[發明專利]綠化屋頂雨水回收利用及自動澆灌控制系統、方法及控制器

有效

• 申請號: 202011348396.0
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112335455B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 郝小禮;劉麗萍;左婉怡;祝明橋;吳致遠;劉冀宣;胡錦華;殷維
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: A01G9/02
• 分類號: A01G9/02;A01G27/02;A01G27/00;H02J7/35;E03B3/02
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 楊采良

本發明屬于綠化屋頂技術領域，公開了一種綠化屋頂雨水回收利用及自動澆灌控制系統、方法及控制器，利用種植盆對雨水進行回收，通過雨水回收池對雨水進行存儲的雨水回收利用供回水模塊，用于對種植盆內的土壤水分、蓄水水位和雨水回收池的水位進行實時監測，并通過控制器對各個管路內的電動閥進行控制的自動監測控制模塊，用于通過光伏板進行光電轉換，并通過蓄電池進行電能儲存，為整體系統提供電力的太陽能光伏板發電模塊。本發明采用的種植盆可以達到屋面全覆蓋，不會造成屋頂水的滲漏現象，在灌溉過程中做到了不浪費不過量，使屋頂雨水完全被利用，既減少災害又節省了資源，利用太陽能發電，同時利用自控系統，做到精準預測，杜絕浪費。

技術領域

本發明屬于綠化屋頂技術領域，尤其涉及一種綠化屋頂雨水回收利用及自動澆灌控制系統、方法及控制器。

背景技術

目前，隨著人類社會前進的步伐，城鎮化與工業化社會迅速發展，雖然這為人類帶來了巨大的經濟效益，但一些負面影響也接踵而至。陸地上植被生長的空間被更多的混凝土建筑占據，造成城市生態的破壞與能源的快速消耗。在世界各地城市熱島效應不斷地擴散與加劇，洪澇災害發生得更加頻繁。為改變所面臨的嚴峻的趨勢，綠化屋頂的提出受到世界各地的劇烈反響與歡迎。綠化屋頂已經在世界上很多地區得到了或多或少的應用，不同的地區因為技術、文化和政治等因素的差異，導致推動綠化屋頂技術發展的程度是不同的。這也說明，綠化屋頂的效益體現在多個方面，可以滿足不同地區的需求。

綠化屋頂有很多好處，這已經被世界各地的專家學者證實與肯定，特別是在節能和減少地表徑流等方面表現尤為突出，所以綠化屋頂的推廣已經成為必然趨勢，也使得它變得更加商業化。與此同時，對服務于綠化屋頂的周邊產品有了更高的要求。如今被關注較高的就包括屋頂綠化的種植盆、灌溉系統與監控自動化系統。

現有技術存在的問題有：

(1)種植盆

現有種植盆技術已經出現了一些問題：主要是塑料材質的種植盆老化腐蝕的速度較快，使用壽命短；綠化屋頂在灌溉時，由于大量水噴濺或溢出到屋面上，破壞屋頂的防水層造成建筑漏水的危害或者是由于雨水滯留在屋頂造成屋面滴水或墻壁滲水從而破壞建筑等現象。另外，近幾年發生洪澇災害的地區越來越多，城市內排水系統不堪重負。一到汛期就變成海洋城市，造成無法估量的人員傷害和經濟損失。

(2)灌溉系統

屋頂綠化受生長環境的限制較大，因此灌溉系統尤為重要。由于植物本身的屬性，其對水的喜惡不同，所以對屋頂綠化的植物要做到精準澆灌。現在比較常用的灌溉系統有噴灌和滴灌。對于噴灌來說，如果沒有比較精密的自控技術，那它將會投入使用大量人力，另一方面，噴灌的水量沒有滴灌控制精密而且容易造成水的浪費。雖然滴灌更受歡迎，但是它也存在一些弊端。例如：滴灌系統造價較高，毛管滴頭容易堵塞，對水質要求較高，管道容易破損漏水，需要平衡水壓等。

(3)監控系統

垂直綠化在建筑上難以推廣的原因在很大程度是由于人們擔心綠色墻體長期的維護問題，要想解決這一問題，必須有一套完善的監控系統與之相匹配。一般需要監控的部分有植物的灌溉系統，植物的生長狀態，墻體附近空氣的溫濕程度，土壤基質的干濕程度，以及對病蟲害滋生的監控。由于整個建筑系統都是息息相關的，所以一體化監控尤為重要。但是，目前為止，還沒有發現有非常完善的監控系統，當前面臨要解決的問題有：如何將每個環節連接起來，形成閉合環路；如何提高監控水平。

通過上述分析，現有技術存在的問題及缺陷為：

(1)現有的種植盆主要是塑料材質，使用壽命短，灌溉時容易大量水噴濺或溢出到屋面上，破壞屋頂的防水層造成建筑漏水的危害或者是由于雨水滯留在屋頂造成屋面滴水或墻壁滲水從而破壞建筑等現象。

(2)現有的噴灌系統會投入使用大量人力，容易造成水的浪費，滴灌系統造價較高，毛管滴頭容易堵塞，對水質要求較高，管道容易破損漏水，需要平衡水壓等。