本發(fā)明涉及水資源開發(fā)和可再生能源利用領(lǐng)域，尤其涉及一種屋面雨水雨能綜合利用系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

海綿城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對(duì)雨水帶來(lái)的自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”，下雨時(shí)吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時(shí)將蓄存的水“釋放”并加以利用。

雨水是水資源的主要來(lái)源，也是水能資源的重要載體，雨水收集利用不僅要以雨水作為潛在的水源，也要利用從頭而降的雨水所蘊(yùn)含的豐富勢(shì)能。使得雨水資源化的綜合效益最大化。

目前針對(duì)屋面雨水的回收利用方式主要是經(jīng)初期雨水裝置后，渠送進(jìn)入儲(chǔ)水池收集，通過(guò)消毒加藥裝置投加混凝劑，出水進(jìn)入中水池用于小區(qū)各種生活雜用水，如綠化，噴灑路面，洗車等。

棄流初雨后的雨水資源屬于輕污染，電絮凝技術(shù)廣泛應(yīng)用于高濃度工業(yè)廢水、生活污廢水、重金屬?gòu)U水及微污染水的處理凈化，電絮凝處理效果好、成本低廉、使用方便的優(yōu)點(diǎn)。電絮凝對(duì)集蓄雨水中COD、濁度、NH3-N和UV254有較好的去除效果。

石墨烯是至今所測(cè)量過(guò)的強(qiáng)度最高的材料。當(dāng)液滴被拖著穿過(guò)石墨烯層時(shí)，電荷分布開始不平衡。在液滴某端，電子從石墨烯脫附；而在另一端，電子被石墨烯吸收。這一運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致液滴側(cè)產(chǎn)生巨大的電勢(shì)差，繼而導(dǎo)致這一距離間產(chǎn)生可觀的電壓。液滴的穿過(guò)速度和所生產(chǎn)的電力存在線性關(guān)系：液滴穿過(guò)速度越快，產(chǎn)生的電壓越高；同等面積石墨烯層上穿過(guò)的液滴數(shù)目越多，產(chǎn)生的電壓越高

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)目前海綿城市建設(shè)中對(duì)于雨水的回收利用方式，本發(fā)明提供一種利用雨水勢(shì)能、離子能的屋面雨水雨能綜合利用系統(tǒng)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種屋面雨水雨能綜合利用系統(tǒng)，包括用于采集雨水的集雨裝置，用于發(fā)電的發(fā)電裝置，用于存儲(chǔ)電能的蓄電裝置以及控制裝置；

所述雨水采集裝置包括第一雨水收集裝置和水池，所述第一雨水收集裝置包括進(jìn)水口和出水口，所述進(jìn)水口與屋面相對(duì)應(yīng)，所述出水口與所述水池的進(jìn)水口連通；所述水池上設(shè)置有第一排水裝置，第二排水裝置；

所述發(fā)電裝置包括進(jìn)水通道和出水通道，所述發(fā)電裝置的進(jìn)水通道與所述第二排水裝置的出水口連通，所述發(fā)電裝置的出水通道與一儲(chǔ)水池連通；

所述蓄電裝置與所述發(fā)電裝置電連接；

所述控制裝置包括一控制器，所述控制器與所述第一排水裝置、第二排水裝置和第三電排水裝置受控連接。

進(jìn)一步地，所述控制裝置還包括用于檢測(cè)所述水池內(nèi)雨水量的第一液位檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)蓄水池內(nèi)雨水量的第二液位檢測(cè)裝置，所述第一液位檢測(cè)裝置、第二液位檢測(cè)裝置與所述控制器通訊連接；當(dāng)?shù)谝灰何粰z測(cè)裝置檢測(cè)到水池內(nèi)初期雨水量達(dá)到預(yù)定值時(shí)，控制器控制第一排水裝置開啟，排掉初期雨水之后關(guān)閉第一排水裝置；當(dāng)?shù)谝灰何粰z測(cè)裝置檢測(cè)到水池內(nèi)后期雨水量達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，控制器控制第二排水裝置開啟，控制第一排水裝置關(guān)閉，發(fā)電裝置發(fā)電；當(dāng)?shù)诙何粰z測(cè)裝置檢測(cè)到蓄水池內(nèi)水量達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，控制器控制第一排水裝置開啟，控制第二排水裝置關(guān)閉。

進(jìn)一步地，所述發(fā)電裝置為發(fā)電水輪機(jī)，所述水輪發(fā)電機(jī)的葉片上設(shè)置有石墨烯涂層。

進(jìn)一步地，所述第一集雨裝置為虹吸式雨水收集裝置，包括若干雨水斗，連接管，懸吊管，立管；所述若干雨水斗間隔設(shè)置在屋面上，相鄰兩個(gè)雨水斗之間設(shè)置有連接管，所述連接管與雨水斗垂直，所述連接管的末端沿水平方向設(shè)置有懸吊管，所述懸吊管道末端沿豎直方向設(shè)置有立管。

