本发明涉及基于温差发电的燃气热水器系统领域，尤其是一种基于燃气热水器的恒温出水、节水控制系统。
背景技术：
燃气热水器初始启动到稳定工作历时约20s左右，期间燃气热水器换热器中的水以及管道中的余水来不及充分加热便被排出，若直接排出，人体接触后会有极大的不适感，且造成大量水资源的浪费；我国水资源分布差异巨大，部分地区长期处于缺水状态，燃气热水器使用的人数越多，浪费也越严重；针对以上问题现有的热水器系统采用增设储水箱、混水箱和传感器，通过检测喷头处的水温，控制通向储水箱处的阀门，将冷水回收至储水箱，冷水通过加热进入混水箱，热水与冷水综合得到适宜温度才排出，达到了节水的目的，但存在以下缺点：1、增设储水箱和混水箱，整个系统的体积过大，管道对应长度增大，加热变慢，因为采用综合温度需要热水高于一般设定温度，长期高温可能导致热水管使用寿命减短；2、整个系统的供电均采用温差发电模块从3.7V升温至12V保证所有器件的正常供电，因设置的环境长期处于潮湿环境，电压超过安全电压(低于5V)，存在安全隐患。所以需要一种基于燃气热水器的系统可以通过简单结构的水路循环实现自动调温，达到安全舒适、节水的效果。
技术实现要素：
本发明的目的在于：本发明提供了一种基于燃气热水器的恒温出水、节水控制系统，解决了现有的系统设置大体积的储水箱和混合箱带来的加温慢、通过温差发电模块升压实现供电存在安全隐患的问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种基于燃气热水器的恒温出水、节水控制系统，包括燃气热水器、与燃气热水器连接的水管、与水管连接的喷头和控制系统的开关单元，所述水管包括一端与热水出口端连接且另一端与冷水进口端连接的回水支管，所述回水支管上设置有用于控制水流实现水路循环的阀组和控制阀组实现恒温出水和节水的无线低功耗控制单元，所述开关单元还用于设置控制参数。
优选地，所述阀组包括设置在回水支管上的单向阀和用于控制喷头喷洒的电磁阀，所述单向阀设置在回水支管冷水进口端，用于控制来自热水出口且未达到设定温度的热水经由回水支管流向冷水进口，所述电磁阀设置在喷头近端，所述电磁阀和单向阀均由无线低功耗控制单元供电。通过控制电磁阀和单向阀实现未达到一定温度的热水实现循环加热，节水效果佳，结构简单，无需设置储水箱和混水箱即可实现调温，减小体积，操作简便，节约用水。
优选地，所述阀组还包括设置在浴室外的水泵，所述水泵由外接电源供电。将高功耗与低功耗分开供电，保证低功耗来自温差发电，实现节能的同时保证了用电安全，提高了浴室控制系统的安全性。
优选地，所述无线低功耗控制单元包括通过包覆层缠绕设置在回水支管上的温差发电模块、设置在包覆层下端的密闭容器、与温差发电模块连接的温度传感器A和温度传感器B，所述温度传感器A设置在温差发电模块内，用于测水管和水的温度，所述温度传感器B设置在温差发电模块外表面，用于测环境温度。利用温差发电，实现低功耗供电，促进节能和节水。
优选地，所述密闭容器内设置有无线装置、与无线装置电性连接的控制装置和与温差发电模块连接的储能装置，所述温度传感器A与控制装置连接，所述温差发电模块为无线装置和控制装置提供安全电源。控制装置与电磁阀等阀组实现无线控制，避免现有铺设电线带来的安全隐患的缺点。
优选地，所述无线装置包括WiFi模块A和WiFi模块B，所述控制装置包括控制电路A和控制电路B，所述WiFi模块B、控制电路B和储能装置设置在密闭容器内，所述WiFi模块A和控制电路A设置在室外水泵处。采用WiFi无线通信，进一步实现低功耗，保证系统的稳定性。
优选地，所述开关单元包括淋浴阀，所述淋浴阀设置在回水支管上，所述淋浴阀与控制装置连接。通过电磁阀实现系统的触发，操作简便。
