖7為本發(fā)明控制系統(tǒng)的定時(shí)電路原理圖。圖8為本發(fā)明天溝融系統(tǒng)的融雪方法流程框圖。圖中1為防護(hù)層；2為熱源層；3為漏電保護(hù)層；4為溫控箱；5為基礎(chǔ)層；6為絕緣 層；7為發(fā)熱層。
具體實(shí)施例方式如圖所示，一種天溝融雪系統(tǒng)，它包括熱源層2及溫控箱4 ；在所述熱源層2的外 部固定配有防護(hù)層1 ；所述熱源層2的端口與溫控箱4的端口相接；在所述熱源層2與防護(hù) 層1之間固定配有漏電保護(hù)層3 ；所述漏電保護(hù)層3的端口與溫控箱4的端口相接。本發(fā)明所述防護(hù)層1可采用塑料或橡膠高分子材料。本發(fā)明所述熱源層2采用阻 性發(fā)熱板。本發(fā)明所述熱源層2包括基礎(chǔ)層5、發(fā)熱層7及絕緣層6 ；所述發(fā)熱層7固定設(shè)于 基礎(chǔ)層5與絕緣層6之間。本發(fā)明所述漏電保護(hù)層3采用鋼制金屬網(wǎng)。本發(fā)明所述溫控箱4包括溫度傳感器、CPU及控制輸出電路；所述溫度傳感器的輸 出端口接CPU的輸入端口 ；所述CPU的輸出端口接控制輸出電路的輸入端口。本發(fā)明還設(shè)有定時(shí)電路及顯示電路；所述定時(shí)電路的輸出端口接控制輸出電路的 輸入端口 ；所述CPU的輸出端口接顯示電路的輸入端口。一種天溝融雪系統(tǒng)的融雪控制方法，可按如下步驟實(shí)施(1)設(shè)定融雪參數(shù)；(2) 判斷是否達(dá)到融雪時(shí)間；若是，則停止加熱；若否，則接續(xù)判斷是否達(dá)到融雪溫度；若是，則 停止加熱；若否，則啟動(dòng)加熱；(3)返回執(zhí)行步驟(2)。
本發(fā)明防護(hù)層1具有拉伸強(qiáng)度和抗撕裂強(qiáng)度高、斷裂伸長(zhǎng)率大、耐熱性好、低溫柔 性好，耐腐蝕、耐老化等優(yōu)越的性能，使得天溝融雪系統(tǒng)能夠在長(zhǎng)時(shí)間的放置在室外，而不 易老化，大大提高了天溝融雪系統(tǒng)的使用壽命。本發(fā)明熱源層2具有強(qiáng)度高，堅(jiān)韌性好和彈性率大的特點(diǎn)，耐磨、耐熱、耐寒、耐 油、化學(xué)的穩(wěn)定性好。發(fā)熱表面溫度最高不超過(guò)40°C 50° C，不自燃、不自爆、不漏電， 其擊穿電壓為3750V以上，故在220V的電壓下運(yùn)行不會(huì)有擊穿的危險(xiǎn)。故熱源層2可以 在-40°C 80°C的環(huán)境下安全運(yùn)行，保證了天溝融雪系統(tǒng)的安全性能。本發(fā)明所述的漏電保護(hù)層3為鋼絲編制金屬網(wǎng)，導(dǎo)電率高，耐腐蝕、耐高溫，能夠 防靜電，將漏電流導(dǎo)入大地，起到安全保護(hù)作用。如圖3所示，本發(fā)明所述的溫控箱4內(nèi)設(shè)有電路板，電路板上包含有鍵盤和溫度 傳感器，其輸入信號(hào)進(jìn)入CPU控制電路中進(jìn)行處理，然后將處理后的數(shù)據(jù)輸入到顯示電路 和控制輸出電路進(jìn)行顯示和輸出控制；電路板上還設(shè)有電源電路和定時(shí)電路，電源電路為 CPU控制電路提供電源，定時(shí)電路為控制輸出電路提供時(shí)間數(shù)據(jù)。該溫控箱具有融雪時(shí)間 和融雪溫度雙重控制。由所述的鍵盤輸入融雪時(shí)間和融雪溫度，并由顯示電路顯示。由溫 度傳感器測(cè)量融雪板的溫度，將融雪板的溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，輸入到CPU控制電路中 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并由顯示電路顯示當(dāng)前融雪板的溫度。電源電路為整個(gè)溫控系統(tǒng)提供電源。 定時(shí)電路實(shí)時(shí)判斷融雪時(shí)間，當(dāng)系統(tǒng)到達(dá)所設(shè)定的融雪時(shí)間時(shí)，融雪板停止加熱。當(dāng)系統(tǒng)未 達(dá)到設(shè)定的融雪時(shí)間時(shí)，系統(tǒng)將繼續(xù)判斷設(shè)定的融雪溫度。當(dāng)融雪板的溫度達(dá)到設(shè)定的溫 度時(shí)，將關(guān)閉融雪板電源停止加熱。當(dāng)融雪板的溫度未達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，將開(kāi)啟融雪板電源 進(jìn)行加熱。如圖5所示，在溫控箱4內(nèi)的CPU電路板上設(shè)有1)數(shù)碼管DSl、DS2和DS3，其型 號(hào)為SN42036I，用于對(duì)溫度設(shè)上限、溫度下限和溫度的顯示。