一种冬季屋面融雪系统的制作方法

本发明涉及建筑技术领域，具体涉及一种冬季屋面融雪系统。

背景技术：

目前，钢结构厂房以施工周期短、使用空间大、造价低、能回收利用且符合国家节能减排政策要求等优点在国内得到快速发展，使用非常广泛。

在我国北方，冬季降雪比较普遍，降雪量也比较大，尤其是新疆和东北等地区，还常会有暴雪发生。大量的积雪积压在钢结构屋面上会大大增加钢结构屋面的荷载，造成钢结构屋面变形、渗水、裂缝甚至压垮钢结构屋面，国内每年都会发生多起因大雪而导致钢结构屋面倒塌并有人员伤亡的严重事故。

现有技术中，常用的融雪方式是靠人工除雪，人员上到屋面使用工具对积雪进行清理，容易造成屋面板表面的损坏，工作效率低下且人员的人身安全难以保证；采用机械除雪会对屋面造成一定损害，而且设备复杂，维修不便；使用融雪剂会严重腐蚀屋面，对屋面造成破坏；使用风机安装成本和维护成本较高，但风机的利用率却很低，造成上述的各种技术方案实用性较低。目前也有在屋面上铺设发热电缆的融雪方式，但能耗较大，除雪成本较高，并且发热电缆或电伴热带设于钢结构屋面板的外表面，易受外界风吹雨淋杂物堆积等影响，造成表面腐蚀、短路等情况发生，影响了产品使用寿命，还存在安全隐患。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种冬季屋面融雪系统，能够解决目前的人工除雪等方式容易造成屋面板损坏变形，能耗较高，效率和实用性较低等技术问题。

为达到上述目的，本发明的基础方案如下：

一种冬季屋面融雪系统，设于钢结构房屋的屋面上，包括供电机构和融雪机构，所述供电机构与融雪机构电性连接，所述供电机构包括太阳能电池组单元，所述屋面上设有能盖住太阳能电池组单元的保护机构，所述保护机构包括若干组保护单元，所述保护单元包括挡板。

本方案的工作原理是：

太阳能电池组单元利用太阳能发电并将电量储存，在下雪时为融雪机构供电，融雪机构将屋面上的积雪融化，保护机构在下雪时将太阳能电池板盖住。

本方案的有益效果是：

1、设有融雪机构，能代替人工除雪，提高了工作效率，保护了屋面板和人员的人身安全。

2、利用太阳能电池组单元为融雪机构供电，降低了能耗，降低了除雪成本，降低了厂房的经济成本。

3、太阳能电池组单元的上方设置保护机构，能够在阴雨天、下雪天、大风天等恶略天气下将太阳能电池组单元盖住，更好的保护太阳能电池组单元。

进一步，所述融雪机构包括加热单元，所述加热单元设于太阳能电池组单元下方，所述加热单元具体为加热电缆或电伴热带。

加热电缆或者电伴热带能够利用电能发热，进行融雪；将加热电缆或者电伴热带设于太阳能电池组单元下方，避免了融雪机构受外界风吹雨淋杂物堆积等影响造成表面腐蚀、短路等，提高了产品的使用寿命；同时由于热量在太阳能电池组单元的表面传播，使太阳能电池组单元下方的屋面各处温度均匀恒定，达到保温效果，提高融雪效果；并且也能避免太阳能电池组在寒冷的环境中工作，性能受到影响，延长太阳能电池组的使用寿命。

进一步，所述挡板为可折叠挡板，所述保护机构还包括电机、滑杆和丝杆，所述电机固定设于屋面上，所述滑杆的两端与屋面固定连接，所述丝杆的一端与屋面转动连接，另一端与电机的输出轴固定连接，所述挡板上设有滑块一和滑块二，所述滑块一和丝杆螺纹连接，所述滑块二和滑杆滑动连接。

挡板为可折叠挡板，便于收纳整理，节省空间。电机启动后，电机的输出轴转动，丝杆随之开始转动，位于丝杆上的滑块一开始移动，滑块一拉动挡板进行移动，能够在使用挡板时将挡板打开盖住太阳能电池组单元，更好的保护太阳能电池组单元。设置滑块二和滑杆能够在挡板移动时增加挡板的稳定性，延长挡板的使用时间。

