一种自发电式热能计量系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及计量仪表技术领域，具体地说，是一种自发电式热能计量系统。
【背景技术】
[0002]目前，现有的热能表是由表体、电源、流量传感器、温度传感器和计量器组成。其工作原理是将一对温度传感器分别安装在上行管和下行管上，流量计安装在流体入口或回流管上，流量计发出与流量成正比的脉冲信号，一对温度传感器给出表示温度高低的模拟信号，利用积算公式算出热交换系统获得的热量。
[0003]但是，整个装置所使用的电能是基于电池供电的，当电池电能使用完后，一般的热能表需要更换新电池以保障其正常工作，这个过程既影响热能表的精度又会浪费人力，还会产生很多废旧电池，且废旧电池处理不当会对环境产生极大的污染。
[0004]因此，中国专利200310109712.9公开了一种自发电式流体度量表，该方案中通过叶轮带动发电机，发电机的供电输出端与流体度量表内的电池两端连接，利用流体为动力进行发电，解决了流体度量表自身的供电问题。其不足是:一是结构复杂，实现成本高；二是单一发电机构不能为热能计量系统提供充足的电能，使用效果差。
【实用新型内容】
[0005]针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种自发电式热能计量系统，该系统利用温差发电技术和水流发电技术，将供水管中少量热水的内能和机械能转换为电能，实现热能计量系统的自供电，解决了热能表需要更换电池的问题。
[0006]为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是:
[0007]一种自发电式热能计量系统，包括计量器，该计量器的输入端连接有流量传感器和两个温度传感器，该计量器由蓄电池供电，其关键在于:所述蓄电池连接有稳压充电模块，在所述稳压充电模块的电源输入端连接有温差发电机构与涡轮发电机构，所述温差发电机构中的温差发电片贴覆在供水管的外壁上，所述涡轮发电机构的涡轮机构串接在回水管中。
[0008]本系统提供了两种工作模式:在进水阀门打开的情况下，管道内有水流流动，系统处于工作模式，此时温差发电机构和涡轮发电机构都工作发电，共同蓄存电能供系统工作使用；在进水阀门关闭的情况下，管道内无水流流动，系统处于休眠模式，此时只有温差发电机构工作利用供水管内热水的余热发电，且将能量蓄存在蓄电池中供系统工作时使用。本系统将温差发电机构装设在供水管中可充分利用热水的内能进行发电；将涡轮发电机构装设在回水管中，可以避免热水的损伤，保证其使用寿命。本系统结构简单，在准确计量并显示热能的使用量的同时，还能够为热能计量系统持续供电，解决了热能表产生大量废旧电池的不足，达到了节约人力财力、保护环境的目的。
[0009]进一步的，为了更好地利用热水的内能进行发电，所述供水管上串接有一段导热管，所述温差发电机构中设有温差发电片，该温差发电片的一个感温面贴覆在所述导热管的外壁上，该温差发电片的另一个感温面裸露在空气中。
[0010]更进一步的，为了给系统提供充足的电能，所述温差发电机构由多块温差发电片串联而成。
[0011]再进一步的，优选所述计量器中的信号处理器为MSP430单片机。
[0012]本方案优选信号处理器为MSP430系列超低功耗单片机，该单片机在管道内无水流流动时处于休眠模式，在管道内有水流流动时处于工作模式，从而可以降低能耗，更加合理的利用电能。
[0013]再进一步的，为了更好地对发电机进行高温隔离保护，所述涡轮发电机构包括蜗轮和发电机，所述蜗轮安装在所述回水管中，该蜗轮的转轴穿出所述回水管的管壁与发电机的转轴相连。
[0014]本实用新型的显著效果是:结构简单，实现成本低；无需外部供能，将管道内热水少量的内能和机械能转化为电能，为系统持续补充电能；实现了热能计量的免维护，无需使用干电池，不仅减少了干电池的使用及废弃电池可能造成的环境污染，而且减少更换干电池所必需的劳动力成本，解决了热能表产生大量废旧电池的不足，达到了节约人力财力、保护环境的目的。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型的结构示意图；
[0016]图2是所述温差发电机构的安装状态示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】以及工作原理作进一步详细说明。
