[發明專利]溫差和水流發電熱水循環系統

在審

• 申請號: 202010540374.8
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN111578364A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 王存;林帝兵
• 申請（專利權）人: 昆明民策環境科技有限公司
• 主分類號: F24D17/00
• 分類號: F24D17/00;F03B13/00;H02N11/00;F24D19/10
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1.一種溫差和水流發電熱水循環系統，系統由循環組件和感應橋接組件兩大部分組成，循環組件和感應橋接組件在同一閉環管路中配套使用；在循環組件部分，和傳統的熱水循環系統一樣，有熱水器（1），循環泵（3），中心控制電路（5），流量溫度傳感器（7），繼電器（9），溫度傳感器（11），其中，有無線射頻收發模塊（13），射頻收發振子（15），手持遙控器（2），在循環組件中對碼使用；其中，溫差換能器（17）被溫差發電板（19）將其分割為冷水腔（21）和熱水腔（27）；冷水腔（21）的一側有冷水入口（23），另一側有冷水出口（25），冷水出口（25）與振動傳感器（6）、流量溫度傳感器（7）和循環泵（3）以及水流發電裝置（4）串聯后連接到熱水器（1）的進水口；熱水腔（27）的一側有熱水入口（29），另一側有熱水出口（31）；水流發電裝置（4）和溫差發電板（19）都以導線連接到能量收集管理模塊（33）的輸入端，電池（35）連接到能量收集管理模塊（33）的輸出端，電池（35）對整個系統供電，流量溫度傳感器（7）和循環泵（3）連接中心控制電路（5）的相應端口；當人們要使用熱水時冷水會從冷水入口（23）流入冷水腔（21），再經過振動傳感器（6）、流量溫度傳感器（7）、循環泵（3）和水流發電裝置（4）流入熱水器（1）并將其中的熱水頂出，流出的熱水從熱水入口（29）進入熱水腔（27）并從熱水出口（31）流向用水末端；這個過程中使熱水腔（27）中充滿了熱水，由于冷水腔中的水來自于供水管道，所以兩個腔中的水體溫度差較大，從而為溫差發電板（19）提供了一個必要的發電條件；同時流動的水體能驅動水流發電裝置（4）進行發電；能量管理收集模塊（33）對兩者輸出的電能進行收集并升壓后對電池（35）進行充電，電池（35）再對系統中的其他用電單元進行供電；溫度傳感器（11）監測使用場所的空氣溫度，以此確定最大循環時間的限制機制；

感應橋接組件部分與循環組件部分有基本相同結構和部分相同的構件，有中心控制電路（5），振動傳感器（6），流量溫度傳感器（7），觸摸感應模塊（14）、無線射頻收發模塊（13），射頻收發振子（15），手持遙控器（2），在感應橋接組件中對碼使用；其中，溫差換能器（17）被溫差發電板（19）將其分割為冷水腔（21）和熱水腔（27）；冷水腔（21）的一側有冷水入口（23），另一側有冷水出口（25），冷水出口（25）與振動傳感器（6）、流量溫度傳感器（7）和水流發電裝置（4）串聯后通向末端冷水口（26）；熱水腔（27）的一側有熱水入口（29），另一側有熱水出口（31）并通向末端熱水口（32）；水流發電裝置（4）和溫差發電板（19）都以導線連接到能量收集管理模塊（33）的輸入端，電池（35）連接到能量收集管理模塊（33）的輸出端，電池（35）對整個系統供電；振動傳感器（6）和流量溫度傳感器（7）連接中心控制電路（5）的相應端口；其中，中心控制電路（5）有微波移動偵測模塊（12），用于偵測是否有移動物體靠近用水末端，雙穩態電控閥（8）橋接在末端冷水口（26）和末端熱水口（32）管道之間；當人們走進用水場所時，微波移動偵測模塊（12）偵測到移動物體靠近用水設備時，便會向中心控制電路（5）發送啟動信號，中心控制電路（5）在對微波移動偵測模塊（12）發送的信號進行規定的邏輯判斷并在結果為真時向無線射頻收發模塊（13）發送一個啟動信號并同時向雙穩態電控閥（8）提供接通控制信號，雙穩態電控閥（8）連通冷熱水管道；無線射頻收發模塊（13）向對過碼的其他相同模塊廣播發送啟動信號，循環組件中的無線射頻收發模塊（13）將收到的啟動信號傳送給中心控制電路（5），循環組件中的中心控制電路（5）便打開繼電器（9）給循環泵（3）供電從而實現循環；當循環組件啟動循環并在流量溫度傳感器（7）上檢測到規定的流量值時，便向對過碼的其他無線射頻模塊發（13）廣播發送啟動確認信號； 在循環組件中的循環泵（3）的推動下，管道中的滯留冷水會從熱水入口（29）流入熱水腔（27），從熱水出口（31）流出并經過雙穩態電控閥（8）進入冷水管道，再經過水流發電裝置（4）、流量溫度傳感器（7）和振動傳感器（6）通過冷水出口（25）反向回流進冷水腔（21）并從冷水入口（23）流出；當規定溫度的水流到達流量溫度傳感器（7）時，流量溫度傳感器（7）便會向中心控制電路（5）發出停止信號，中心控制電路（5）便向雙穩態電控閥（8）發出關閉控制信號，同時驅動無線射頻收發模塊（13）發出停止指令；循環組件收到停止信號時便會斷開繼電器（9），循環完成；在人們正常用水的過程中，冷熱水便會分別流入熱水腔（27）和冷水腔（21）中，兩個腔體中的水體溫較大，從而為溫差發電板（19）提供了一個必要的發電條件；同時流動的水體能驅動水流發電裝置（4）進行發電；能量管理收集模塊（33）對兩者輸出的電能進行收集并升壓后對電池（35）進行充電，電池（35）再對系統供電； 由于各個具體的感應組件控制著對應的雙穩態電控閥（8），因此實現了針對感應點的精準循環，最大限度地降低了沒有感應信號點的循環空耗；無論在循環組件和感應橋接組件中，當振動傳感器（6）捕捉到管道中產生異常振動時，便會向中心控制電路（5）傳遞一個停止信號，中心控制電路會馬上停止循環；如果是感應橋接組件的振動傳感器（6）捕捉到異常振動時，則會通過無線射頻收發模塊（13）對外廣播發出停止信號；觸摸感應模塊（14）可以實現手動控制循環組件中循環泵（3）的啟動和停止，當感應橋接組件切換到手動模式時，人們只要觸摸一下感應橋接組件的外殼，觸摸感應模塊（14）感應到有人觸摸時便會向中心控制電路（5）發送一個啟動信號，無線射頻收發模塊（13）便對外廣播發出啟動信號；在運行狀態下人們再次觸摸時便會發出停止信號；

為提高無線射頻收發模塊（13）之間的信號覆蓋率，以提高通信模塊間的通信可靠性，循環組件中的無線射頻通信模塊（13）現各個感應橋接組件中的無線射頻通信模塊（13）以及手持遙控器（2）之間以相互中繼的網絡化結構方式確保可靠的信號傳輸，在發送控制信號時都以廣播方式發送，最終由循環組件執行，此方式的特征是通信節點越多，信號覆蓋率越高，系統可靠性便越高；

各個感應橋接組件可采用時控方式發送啟動和關閉信號。