优选地，所述开关单元还包括可移动终端，用于与淋浴阀无线连接后设置淋浴温度等参数。通过可移动终端提前打开系统进行加温和设置温度参数等，更加方便和人性化。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.本发明通过设置阀组结合回水支管实现循环加温，避免了现有增设大体积的水箱带来加热慢的缺点，设置低功耗控制单元，实现无线控制恒温出水，避免现有高压和布线带来的安全隐患的缺点，解决了现有的系统设置大体积的储水箱和混合箱带来的加温慢、通过温差发电模块升压实现供电同时需要布线实现电性控制存在安全隐患的问题，达到了简便循环加温，低功耗无线控制恒温出水，提高节水性能、节能性能和安全性能的效果；
2.本发明采用低功耗的供电电路为系统供电，保证安全的情况下实现自动调温控制；供电主要来自温差，采用热水与环境的温差发电，节水且节能；
3.本发明通过无线方式进行控制，检测温度后判断，自动控制阀门和水泵进行调温，防止现有铺设电线带来的安全隐患；
4.本发明设置单向阀和电磁阀以及外接电源供电的水泵，无需设置储水箱和混水箱即可实现调温，减小体积，简便操作即可实现恒温出水且安全性高；
5.本发明低功耗控制单元通过设置可以设置调温参数的开关单元，可提前设置加温温度和时间，人性化设计，操作简便，低功耗器件保证系统运行的稳定和安全。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是本发明的结构示意图；
图2为温差发电模块安装示意图；
图3为温差发电模块正视图；
标号说明：1-冷水进口，2-水泵，3-控制电路A，4-WiFi模块A，5-燃气热水器，6-热水出口，7-淋浴阀，8-温差发电模块，9-温度传感器A，10-温度传感器B，11-包覆层，12-储能装置，13-控制电路B，14-WiFi模块B，15-电磁阀，16-喷头，17-回水支管，18-单向阀，19-水管，20-密闭容器，21-热端纯铝导热模块，22-半导体制冷器，23-冷端纯铝散热模块，24-金属散热脚，25-密封圈。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
下面结合图1-3对本发明作详细说明。
实施例1
一种基于燃气热水器的恒温出水、节水控制系统，包括燃气热水器5、与燃气热水器5连接的水管19、与水管19连接的喷头16和控制系统的开关单元，水管19包括一端与热水出口6端连接且另一端与冷水进口1端连接的回水支管17，回水支管17上设置有用于控制水流实现水路循环的阀组和控制阀组实现恒温出水和节水的无线低功耗控制单元，开关单元还用于设置控制参数。
工作原理：通过温度传感器A9检测水管19温度后，控制装置通过无线装置无线控制阀门的开闭，实现管道回路循环加热，整个系统的供电均来自温差发电模块8和储能装置12，温度传感器A9检测水管19温度，温度传感器B10检测环境温度，利用浴室水管19和空气的温差进行发电，实现低功耗，避免增设大体积的混水箱和储水箱带来的加热慢的缺点，采用低功耗控制单元为控制装置供电，避免了现有高压带来的安全隐患，解决了现有的系统设置大体积的储水箱和混合箱带来的加温慢、通过温差发电模块8升压实现供电存在安全隐患的问题。
实施例2
阀组包括设置在回水支管17上的单向阀18和用于控制喷头16喷洒的电磁阀15，单向阀18设置在回水支管17冷水进口1端，用于控制来自热水出口6且未达到设定温度的热水经由回水支管17流向冷水进口1，电磁阀15设置在喷头16近端，电磁阀15和单向阀18均由无线低功耗控制单元供电。阀组还包括设置在浴室外的水泵2，水泵2由外接电源供电。水泵2的供电由外接电源提供，其余供电通过温差发电并储电来提供，其电压为5V(安全电压至少低于5V)，避免现有的温差发电模块8需升压(电压为12V)带来的安全隐患的缺点。