[0018]如图1所示，一种自发电式热能计量系统，包括计量器1，该计量器I的输入端连接有流量传感器2和两个温度传感器3，两个温度传感器3分别装设在供水管8与回水管9中，所述计量器I由蓄电池4供电，所述蓄电池4连接有稳压充电模块5，在所述稳压充电模块5的电源输入端连接有温差发电机构6与涡轮发电机构7，所述温差发电机构6由多块温差发电片串联而成，所述温差发电机构6中的温差发电片贴覆在供水管8的外壁上，所述涡轮发电机构7的涡轮机构串接在回水管9中。
[0019]参见附图2，所述供水管8上串接有一段导热管12，所述温差发电机构6中设有温差发电片，该温差发电片的一个感温面贴覆在所述导热管12的外壁上，该温差发电片的另一个感温面裸露在空气中。
[0020]本例中为了降低对电能的损耗，优选所述计量器I中的信号处理器为MSP430单片机。
[0021]本例中，为了在保证结构简单的同时，对涡轮发电机进行隔离保护，所述涡轮发电机构7包括蜗轮和发电机，所述蜗轮安装在所述回水管9中，该蜗轮的转轴穿出所述回水管9的管壁与发电机的转轴相连。
[0022]参见附图1，本系统的安装使用状态如图所示，供水管8、换热管10与回水管9构成水流回路，水流方向如图中箭头所示。
[0023]其工作原理为:
[0024]当阀门11开启时，此时系统处于工作模式，流量传感器2测量水流回路中的水流量，两个所述温度传感器3测量供水管8与回水管9两端水的温差，所述计量器I中的MSP430单片机根据流量传感器2采集的水流量采集以及两个温度传感器采集的温度差计算出热量数值并显示；在此过程中，温差发电机构6与涡轮发电机构7均工作发电，且将输出的电能通过稳压电路模块5稳压处理后蓄存在蓄电池4中，从而实现无需外部供能；
[0025]当阀门11关闭时，水利回路内无水流流动，此时系统处于休眠模式，此时只有温差发电机构6工作利用供水管8内热水的余热进行发电，且其输出的电能通过稳压电路模块5稳压处理后蓄存在蓄电池4中。
[0026]本系统不仅减少了干电池的使用及废弃电池可能造成的环境污染，而且减少更换干电池所必需的劳动力成本，达到了节约人力财力、保护环境的目的。
【主权项】
1.一种自发电式热能计量系统，包括计量器(1)，该计量器(I)的输入端连接有流量传感器(2)和两个温度传感器(3)，该计量器(I)由蓄电池(4)供电，其特征在于:所述蓄电池(4)连接有稳压充电模块(5)，在所述稳压充电模块(5)的电源输入端连接有温差发电机构(6)与涡轮发电机构(7)，所述温差发电机构(6)中的温差发电片贴覆在供水管⑶的外壁上，所述涡轮发电机构(7)的涡轮机构串接在回水管(9)中。
2.根据权利要求1所述的一种自发电式热能计量系统，其特征在于:所述供水管(8)上串接有一段导热管(12)，所述温差发电机构(6)中设有温差发电片，该温差发电片的一个感温面贴覆在所述导热管(12)的外壁上，该温差发电片的另一个感温面裸露在空气中。
3.根据权利要求1或2所述的一种自发电式热能计量系统，其特征在于:所述温差发电机构(6)由多块温差发电片串联而成。
4.根据权利要求1所述的一种自发电式热能计量系统，其特征在于:所述计量器(I)中的信号处理器为MSP430单片机。
5.根据权利要求1或2所述的一种自发电式热能计量系统，其特征在于:所述涡轮发电机构(7)包括蜗轮和发电机，所述蜗轮安装在所述回水管(9)中，该蜗轮的转轴穿出所述回水管(9)的管壁与发电机的转轴相连。
【专利摘要】本实用新型公开了一种自发电式热能计量系统，包括计量器，该计量器的输入端连接有流量传感器和两个温度传感器，该计量器由蓄电池供电，所述蓄电池连接有稳压充电模块，在所述稳压充电模块的电源输入端连接有温差发电机构与涡轮发电机构，所述温差发电机构中的温差发电片贴覆在供水管的外壁上，所述涡轮发电机构的涡轮机构串接在回水管中。其显著效果是：结构简单，实现成本低；无需外部供能，将管道内热水少量的内能和机械能转化为电能，为系统持续补充电能；实现了热能计量的免维护，无需使用干电池，解决了热能表产生大量废旧电池的不足，达到了节约人力财力、保护环境的目的。
【IPC分类】H02J7-32, G01K17-00, H02N2-18
【公开号】CN204575223
【申请号】CN201520102972
【发明人】白希宇, 邬俊杰, 黄勇, 郑思洋, 王子敬, 沈添, 王悠然, 唐春森
【申请人】重庆大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年2月12日