温差和水流发电热水循环系统技术方案

一种利用冷热水管道温差和水体流动发电以实现热水循环的系统，系统由循环组件和感应桥接组件两处大的部分构成，循环组件有温差换能器、温差发电板、水流发电装置、流量温度传感器、循环泵、能量收集管理模块、电池、中心控制电路和无线射频收发模块等组成；感应桥接组件也有大致相同的结构和组件，其中，感应桥接组件有微波侦测模块以侦测是否有移动物体靠近用水设备，以侦测结果来确定是否启动热水循环；同时各个无线射频收发模块之间以相互中继的方式构建网络结构，以确保信号覆盖率，借以稳定和提高系统的整体性能；感应桥接组件中的触摸感应模块支持手动启动模式工作。

【技术实现步骤摘要】
温差和水流发电热水循环系统
一种利用热水管道与冷水管道中的水体温差以及管道中流动的水流发电以供给热水循环系统电力实现热水循环的系统。
技术介绍
随着技术和社会意识的共同进步，节约能源、保护环境、杜绝浪费已经成为人类社会生活的共识。利用可能浪费的能源去为人类的社会生活服务是未来的倡导和发展方向。在日常生活中人们洗手、洗脸和沐浴时大多数人都是需要热水的，但由于技术和工程原因，管道中滞留的冷却水总是要放弃才能流出热水，大量弃水的产生导致了淡水的浪费与能量的空耗，因此家用循环系统逐步进入家庭以解决这类问题。现有的循环系统当然是需要电能接入的，我们一方面节约了淡水，但也消耗了电能，同时还会有工程布线的成本等等。随着半导体温差发电技术的成熟，利用温差发电来供给循环系统的电力，便能成为一种节约和便捷的能源方式，同时流动的水体也可以发电，可实现简化系统构成的成本投入，同时以低压和直流的方式供电提高了家用电器的安全性能。
技术实现思路
一种利用热水管道与冷水管道中的水体温差以及管道中流动的水流发电以供给热水循环系统电力从而实现热水循环的系统，系统由循环组件和感应桥接组件两大部分组成，循环组件和感应桥接组件在同一闭环管路中配套使用。在循环组件部分，和传统的热水循环系统一样，有热水器1，循环泵3，中心控制电路5，流量温度传感器7，继电器9，温度传感器11，其中，有无线射频收发模块13，射频收发振子15，手持遥控器2，在循环组件中对码使用；其中，温差换能器17被温差发电板19将其分割为冷水腔21和热水腔27；冷水腔21的一侧有冷水入口23，另一侧有冷水出口25，冷水出口25与振动传感器6、流量温度传感器7和循环泵3以及水流发电装置4串联后连接到热水器1的进水口；热水腔27的一侧有热水入口29，另一侧有热水出口31；水流发电装置4和温差发电板19都以导线连接到能量收集管理模块33的输入端，电池35连接到能量收集管理模块33的输出端，电池35对整个系统供电，流量温度传感器7和循环泵3连接中心控制电路5的相应端口；当人们要使用热水时冷水会从冷水入口23流入冷水腔21，再经过振动传感器6、流量温度传感器7、循环泵3和水流发电装置4流入热水器1并将其中的热水顶出，流出的热水从热水入口29进入热水腔27并从热水出口31流向用水末端；这个过程中使热水腔27中充满了热水，由于冷水腔中的水来自于供水管道，所以两个腔中的水体温度差较大，从而为温差发电板19提供了一个必要的发电条件；同时流动的水体能驱动水流发电装置4进行发电；能量管理收集模块33对两者输出的电能进行收集并升压后对电池35进行充电，电池35再对系统中的其他用电单元进行供电；温度传感器11监测使用场所的空气温度，以此确定最大循环时间的限制机制。感应桥接组件部分与循环组件部分有基本相同结构和部分相同的构件，有中心控制电路5，振动传感器6，流量温度传感器7，触摸感应模块14、无线射频收发模块13，射频收发振子15，手持遥控器2，在感应桥接组件中对码使用；其中，温差换能器17被温差发电板19将其分割为冷水腔21和热水腔27；冷水腔21的一侧有冷水入口23，另一侧有冷水出口25，冷水出口25与振动传感器6、流量温度传感器7和水流发电装置4串联后通向末端冷水口26；热水腔27的一侧有热水入口29，另一侧有热水出口31并通向末端热水口32；水流发电装置4和温差发电板19都以导线连接到能量收集管理模块33的输入端，电池35连接到能量收集管理模块33的输出端，电池35