本實(shí)用新型涉及一種自供電熱量計(jì)費(fèi)器，具體是將壓力發(fā)電作為電源的自供電熱量計(jì)費(fèi)器。

背景技術(shù)：

為解決近些年來(lái)北方供暖出現(xiàn)的各種糾紛，提出按熱量收取取暖費(fèi)，實(shí)現(xiàn)公平、公正的取暖收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，市場(chǎng)上已產(chǎn)生有熱量計(jì)費(fèi)器并投入了使用?，F(xiàn)有的熱量計(jì)費(fèi)器的電源基本上都是使用電池，使用時(shí)間短，更換不方便且需要定期維護(hù)，如果更換不及時(shí)容易造成計(jì)費(fèi)不準(zhǔn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供了一種將壓力發(fā)電作為電源的自供電熱量計(jì)費(fèi)器。

為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：

一種將壓力發(fā)電作為電源的自供電熱量計(jì)費(fèi)器，它包括入水管、出水管和暖氣片的水流式取暖器，其特征在于還包括：

壓力發(fā)電片設(shè)在出水管中的壓力發(fā)電模塊；

設(shè)置于所述暖氣片上，由所述壓力發(fā)電模塊供電，接收兩個(gè)分別位于入水管口處和出水管口處的溫度傳感器信息的溫度測(cè)量傳輸模塊；

設(shè)置于所述暖氣片上，由所述壓力發(fā)電模塊供電，接收溫度測(cè)量傳輸模塊輸出信息，并對(duì)信息進(jìn)行運(yùn)算和顯示的運(yùn)算模塊。

所述壓力發(fā)電模塊包括壓電懸臂梁，以及輸入和輸出依序連接的橋式整流電路、濾波電路、線性串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路、充電電路和蓄電池；其中，輸入和輸出依序連接的橋式整流電路、濾波電路、線性串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路和充電電路為發(fā)電電路模塊。

壓力發(fā)電模塊的蓄電池為溫度測(cè)量傳輸模塊和運(yùn)算模塊提供電源，溫度測(cè)量傳輸模塊的信息輸出端與運(yùn)算模塊的信息輸入端連接。

壓電懸臂梁中的壓力發(fā)電片采用懸臂支撐方式，將壓電片粘貼在懸臂梁的根部，置于出水管中，平面與出水管截面平行，在水力的沖擊下產(chǎn)生最大的形變，從而獲得最大的電能輸出。

所述壓力發(fā)電片采用壓電陶瓷片。

所述壓力發(fā)電片表面附有防水硅膠層，防止水破壞電路的導(dǎo)電性和安全性。

所述蓄電池采用鋰電池。

運(yùn)算模塊經(jīng)運(yùn)算得到用戶的使用熱量，其計(jì)算公式如下：

Q=G*C*(tg-th)

式中，Q為供熱系統(tǒng)向用戶提供的熱量，G為循環(huán)水量，C為水的比熱容，tg為入口的水溫，th為出口的水溫。

將用戶的使用熱量乘以單價(jià)，就能換算得到用戶的熱量使用費(fèi)用。

以上結(jié)構(gòu)將壓力發(fā)電作為電源的自供電熱量計(jì)費(fèi)器，在水流式取暖器入水管/出水管中流動(dòng)的水在流經(jīng)壓電懸臂梁的壓力發(fā)電片時(shí)，對(duì)壓力發(fā)電片有個(gè)水流沖擊壓力，使得壓力發(fā)電片不斷產(chǎn)生形變，進(jìn)而產(chǎn)生電能，經(jīng)發(fā)電電路模塊后，成為電源，并供給溫度測(cè)量傳輸模塊和運(yùn)算模塊使用，達(dá)到了自供電的目的。不僅實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排、環(huán)保，還避免了熱量計(jì)費(fèi)器電池更換不方便，以及更換不及時(shí)容易造成計(jì)費(fèi)不準(zhǔn)等問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意框圖。

圖2為實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實(shí)用新型壓力發(fā)電電路模塊的電路原理圖。

圖中，出水管1，壓電懸臂梁2，防水硅膠層3，壓力發(fā)電片4，隔水板5，發(fā)電電路模塊6， 出水閥7，循環(huán)泵8，入水管9，入水閥10，入水溫度傳感器11，暖氣片12，入水口13，出水口14，出水溫度傳感器15，運(yùn)算模塊16，溫度測(cè)量傳輸模塊17。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施方式，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。

圖1所示，是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意框圖，結(jié)合圖2實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖一起來(lái)看，本實(shí)用新型包括入水管9、出水管1和暖氣片12的水流式取暖器，其特征在于還包括壓力發(fā)電模塊、溫度測(cè)量傳輸模塊17、運(yùn)算模塊16。其中，壓力發(fā)電模塊包括壓電懸臂梁2，以及輸入和輸出依序連接的橋式整流電路、濾波電路、線性串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路、充電電路和蓄電池；輸入和輸出依序連接的橋式整流電路、濾波電路、線性串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路和充電電路為發(fā)電電路模塊6。壓力發(fā)電模塊的蓄電池為溫度測(cè)量傳輸模塊17和運(yùn)算模塊16提供電源，溫度測(cè)量傳輸模塊17的信息輸出端與運(yùn)算模塊16的信息輸入端連接；溫度測(cè)量傳輸模塊17和運(yùn)算模塊16設(shè)置在暖氣片12上。溫度測(cè)量傳輸模塊17還包含分別位于水管入水口14處和出水口13處的入水溫度傳感器11與出水溫度傳感器15，兩個(gè)溫度傳感器分別測(cè)出入水管9與出水管1中水的溫度，并通過(guò)導(dǎo)線將溫度信息傳給溫度測(cè)量傳輸模塊17，溫度信息經(jīng)整理后又通過(guò)導(dǎo)線傳給運(yùn)算模塊16。