2)LD1 LD6，其顯示工作狀態(tài)依次為啟動(dòng)1、啟動(dòng)2、狀態(tài)、溫度1、溫度2和電源。3)開(kāi)關(guān)鍵Kl K6，依次為開(kāi)關(guān)、設(shè)定、上調(diào)、下調(diào)、切換、確定。4)CPU IC2 其型號(hào)為CPU16F73，存有主機(jī)控制程序，完成整個(gè)系統(tǒng)的控制，具有自 動(dòng)復(fù)位功能，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。5) ICl為8位移位寄存器，其型號(hào)為74HC595，具有三態(tài)輸出功能。6)儲(chǔ)存器IC3，其型號(hào)為93C46的IK串行EEPROM儲(chǔ)存器，用來(lái)存儲(chǔ)溫度設(shè)定值及 溫度狀態(tài)。通過(guò)Jl的1、2和5腳從電源電路上引入電源，為整個(gè)電路供電。由Kl K6鍵設(shè) 定需要的融雪溫度，包括其溫度的上限及下限，其溫度值由DS2和DS3顯示，并儲(chǔ)存到儲(chǔ)存 器IC3 (93C46)中。溫度傳感器由Jl的7、8、10引腳接入，經(jīng)過(guò)寄存器ICl (74HC595)，輸 入到CPU IC3 (16F73)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，其溫度值通過(guò)DSl顯示，同時(shí)工作指示燈LD3-LD6點(diǎn) 亮。當(dāng)DSl的溫度低于DS2的溫度時(shí)，CPU IC3通過(guò)Jl的3和4腳輸出開(kāi)啟信號(hào)給電源板 的控制輸出電路，同時(shí)工作指示燈LDl和LD2點(diǎn)亮，表示開(kāi)始融雪。當(dāng)DSl的溫度高于DS3 的溫度時(shí)，CPU IC3通過(guò)Jl的3和4腳輸出關(guān)閉信號(hào)給電源板的控制輸出電路，同時(shí)工作 指示燈LDl和LD2熄滅，表示停止融雪。如圖4所示，電路板上設(shè)有電源電路，AC8V電源從Jl接入，通過(guò)整流電路D5 D8 及濾波電容C5和C6，經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓電路ICl (LM7805)，形成直流電源，通過(guò)J3的1、2和5腳為整個(gè)系統(tǒng)供電。如圖6所示，電源板上還設(shè)有控制輸出電路，由J3的3和4腳的控制輸出信號(hào)控 制繼電器T3和T4，開(kāi)啟和關(guān)閉融雪板的電源。如圖7所示，在溫控箱4內(nèi)的定時(shí)電路板上設(shè)有定時(shí)電路1)數(shù)碼管DS1、DS2和 DS3，其型號(hào)為SN42036I，用于對(duì)融雪時(shí)間的顯示。2)LD1、LD2，顯示工作狀態(tài)。 3 )開(kāi)關(guān)鍵S1 S5，依次為開(kāi)關(guān)、設(shè)定、上調(diào)、下調(diào)、確定。4) Ul (PIC16f873)為定時(shí)電路的CPU，存有定時(shí)控制程序。由開(kāi)關(guān)鍵Sl S5設(shè)定融雪時(shí)間，由CPU (PIC16f873)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并通過(guò)Jl輸 出開(kāi)啟信號(hào)到電源板的控制電路，表示開(kāi)始融雪。通過(guò)DS1、DS2和DS3進(jìn)行時(shí)間顯示(以小 時(shí)為單位)，LDU LD2每1秒鐘閃爍一次，表示定時(shí)系統(tǒng)正常運(yùn)行。當(dāng)DS1、DS2和DS3顯示 000時(shí)，CPU通過(guò)Jl輸出關(guān)閉信號(hào)到電源板的控制電路，LD1、LD2停止閃爍，表示停止融雪。如圖8所示，所述的溫控箱4內(nèi)的程序執(zhí)行如下步驟0)開(kāi)啟控制系統(tǒng)。1)設(shè)定融雪溫度和融雪時(shí)間。2)系統(tǒng)檢測(cè)是否到達(dá)設(shè)定融雪時(shí)間，如果到達(dá)設(shè)定融雪時(shí)間，將關(guān)閉融雪板電源， 停止加熱，融雪結(jié)束。如果未達(dá)到設(shè)定融雪時(shí)間，繼續(xù)檢測(cè)是否達(dá)到設(shè)定融雪溫度。3)系統(tǒng)檢測(cè)是否達(dá)到設(shè)定融雪溫度，如果到達(dá)設(shè)定融雪溫度，將關(guān)閉融雪板電源， 停止加熱，然后進(jìn)入2)步驟。