进一步，所述挡板上设有密封条。

密封条能够防止积雪从缝隙处落下，也能够防止雪水从缝隙处滴下，更好的保护下方的太阳能电池组单元。

进一步，所述挡板上方设有盐水管，所述盐水管与屋面固定连接，所述盐水管靠近挡板的表面上设有若干个通孔，所述盐水管连通有水泵。

盐水管设于挡板上方，能够在下雪时通过水泵将盐水通入盐水管内，通过通孔滴落到挡板上方，加速挡板上积雪的融化，同时由于盐水增大了熵，能够降低融化的雪水的冰点，有效防止融化的雪水在挡板上、屋檐上和排水系统中结冰，进一步加速融雪。

进一步，所述挡板下方设有刷毛，所述刷毛和太阳能电池组单元相抵。

刷毛能够跟随挡板的移动对太阳能电池组单元的表面进行刷扫，将太阳能电池组单元上的积灰、鸟粪、沉积物等杂物除去，提高太阳能电池组单元的工作效率。

进一步，所述屋面上设有若干个温度测量仪。

温度测量仪能够通过对温度的实时测量，对屋面的温度进行监控，当温度到达设定的温度时便停止加热，节省电能。

进一步，所述钢结构房屋内设有控制器，所述控制器上设有显示器和操作台，所述控制器与太阳能电池组单元、电机、水泵和温度测量仪均电性连接。

控制器方便对与之连接的融雪系统的各个机构、单元进行控制，显示器和操作台方便控制器的操作。

进一步，所述钢结构房屋内设有水暖，所述融雪机构包括水管，所述水管与屋面固定连接，所述水管与水暖连通。

我国北方冬季都会采用水暖供暖，融雪机构的水管与水暖连通，能够充分利用原有资源进行融雪，无需额外铺设加热电缆或电伴热带，降低成本。

附图说明

图1为本发明一种冬季屋面融雪系统实施例1的主视剖视示意图；

图2为本发明一种冬季屋面融雪系统实施例1中融雪机构的左视俯视示意图；

图3为本发明一种冬季屋面融雪系统实施例1中太阳能电池板的左视俯视示意图；

图4为本发明一种冬季屋面融雪系统实施例1中保护机构的左视俯视示意图；

图5为本发明一种冬季屋面融雪系统实施例1中保护单元的结构示意图；

图6为本发明一种冬季屋面融雪系统实施例1中分控开关的调节示意图；

图7为本发明一种冬季屋面融雪系统实施例1中供电机构的供电示意图；

图8为本发明一种冬季屋面融雪系统实施例2中屋面的左视俯视示意图；

图9为本发明一种冬季屋面融雪系统实施例3中挡板的左视剖视示意图；

图10为本发明一种冬季屋面融雪系统实施例4的主视剖视示意图；

图11为本发明一种冬季屋面融雪系统实施例4中屋面的左视仰视示意图；

图12为本发明一种冬季屋面融雪系统实施例5中防水结构的主视剖视示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：钢结构房屋1、屋面2、屋脊3、太阳能电池组单元4、太阳电池板41、融雪机构5、挡板6、电机7、滑杆8、丝杆9、滑块一10、滑块二11、分控开关12、测量杆13、温度测量仪14、控制器15、显示器16、操作台17、盐水管18、刷毛19、水管20、导轨21、墙面板22、包件23、檩条24、紧固件25、密封胶26、保温棉27、第一凹坑28。

实施例1

如图1至图7所示，一种冬季屋面融雪系统，设于钢结构房屋1上，包括供电机构和融雪机构5。钢结构房屋1上通过螺钉、檩条等安装有屋面2，屋面2上通过螺钉、檩条安装有中空的屋脊3，供电机构和融雪机构5设于屋面2上。钢结构房屋1内部的墙面板上通过螺钉安装有控制器15，控制器15可选用本领域常用plc控制器，例如西门子s7-200型可编程控制器，控制器15上分布有显示器16和操作台17。