对整个系统供电；振动传感器6和流量温度传感器7连接中心控制电路5的相应端口；其中，中心控制电路5有微波移动侦测模块12，用于侦测是否有移动物体靠近用水末端，双稳态电控阀8桥接在末端冷水口26和末端热水口32管道之间；当人们走进用水场所时，微波移动侦测模块12侦测到移动物体靠近用水设备时，便会向中心控制电路5发送启动信号，中心控制电路5在对微波移动侦测模块12发送的信号进行规定的逻辑判断并在结果为真时向无线射频收发模块13发送一个启动信号并同时向双稳态电控阀8提供接通控制信号，双稳态电控阀8连通冷热水管道；无线射频收发模块13向对过码的其他相同模块广播发送启动信号，循环组件中的无线射频收发模块13将收到的启动信号传送给中心控制电路5，循环组件中的中心控制电路5便打开继电器9给循环泵3供电从而实现循环；当循环组件启动循环并在流量温度传感器7上检测到规定的流量值时，便向对过码的其他无线射频模块发13广播发送启动确认信号；在循环组件中的循环泵3的推动下，管道中的滞留冷水会从热水入口29流入热水腔27，从热水出口31流出并经过双稳态电控阀8进入冷水管道，再经过水流发电装置4、流量温度传感器7和振动传感器6通过冷水出口25反向回流进冷水腔21并从冷水入口23流出；当规定温度的水流到达流量温度传感器7时，流量温度传感器7便会向中心控制电路5发出停止信号，中心控制电路5便向双稳态电控阀8发出关闭控制信号，同时驱动无线射频收发模块13发出停止指令；循环组件收到停止信号时便会断开继电器9，循环完成；在人们正常用水的过程中，冷热水便会分别流入热水腔27和冷水腔21中，两个腔体中的水体温较大，从而为温差发电板19提供了一个必要的发电条件；同时流动的水体能驱动水流发电装置4进行发电；能量管理收集模块33对两者输出的电能进行收集并升压后对电池35进行充电，电池35再对系统供电；由于各个具体的感应组件控制着对应的双稳态电控阀8，因此实现了针对感应点的精准循环，最大限度地降低了没有感应信号点的循环空耗。无论在循环组件和感应桥接组件中，当振动传感器6捕捉到管道中产生异常振动时，便会向中心控制电路5传递一个停止信号，中心控制电路会马上停止循环；如果是感应桥接组件的振动传感器6捕捉到异常振动时，则会通过无线射频收发模块13对外广播发出停止信号。触摸感应模块14可以实现手动控制循环组件中循环泵3的启动和停止，当感应桥接组件切换到手动模式时，人们只要触摸一下感应桥接组件的外壳，触摸感应模块14感应到有人触摸时便会向中心控制电路5发送一个启动信号，无线射频收发模块13便对外广播发出启动信号；在运行状态下人们再次触摸时便会发出停止信号。为提高无线射频收发模块13之间的信号覆盖率，以提高通信模块间的通信可靠性，循环组件中的无线射频通信模块13现各个感应桥接组件中的无线射频通信模块13以及手持遥控器2之间以相互中继的网络化结构方式确保可靠的信号传输，在发送控制信号时都以广播方式发送，最终由循环组件执行，此方式的特征是通信节点越多，信号覆盖率越高，系统可靠性便越高，见附图3。各个感应桥接组件可实现时控式发送启动和关闭信号。附图说明附图1循环组件构成示意图附图2感应桥接组件构成示意图附图3通信组网拓扑示意图。具体实施方法一一种利用热水管道与冷水管道中的水体温差以及管道中流动的水流发电以供给热水循环系统电力从而实现热水循环的系统，系统由循环组件和感应桥接组件两大部分组成，循环组件和感应桥接组件在同一闭环管路中配套使用。在循环组件部分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种温差和水流发电热水循环系统，系统由循环组件和感应桥接组件两大部分组成，循环组件和感应桥接组件在同一闭环管路中配套使用；在循环组件部分，和传统的热水循环系统一样，有热水器（1），循环泵（3），中心控制电路（5），流量温度传感器（7），继电器（9），温度传感器（11），其中，有无线射频收发模块（13），射频收发振子（15），手持遥控器（2），在循环组件中对码使用；其中，温差换能器（17）被温差发电板（19）将其分割为冷水腔（21）和热水腔（27）；冷水腔（21）的一侧有冷水入口（23