实施例3
无线低功耗控制单元包括通过包覆层11缠绕设置在回水支管17上的温差发电模块8、设置在包覆层11下端的密闭容器20、与温差发电模块8连接的温度传感器A9和温度传感器B10，温度传感器A9设置在温差发电模块8内，用于测水管19和水的温度，温度传感器B10设置在温差发电模块8外表面，用于测环境温度；密闭容器20内设置有无线装置、与无线装置电性连接的控制装置和与温差发电模块8连接的储能装置12，温度传感器A9与控制装置连接，温差发电模块8为无线装置和控制装置提供安全电源；无线装置包括WiFi模块A4和WiFi模块B14，所述控制装置包括控制电路A3和控制电路B13，所述WiFi模块B14、控制电路B13和储能装置12设置在密闭容器20内，所述WiFi模块A4和控制电路A3设置在室外水泵2处；温度传感器A9和温度传感器B10采用DS18B20，温差发电模块采用TEC1-12706T200，WiFi模块A4和WiFi模块B14采用ZBT系列或者HLK系列，功耗低，温差发电的电压足以为其供电，保证低功耗运行的稳定性和安全性；温差发电模块8的正视图如图3所示：从上至下依次设置为热端纯铝导热模块21、半导体制冷器22、冷端纯铝散热模块23和金属散热脚24；其中半导体制冷器22设置在密封圈25内，并紧密黏合在热端纯铝导热模块21和冷端纯铝散热模块23之间，如图2所示：在临近喷头16的水管19上安装上包覆层11，然后在包覆层11上固定温差发电模块8，可以用导热硅胶黏合接触面，并以螺钉固定，WiFi模块B14、控制电路B13和储能装置12则用绝热胶封装在密闭容器20内，密闭容器20安装于包覆层11下，既可以防止安全隐患，又不影响无线信号。同理在水泵2处的控制电路A3和WiFi模块A4也做密封处理；将无线低功耗控制单元用密封胶封装在密闭容器20内，可以防止浴室内水汽和溅水对电路造成的不利影响，使装置长期稳定工作且无安全隐患。
实施例4
开关单元包括淋浴阀7，淋浴阀7设置在回水支管17上，淋浴阀7与控制装置连接；开关单元还包括可移动终端，用于与淋浴阀7无线连接后设置淋浴温度等参数。通过电磁阀15实现系统的触发，操作简便，通过可移动终端提前打开系统进行加温和设置温度参数等，更加方便和人性化。
实施例5
洗澡时通过开关单元打开系统，若选择淋浴阀7打开，储能装置12发挥作用，带动整个电路工作，直到燃气热水器5处于稳定工作状态。当水温足够大时，温差发电模块8为整个电路供电，并再次为储能装置12充电，这种循环过程保证了整个电路的自行供电；燃气热水器5刚开启时，水温没有加热到达规定值，当温度传感器A9检测到水温时，水温信号反馈给控制电路B13，控制电路B13关闭电磁阀15，同时控制WiFi模块B14发送信号给冷水进口1处的WiFi模块A4，此处的控制电路A3接到信号立即打开水泵2，由于单向阀18的作用，水流流向回水支管17，再从回水支管17经由冷水进口1流进燃气热水器5加热后从热水出口6流出，这样循环加热；当温度传感器A9检测到水温达到规定值后，控制电路B13打开电磁阀15，单向阀18关闭，热水从喷头16流出。本发明通过设置阀组结合回水支管17实现循环加温，避免了现有增设大体积的水箱带来加热慢的缺点，设置低功耗控制单元，实现无线控制恒温出水，避免现有高压和布线带来的安全隐患的缺点，解决了现有的系统设置大体积的储水箱和混合箱带来的加温慢、通过温差发电模块8升压实现供电同时需要布线实现电性控制存在安全隐患的问题，达到了简便循环加温，低功耗无线控制恒温出水，提高节水性能、节能性能和安全性能的效果。