進(jìn)一步地，所述儲(chǔ)水池的出水口處置有提升泵，所述提升泵與所述蓄電裝置電連接。

進(jìn)一步地，所述儲(chǔ)水池的出水口處設(shè)置有電絮凝裝置，所述電絮凝裝置與所述蓄電裝置電連接。

進(jìn)一步地，所述水輪發(fā)電機(jī)為小型沖擊式水輪機(jī)。

本發(fā)明將屋面雨水收集、雨能發(fā)電，雨水凈化，用水終端統(tǒng)籌兼顧，有效的減少初期雨水的污染，保護(hù)了水體環(huán)境，另外，用水終端可以起到調(diào)蓄水量以減輕市政管網(wǎng)的壓力的作用。有利于緩解城市熱島效應(yīng)，提高雨水處理工程的經(jīng)濟(jì)效益，增加了雨水處理工程的可實(shí)施性和和操作性，有利于推動(dòng)海綿城市的發(fā)展；本發(fā)明中雨水的雨能消耗后，減輕了雨水對(duì)路面的沖刷降低了水土流失，雨水經(jīng)過(guò)電化處理后可消減入河污染物質(zhì)，從而減少了降雨徑流污染和和河流中的含沙量；雨能的消耗減小了雨水對(duì)城市排水系統(tǒng)的沖擊負(fù)荷，減小洪峰流量，推遲洪峰到達(dá)時(shí)間；電化處理回收的雨水，可以提高當(dāng)?shù)氐姆仲|(zhì)供水能力和水資源承載力；雨水作為微小水力發(fā)電的重要補(bǔ)充，對(duì)于改善能源結(jié)構(gòu)，消減CO2的排放，減少化石能源對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響具有深遠(yuǎn)的意義。本發(fā)明體現(xiàn)了綠色能源和降雨徑流污染控制，減少土壤侵蝕和防洪減災(zāi)，全面契合海綿城市減少的理念。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說(shuō)明書附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。

實(shí)施例一

結(jié)合圖1，本實(shí)施例一種屋面雨水雨能綜合利用系統(tǒng)，包括用于采集雨水的集雨裝置，用于發(fā)電的發(fā)電裝置，用于存儲(chǔ)電能的蓄電裝置，用于對(duì)雨水凈化的凈化裝置以及控制裝置；

所述雨水采集裝置包括第一雨水收集裝置2和水池3，，所述第一雨水收集裝置包括進(jìn)水口和出水口，所述進(jìn)水口對(duì)應(yīng)屋面1，所述出水口與所述水池3的進(jìn)水口連通；水池3位于屋面以下，并安裝在較高，以保證雨水勢(shì)能，所述水池上設(shè)置有兩條排水管，一條排水管與市政排水管道6相連，一條排水管道與發(fā)電裝置9相連，所述排水管上設(shè)置有用于將雨水排放至市政排水管道的閥門5，用于將雨水輸送至水輪發(fā)電機(jī)的閥門4；

所述發(fā)電裝置包括進(jìn)水通道和出水通道，所述發(fā)電裝置的進(jìn)水通道與所述第二排水裝置的出水口連通，所述發(fā)電裝置的出水通道與一儲(chǔ)水池11連接；

所述蓄電裝置10與所述發(fā)電裝置8電連接；

所述控制裝置包括一控制器7，所述控制器與閥門4和閥門5電連接。

本發(fā)明一方面利用雨水進(jìn)行發(fā)電，另一方面將雨水凈化之后回收利用，本發(fā)明中的棄流裝置在承接收集到的雨水的同時(shí)充當(dāng)發(fā)電裝置的壓力前池，使雨水具有較大的勢(shì)能，有效的提高的發(fā)電裝置的發(fā)電量。

結(jié)合實(shí)施例一，所述控制裝置還包括用于檢測(cè)所述水池內(nèi)雨水量的第一液位檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)蓄水池內(nèi)雨水量的第二液位檢測(cè)裝置，所述第一液位檢測(cè)裝置、第二液位檢測(cè)裝置與所述控制器通訊連接；當(dāng)?shù)谝灰何粰z測(cè)裝置檢測(cè)到水池內(nèi)初期雨水量達(dá)到預(yù)定值時(shí)，控制器控制閥門5打開(此時(shí)閥門4處于關(guān)閉狀態(tài))，排掉初期雨水之后關(guān)閉閥門5；當(dāng)?shù)谝灰何粰z測(cè)裝置檢測(cè)到水池內(nèi)后期雨水量達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，控制器控制閥門4打開(此時(shí)閥門5處于關(guān)閉狀態(tài))，發(fā)電裝置發(fā)電；當(dāng)?shù)诙何粰z測(cè)裝置檢測(cè)到蓄水池11內(nèi)水量達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，控制器控制閥門4關(guān)閉，控制閥門5打開。