），另一侧有冷水出口（25），冷水出口（25）与振动传感器（6）、流量温度传感器（7）和循环泵（3）以及水流发电装置（4）串联后连接到热水器（1）的进水口；热水腔（27）的一侧有热水入口（29），另一侧有热水出口（31）；水流发电装置（4）和温差发电板（19）都以导线连接到能量收集管理模块（33）的输入端，电池（35）连接到能量收集管理模块（33）的输出端，电池（35）对整个系统供电，流量温度传感器（7）和循环泵（3）连接中心控制电路（5）的相应端口；当人们要使用热水时冷水会从冷水入口（23）流入冷水腔（21），再经过振动传感器（6）、流量温度传感器（7）、循环泵（3）和水流发电装置（4）流入热水器（1）并将其中的热水顶出，流出的热水从热水入口（29）进入热水腔（27）并从热水出口（31）流向用水末端；这个过程中使热水腔（27）中充满了热水，由于冷水腔中的水来自于供水管道，所以两个腔中的水体温度差较大，从而为温差发电板（19）提供了一个必要的发电条件；同时流动的水体能驱动水流发电装置（4）进行发电；能量管理收集模块（33）对两者输出的电能进行收集并升压后对电池（35）进行充电，电池（35）再对系统中的其他用电单元进行供电；温度传感器（11）监测使用场所的空气温度，以此确定最大循环时间的限制机制；/n感应桥接组件部分与循环组件部分有基本相同结构和部分相同的构件，有中心控制电路（5），振动传感器（6），流量温度传感器（7），触摸感应模块（14）、无线射频收发模块（13），射频收发振子（15），手持遥控器（2），在感应桥接组件中对码使用；其中，温差换能器（17）被温差发电板（19）将其分割为冷水腔（21）和热水腔（27）；冷水腔（21）的一侧有冷水入口（23），另一侧有冷水出口（25），冷水出口（25）与振动传感器（6）、流量温度传感器（7）和水流发电装置（4）串联后通向末端冷水口（26）；热水腔（27）的一侧有热水入口（29），另一侧有热水出口（31）并通向末端热水口（32）；水流发电装置（4）和温差发电板（19）都以导线连接到能量收集管理模块（33）的输入端，电池（35）连接到能量收集管理模块（33）的输出端，电池（35）对整个系统供电；振动传感器（6）和流量温度传感器（7）连接中心控制电路（5）的相应端口；其中，中心控制电路（5）有微波移动侦测模块（12），用于侦测是否有移动物体靠近用水末端，双稳态电控阀（8）桥接在末端冷水口（26）和末端热水口（32）管道之间；当人们走进用水场所时，微波移动侦测模块（12）侦测到移动物体靠近用水设备时，便会向中心控制电路（5）发送启动信号，中心控制电路（5）在对微波移动侦测模块（12）发送的信号进行规定的逻辑判断并在结果为真时向无线射频收发模块（13）发送一个启动信号并同时向双稳态电控阀（8）提供接通控制信号，双稳态电控阀（8）连通冷热水管道；无线射频收发模块（13）向对过码的其他相同模块广播发送启动信号，循环组件中的无线射频收发模块（13）将收到的启动信号传送给中心控制电路（5），循环组件中的中心控制电路（5）便打开继电器（9）给循环泵（3）供电从而实现循环；当循环组件启动循环并在流量温度传感器（7）上检测到规定的流量值时，便向对过码的其他无线射频模块发（13）广播发送启动确认信号； 在循环组件中的循环泵（3）的推动下，管道中的滞留冷水会从热水入口（29）流入热水腔（27），从热水出口（31）流出并经过双稳态电控阀（8）进入冷水管道，再经过水流发电装置（4）、流量温度传感器（7）和振动传感器（6）通过冷水出口（25）反向回流进冷水腔（21）并从冷水入口（23）流出；当规定温度的水流到达流量温度传感器（7）时，流量温度传感器（7）便会向中心控制电路（5）发出停止信号，中心控制电路（5）便向双稳态电控阀（8）发出关闭控制信号，同时驱动无线射频收发模块（13）发出停止指令；循环组件收到停止信号时便会断开继电器（9），循环完成；在人们正常用水的过程中，冷热水便会分别流入热水腔（27）和冷水腔（21）中，两个腔体中的水体温较大，从而为温差发电板（19）提供了一个必要的发电条件；同时流动的水体能驱动水流发电装置（4）进...