融雪机构5包括加热单元，加热单元具体为加热电缆或者电伴热带，根据屋面2的大小分为多个区域，每个区域的加热电缆或者电伴热带间隔100mm排列铺设并连接一个分控开关12，所有分控开关12均并联，所有分控开关12均通过电力电缆与控制器15电性连接。每个区域的屋面2上均通过螺钉安装有测量杆13，测量杆13上通过螺钉安装有温度测量仪14，温度测量仪14可采用本领域常用的温度测量仪，例如mst-sbwz-300型温度传感器，多个温度测量仪14均与控制器15电性连接。

供电机构包括太阳能电池组单元4，太阳能电池组单元4包括太阳能电池板41、蓄电池和电池控制器等，可选用目前常用的太阳能电池组，本实施例不再详细介绍。其中太阳能电池板41通过自攻螺钉安装在屋面2的融雪机构5的上方，蓄电池和电池控制器通过螺钉安装在屋脊3内，蓄电池与电池控制器、控制器15、融雪机构5和温度测量仪14均电性连接。

屋面2上设有能盖住太阳能电池组单元4的保护机构，保护机构包括若干组保护单元，保护单元包括挡板6、电机7、滑杆8和丝杆9，电机7通过螺钉安装于屋脊3内，电机7采用能实现正反转的电机，例如57bygh3230gs1204型滚珠丝杠步进电机，电机7与太阳能电池组单元4的蓄电池和控制器15均电性连接。电机7的输出轴上通过联轴器与丝杆9的一端固定连接，丝杆9的另一端与屋面2通过轴承转动连接。滑杆8与丝杆9等长且平行，滑杆8通过螺钉和安装座与屋面2固定连接。

本实施例中挡板6采用可折叠挡板，结构可以类似于卷帘门，也可以类似于折叠屏风，滑杆8、丝杆9分布于挡板6的两边，挡板6的两边分别焊接有滑块一10和滑块二11，滑块一10与丝杆9螺纹连接，滑块二11与滑杆8滑动连接。为了限制挡板6的移动范围，滑杆8和丝杆9外侧均包设有燕尾槽型的导轨21，挡板6的两边伸入导轨21的内部。为了增加挡板6的防积雪效果，防止积雪从挡板6的两边落到下方太阳能电池板41上，挡板6的两边粘设有密封条，密封条与导轨21相抵。

具体实施过程如下：

将太阳能电池组单元4、融雪机构5和保护机构均安装到屋面2上，平时可利用太阳能电池板41吸收太阳能转化为电能，利用太阳能电池组单元4为钢结构房屋1内的各种设备提供电能，或者将电能储存在蓄电池中备用。

当遇到阴雨、大风、扬尘等不适合收集太阳能时，正转电机7，电机7的输出轴转动，带动丝杆9转动，位于丝杆9上的滑块一10随之开始沿丝杆9运动，拉动挡板6沿着导轨21向外移动，直至将太阳能电池板41完全盖住，更好的保护太阳能电池组单元4，避免太阳能电池组单元4被砸伤损毁、雨淋腐蚀造成损坏，也能避免太能能电池组单元4上堆满灰尘，从而影响电子元件的使用等情况的发生。等天气适宜利用太阳能发电时，反转电机7，使挡板6向屋脊3的方向移动，将太阳能电池组单元4露出收集太阳能。

当冬季下雪天来临时，正转电机7，利用挡板6将太阳能电池组单元4盖住，雪花降落在挡板6上，避免太阳能电池板41上堆满积雪，积雪中的杂质与太阳能电池板41的电子元件发生反应，影响太阳能电池板41的正常使用；也避免积雪融化以后雪水长时间浸泡腐蚀太阳能电池板41，还能防止积雪直接落到屋面2上，造成屋面2的渗水、裂缝、变形等。