結(jié)合實(shí)施例一，所述發(fā)電裝置8為微型沖擊式水輪機(jī)，微型沖擊式水輪機(jī)的葉片9上涂有石墨烯涂層；其中水輪機(jī)上部為發(fā)電部分，電能的來(lái)源一部分是雨能轉(zhuǎn)化為電能，另一部分是利用葉輪表面的石墨烯涂層，用石墨烯攜帶小滴鹽水，無(wú)需壓力梯度也可產(chǎn)生電力，而雨水并非純水，經(jīng)過(guò)葉輪時(shí)，產(chǎn)生電力。收集電力并儲(chǔ)存于蓄電設(shè)備中。

結(jié)合實(shí)施例一，所述第一集雨裝置為虹吸式雨水收集裝置，包括若干雨水斗，連接管，懸吊管，立管；所述若干雨水斗間隔設(shè)置在屋面上，相鄰兩個(gè)雨水斗之間設(shè)置有連接管，所述連接管與雨水斗垂直，所述連接管的末端沿水平方向設(shè)置有懸吊管，所述懸吊管道末端沿豎直方向設(shè)置有立管。

結(jié)合實(shí)施例一，所述儲(chǔ)水池的出水口處設(shè)置有水泵13，所述水泵與所述蓄電裝置10電連接。通過(guò)水泵對(duì)雨水資源進(jìn)行再次使用，可用于景觀，綠化，道路沖洗等。水泵的電力可來(lái)源于蓄電裝置存蓄電量。

結(jié)合實(shí)施例一，所述儲(chǔ)水池的出水口處設(shè)置有電絮凝裝置，所述電絮凝裝電絮凝裝置與所述蓄電裝置10電連接，所述電絮凝裝電絮凝裝置對(duì)廢水進(jìn)行電解絮凝處理時(shí)，不僅對(duì)膠態(tài)雜質(zhì)及懸浮雜質(zhì)有凝聚沉淀作用，而且由于陽(yáng)極的氧化作用和陰極的還原作用，能去除水中多種污染物。電絮凝裝置采用前述蓄電裝置續(xù)存的電量。

本發(fā)明一種屋面雨水雨能綜合利用系統(tǒng)的工作過(guò)程為：雨水降于屋面1，經(jīng)屋面集雨裝置2，收集進(jìn)入初雨棄流裝置3，由控制器7控制，水位到達(dá)初雨棄流容積時(shí)，打開閥門5，棄掉初雨排至市政管道6，隨之關(guān)閉閥門5，存儲(chǔ)至水輪機(jī)設(shè)計(jì)流量時(shí)，打開閥門4，水流進(jìn)入水輪機(jī)8，沖擊葉輪9轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生電量，連通涂有石墨烯涂層的葉輪9水流經(jīng)過(guò)時(shí)產(chǎn)生的電量共同存儲(chǔ)于蓄電裝置10，發(fā)電尾水流至儲(chǔ)水池11，當(dāng)儲(chǔ)水池蓄滿，控制器7控制關(guān)閉閥門4，打開閥門5，水流流至電絮凝雨水凈化裝置12，此裝置由蓄電裝置10供電，水流經(jīng)水泵13提升至景觀用水等，水泵13可由10蓄電裝置供電。

本發(fā)明將屋面雨水收集、雨能發(fā)電，雨水凈化，用水終端統(tǒng)籌兼顧，有效的減少初期雨水的污染，保護(hù)了水體環(huán)境，另外，用水終端可以起到調(diào)蓄水量以減輕市政管網(wǎng)的壓力的作用。有利于緩解城市熱島效應(yīng)，提高雨水處理工程的經(jīng)濟(jì)效益，增加了雨水處理工程的可實(shí)施性和和操作性，有利于推動(dòng)海綿城市的發(fā)展；本發(fā)明中雨水的雨能消耗后，減輕了雨水對(duì)路面的沖刷降低了水土流失，雨水經(jīng)過(guò)電化處理后可消減入河污染物質(zhì)，從而減少了降雨徑流污染和和河流中的含沙量；雨能的消耗減小了雨水對(duì)城市排水系統(tǒng)的沖擊負(fù)荷，減小洪峰流量，推遲洪峰到達(dá)時(shí)間；電化處理回收的雨水，可以提高當(dāng)?shù)氐姆仲|(zhì)供水能力和水資源承載力；雨水作為微小水力發(fā)電的重要補(bǔ)充，對(duì)于改善能源結(jié)構(gòu)，消減CO2的排放，減少化石能源對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響具有深遠(yuǎn)的意義。本發(fā)明體現(xiàn)了綠色能源和降雨徑流污染控制，減少土壤侵蝕和防洪減災(zāi)，全面契合海綿城市減少的理念。

以上，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用

新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。