【技术特征摘要】
1.一种温差和水流发电热水循环系统，系统由循环组件和感应桥接组件两大部分组成，循环组件和感应桥接组件在同一闭环管路中配套使用；在循环组件部分，和传统的热水循环系统一样，有热水器（1），循环泵（3），中心控制电路（5），流量温度传感器（7），继电器（9），温度传感器（11），其中，有无线射频收发模块（13），射频收发振子（15），手持遥控器（2），在循环组件中对码使用；其中，温差换能器（17）被温差发电板（19）将其分割为冷水腔（21）和热水腔（27）；冷水腔（21）的一侧有冷水入口（23），另一侧有冷水出口（25），冷水出口（25）与振动传感器（6）、流量温度传感器（7）和循环泵（3）以及水流发电装置（4）串联后连接到热水器（1）的进水口；热水腔（27）的一侧有热水入口（29），另一侧有热水出口（31）；水流发电装置（4）和温差发电板（19）都以导线连接到能量收集管理模块（33）的输入端，电池（35）连接到能量收集管理模块（33）的输出端，电池（35）对整个系统供电，流量温度传感器（7）和循环泵（3）连接中心控制电路（5）的相应端口；当人们要使用热水时冷水会从冷水入口（23）流入冷水腔（21），再经过振动传感器（6）、流量温度传感器（7）、循环泵（3）和水流发电装置（4）流入热水器（1）并将其中的热水顶出，流出的热水从热水入口（29）进入热水腔（27）并从热水出口（31）流向用水末端；这个过程中使热水腔（27）中充满了热水，由于冷水腔中的水来自于供水管道，所以两个腔中的水体温度差较大，从而为温差发电板（19）提供了一个必要的发电条件；同时流动的水体能驱动水流发电装置（4）进行发电；能量管理收集模块（33）对两者输出的电能进行收集并升压后对电池（35）进行充电，电池（35）再对系统中的其他用电单元进行供电；温度传感器（11）监测使用场所的空气温度，以此确定最大循环时间的限制机制；
感应桥接组件部分与循环组件部分有基本相同结构和部分相同的构件，有中心控制电路（5），振动传感器（6），流量温度传感器（7），触摸感应模块（14）、无线射频收发模块（13），射频收发振子（15），手持遥控器（2），在感应桥接组件中对码使用；其中，温差换能器（17）被温差发电板（19）将其分割为冷水腔（21）和热水腔（27）；冷水腔（21）的一侧有冷水入口（23），另一侧有冷水出口（25），冷水出口（25）与振动传感器（6）、流量温度传感器（7）和水流发电装置（4）串联后通向末端冷水口（26）；热水腔（27）的一侧有热水入口（29），另一侧有热水出口（31）并通向末端热水口（32）；水流发电装置（4）和温差发电板（19）都以导线连接到能量收集管理模块（33）的输入端，电池（35）连接到能量收集管理模块（33）的输出端，电池（35）对整个系统供电；振动传感器（6）和流量温度传感器（7）连接中心控制电路（5）的相应端口；其中，中心控制电路（5）有微波移动侦测模块（12），用于侦测是否有移动物体靠近用水末端，双稳态电控阀（8）桥接在末端冷水口（26）和末端热水口（32）管道之间；当人们走进用水场所时，微波移动侦测模块（12）侦测到移动物体靠近用水设备时，便会向中心控制电路（5）发送启动信号，中心控制电路（5）在对微波移动侦测模块（12）发送的信号进行规定的逻辑判断并在结果为真时向无线射频收发模块（13）发送一个启动信号并同时向双稳态电控阀（8）提供接通控制信号，双稳态电控阀（8）连通冷热水管道；无线射频...

【专利技术属性】
技术研发人员：王存，林帝兵，
申请(专利权)人：昆明民策环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：云南;53