如果未到達(dá)設(shè)定融雪溫度，將開(kāi)啟融雪板電源，進(jìn)行加熱，然 后進(jìn)入2)步驟。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技 術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修 改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種天溝融雪系統(tǒng)，其特征在于，包括熱源層(2)；在所述熱源層(2)的外部固定配 有防護(hù)層(1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天溝融雪系統(tǒng)，其特征在于還設(shè)有溫控箱(4)；所述熱源層 (2)的端口與溫控箱(4)的端口相接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的天溝融雪系統(tǒng)，其特征在于在所述熱源層(2)與防護(hù)層(1) 之間固定配有漏電保護(hù)層(3)；所述漏電保護(hù)層(3)的端口與溫控箱(4)的端口相接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的天溝融雪系統(tǒng)，其特征在于所述防護(hù)層(1)采用高分子材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的天溝融雪系統(tǒng)，其特征在于所述熱源層(2)采用發(fā)熱體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的天溝融雪系統(tǒng)，其特征在于所述熱源層(2)包括基礎(chǔ)層 (5 )、發(fā)熱層(7 )及絕緣層(6 )；所述發(fā)熱層(7 )固定設(shè)于基礎(chǔ)層(5 )與絕緣層(6 )之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求3 6之任一所述的天溝融雪系統(tǒng)，其特征在于所述漏電保護(hù)層(3) 采用鋼制金屬網(wǎng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的天溝融雪系統(tǒng)，其特征在于所述溫控箱(4)包括溫度傳感 器、CPU及控制輸出電路；所述溫度傳感器的輸出端口接CPU的輸入端口 ；所述CPU的輸出 端口接控制輸出電路的輸入端口。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的天溝融雪系統(tǒng)，其特征在于還設(shè)有定時(shí)電路及顯示電路；所 述定時(shí)電路的輸出端口接控制輸出電路的輸入端口 ；所述CPU的輸出端口接顯示電路的輸 入端口。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的天溝融雪系統(tǒng)，其特征在于所述發(fā)熱體采用阻性發(fā)熱材料。
11.一種如權(quán)利要求10所述天溝融雪系統(tǒng)的融雪控制方法，其特征在于，按如下步驟 實(shí)施(1)設(shè)定融雪參數(shù)；(2)判斷是否達(dá)到融雪時(shí)間；若是，則停止加熱；若否，則接續(xù)判斷是否達(dá)到融雪溫度； 若是，則停止加熱；若否，則啟動(dòng)加熱；(3)返回執(zhí)行步驟(2)。
全文摘要
本發(fā)明屬建筑天溝融雪系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種天溝融雪系統(tǒng)及天溝融雪系統(tǒng)的融雪控制方法，包括熱源層(2)及溫控箱(4)；在所述熱源層(2)的外部固定配有防護(hù)層(1)；所述熱源層(2)的端口與溫控箱(4)的端口相接；在所述熱源層(2)與防護(hù)層(1)之間固定配有漏電保護(hù)層(3)；所述漏電保護(hù)層(3)的端口與溫控箱(4)的端口相接；所述防護(hù)層(1)采用高分子材料；所述熱源層(2)采用阻性發(fā)熱板。本發(fā)明重量輕，使用方便，無(wú)需在屋頂施工，可以重復(fù)利用，自動(dòng)化程度高，融雪效果好，可有效防止雪水倒灌。
文檔編號(hào)E04D13/076GK102080430SQ20111005094
公開(kāi)日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2011年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月18日
發(fā)明者劉樹(shù)偉 申請(qǐng)人:劉樹(shù)偉