利用太阳能电池组单元4储存的电能为融雪机构5供电，减少融雪机构5的能耗，融雪机构5开始发热，挡板6上的积雪随温度升高而融化，沿着屋面2上的排水机构排出。在融雪机构5工作的过程中，分布在屋面2上的多个温度测量仪14实时监测屋面2上各个区域的温度，当温度测量仪14监测到其所属区域的屋面2表面的温度达到适宜融雪的温度时，将结果反馈给控制器15，控制器15控制该区域的分控开关12将该区域的融雪机构5关闭，节约电能损耗。

本方案结构简单，安装与维修方便，代替人工除雪，保护屋面和人身安全，而且能够节约能源、降低成本，适于大面积推广。

实施例2

如图8所示，一种冬季屋面融雪系统，实施例2在实施例1的基础上，在挡板6的上方设有盐水管18，盐水管18通过螺钉和卡扣安装在屋面2上，盐水管18靠接挡板6的表面上开设有若干个通孔，盐水管18连通有水泵，水泵与太阳能电池组单元4的蓄电池电性连接。

当冬季降雪时，利用太阳能电池组单元4储存的电能为水泵供电，在盐水管18内通入盐水，通过盐水管18上的通孔将盐水滴落在挡板6上，加速挡板6上的积雪融化并能有效防止融化的雪水在挡板6上再次结冰吸收热量造成能量浪费，或者在屋面2的屋檐处形成冰柱危害人们出行安全。

本方案结构简单、成本低廉，利用盐水来加速积雪融化，减少融雪机构5的能耗，进一步节约能源，尤其适合极寒天气或大雪天气。

实施例2的其余结构及工作原理同实施例1。

实施例3

如图9所示，一种冬季屋面融雪系统，实施例3在实施例2的基础上，在挡板6的下方粘设有刷毛19，刷毛19和太阳能电池板41相抵。刷毛19采用耐磨的软毛，例如优质尼龙刷毛。刷毛19能够随着挡板6的移动而对太阳能电池板41的表面进行清洁整理，刷掉太阳能电池板41表面沉积的灰尘、柳絮、鸟粪等杂物，提高太阳能电池板41的使用寿命和发电效果。

实施例3的其余结构及工作原理同实施例2。

实施例4

如图10和图11所示，一种冬季屋面融雪系统，实施例4与实施例1至实施例3不同的是，钢结构房屋1内设有水暖，融雪机构5采用水暖来代替电暖。本实施例中融雪机构5包括水管20，水管20通过卡扣安装在屋面2下方的檩条24上，水管20与钢结构房屋1内的水暖连通。这样可以利用冬季北方现有的取暖资源进行融雪，无需额外铺设加热电缆或者电伴热带，节约资源，并且无需人工控制何时加热或者停止加热，操作简单方便。在夏天天热时，也能够将水管20内通入冷水来实现室内降温的效果。

实施例4的其余结构及工作原理同实施例1至实施例3。

实施例5

如图12所示，一种冬季屋面融雪系统，实施例5在实施例1或实施例4的基础上，提供一种钢结构房屋1的防水结构，钢结构房屋1包括墙面板22，防水结构包括包件23，两块墙面板22上下相邻，檩条24位于墙面板22的右侧，包件23的两端分别安装在相邻的两块墙面板22上，将墙面板22之间的缝隙覆盖，紧固件25穿过包件23、墙面板22后伸入檩条24内，将包件23和墙面板22固定在檩条24上。紧固件25采用自攻螺钉，可以直接拧入檩条24内进行固定，方便操作。

为进一步增强该防水结构的密封性，包件23的边缘还涂有密封胶26。在墙面板22之间的缝隙内还填充有保温棉27，包件23的中部还设有第一凹坑28，第一凹坑28朝向缝隙的方向凹陷，并嵌入墙面板22之间的缝隙内。

在雨雪天气时，包件23能将墙面板22之间的缝隙覆盖，对沿着墙面板22上流下的雨雪水等阻挡，防止它们流入墙面板22之间的缝隙内部，提高了防水效果，同时使得整体更加美观。而且填充在缝隙中的保温棉27可以防止热对流，起到了保温防冷桥的作用。

本实施例提高钢结构房屋1整体的防雪防水保温等效果，进一步减少能源消耗，降低成本。

实施例5的其余结构及工作原理同实施例1或实施例4。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。