由圖2中可知，在壓電懸臂梁2上設(shè)有壓力發(fā)電片4、隔水板5和發(fā)電電路模塊6，其中的壓力發(fā)電片4采用懸臂支撐方式，將壓電片粘貼在懸臂梁2的根部并置于出水管1/入水管9中，即壓電懸臂梁2也可設(shè)在入水管9中，壓電片平面與出水管截面平行，在水力的沖擊下產(chǎn)生最大的形變，從而獲得最大的電能輸出。懸臂梁2與出水管1密封連接，防止漏水。所述壓力發(fā)電片4采用壓電陶瓷片。所述壓力發(fā)電片4表面附有防水硅膠層3，防止水破壞電路的導(dǎo)電性和安全性。水流式取暖器包括出水管1及其上的出水閥7、入水管9及其上的入水閥10、暖氣片12、在入/出水管的交接處有循環(huán)泵8、入水管的入水口13和出水管的出水口14。在出水閥7、入水閥10和循環(huán)泵8的控制下，熱水從入水口13進(jìn)入，經(jīng)暖氣片12、入水管9、循環(huán)泵8、出水管1和出水口14循環(huán)流動(dòng)，將熱能帶給暖氣片12，暖氣片12散熱供人們?nèi)∨?/p>

為了圖面的簡(jiǎn)潔，壓力發(fā)電模塊、入水溫度傳感器11、出水溫度傳感器15、溫度測(cè)量傳輸模塊17和運(yùn)算模塊16之間的連接導(dǎo)線沒(méi)畫出。

當(dāng)流動(dòng)的水流在水管1中流動(dòng)時(shí)，在水管1中的壓電懸臂梁2受到水流的沖擊壓力，壓力發(fā)電片4產(chǎn)生形變，通過(guò)正壓電效應(yīng)產(chǎn)生電量并通過(guò)導(dǎo)線傳給發(fā)電電路模塊6，經(jīng)發(fā)電電路模塊6的橋式整流電路、濾波電路、線性串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路和充電電路后給蓄電池充電，供溫度測(cè)量傳輸模塊17和運(yùn)算模塊16電能。壓電發(fā)電片4與橋式整流電路的電信號(hào)輸入端EF連接，如圖3所示，整流電路由整流橋組成，將壓電片4產(chǎn)生的交流電壓變換為直流電壓U1，濾波電路中的電容C1用于濾去整流后輸出電壓U1中的紋波。在經(jīng)過(guò)濾波電路生成相對(duì)平滑的直流電壓后，然后經(jīng)過(guò)由線性串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路生成可調(diào)節(jié)的穩(wěn)定直流電壓U2，最后經(jīng)過(guò)充電電路給蓄電池充電。其中，充電電路為現(xiàn)有技術(shù)，或本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)能容易做出，為了圖面整潔，在圖中未畫出；T1、D1、R2為穩(wěn)壓電路的啟動(dòng)電路。當(dāng)電容C1兩端電壓U1為一定值，且高于穩(wěn)壓管D1的穩(wěn)定電壓時(shí)，穩(wěn)壓管D1兩端電壓使T1導(dǎo)通，整個(gè)電路進(jìn)入正常工作狀態(tài)。線性串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路由電阻R3、R4、R5、R6、R7，三極管T2、T3，電容C2和運(yùn)放A組成。輸出電壓的變化量由反饋網(wǎng)絡(luò)取樣電壓V_D與基準(zhǔn)電壓V_C比較V_C-V_D，由誤差放大電路A放大后的電壓V_E去控制調(diào)整管T3的電壓降V_CE，從而達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的作用。當(dāng)輸入電壓U1增加時(shí)，導(dǎo)致輸出電壓U2增加，隨之反饋電壓V_D也增加。V_D與基準(zhǔn)電壓V_C相比較，其差值經(jīng)過(guò)誤差放大電路A放大后使V_E和I_C3減小，V_CE增大，使U2下降，從而維持輸出電壓U2恒定。同理，當(dāng)輸入電壓U1減小時(shí)，輸出電壓也基本保持不變。通過(guò)調(diào)節(jié)運(yùn)放與R5的接觸點(diǎn)來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓的大小從而滿足充電電路的輸入電壓的要求。

運(yùn)算模塊16經(jīng)運(yùn)算得到用戶的使用熱量，其計(jì)算公式如下：

Q=G*C*(tg-th)

式中，Q為供熱系統(tǒng)向用戶提供的熱量，G為循環(huán)水量，C為水的比熱容，tg為入口的水溫，th為出口的水溫。

最終，將用戶的使用熱量乘以單價(jià)可以換算得到用戶的熱量使用費(fèi)用。

壓力發(fā)電模塊將水流的動(dòng)能利用起來(lái)，轉(zhuǎn)化為電能，給熱量計(jì)費(fèi)器的溫度測(cè)量傳輸模塊和運(yùn)算模塊供電，實(shí)現(xiàn)了自供電。

本實(shí)用新型的壓力發(fā)電實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的發(fā)電量并儲(chǔ)存在在蓄電池中供熱量計(jì)費(fèi)器的溫度測(cè)量傳輸模塊和運(yùn)算模塊使用，不僅實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排、環(huán)保而且避免了電池更換不方便以及更換不及時(shí)容易造成計(jì)費(fèi)不準(zhǔn)等問(wèn)題。