CN102767211B - 节能型水管防爆加热系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及加热设备领域，具体涉及一种水管加热系统。一种节能型水管防爆加热系统，包括一水管，还包括至少一水力发电机系统、至少一加热装置，水力发电机系统包括一水轮、一发电机装置，水轮连接发电机装置，发电机装置的电源输出端连接加热装置。水轮位于水管内，加热装置连接水管。由于采用上述技术方案，本发明通过水管内水流进行发电制热，不仅节能环保，且可有效为水管内的水流进行加温，防止水管冰冻爆裂。

Description

节能型水管防爆加热系统

技术领域

本发明涉及加热设备领域，具体涉及一种水管加热系统。

背景技术

生活用水情况质量的优劣关系到人们生活水平的质量，现代住宅中，人们的生活用水主要来源于自来水，而自来水的运输主要依靠水管，一旦水管发生意外堵塞和爆破，将会直接影响人们的生活与用水安全。尤其是在气候偏寒冷的地区，寒冷的天气，容易导致水管内的水流冻结，而一旦结冻情况严重就会导致水管爆裂，其维修过程十分复杂繁琐。

如今，为了减少水管爆裂故障的发生，现在市面上已经开始出现多种设有保暖层的水管，但是这类水管的保暖层的效果很有局限型，大都只可一定程度上保护水管免受外部环境的气温的影响，治标不治本，一旦水体自身的温度过低，还是会出现水体冻结。且即使设有保暖层的水管的保温效果较佳，水体不会出现冻结，但是冰冷的水还是会对人体肌肤造成一定的冻伤，不利人体健康。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种节能型水管防爆加热系统，解决以上技术问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种节能型水管防爆加热系统，包括一水管，其特征在于，还包括至少一水力发电机系统、至少一加热装置，所述水力发电机系统包括一水轮、一发电机装置，所述水轮位于所述水管内；

所述水轮连接所述发电机装置，所述发电机装置的电源输出端连接所述加热装置，所述加热装置连接所述水管。

本发明的水轮在水管内水流的驱动下转动，所述水轮带动所述发电机装置转动发电，而所述加热装置将利用所述发电机装置所产生的电能对水体进行一定的加热，不仅可避免所述水管内水体冻结而产生爆管的可能，且加热过程环保节能，无需另外接入电源，即可实现对所述水管内水体的加热。

所述发电机装置包括转子装置、定子装置，所述转子装置位于所述水管内，所述转子装置包括偶数个永磁体，所述永磁体连接所述水轮。以便所述水轮转动时，带动所述永磁体一起转动，使得所述定子装置能够切割所述永磁体产生的磁力线，产生电流。

偶数个所述永磁体围绕所述水轮的中心轴线呈圆环状均匀分布，相互对立的所述永磁体的磁极相反，相邻的所述永磁体的磁极相反。

所述定子装置包括定子绕组、呈环状的定子铁芯，所述定子绕组缠绕所述定子铁芯，所述定子铁芯的内壁依附在所述水管外壁上，所述水管位于所述定子铁芯内。将所述定子铁芯设置在所述水管外壁上，可有效保证所述定子装置免受水流的损坏，降低所述发电机装置漏电的可能性，延长所述水力发电机的使用寿命。

所述加热装置包括一管状加热板、一管道、一变流器，所述管道内壁设有一凹槽，所述管状加热板位于所述凹槽内，所述管状加热板连接所述变流器，所述变流器连接一微型处理器系统，所述管道的进水口连接所述水管的出水口。所述水管内的水流经过所述水轮后，水流的流速被一定减弱并流进所述管道内，所述管状加热板对水流进行加热。

还包括至少一蓄电池装置，所述加热装置通过所述蓄电池装置连接所述发电机装置，所述蓄电池装置包括一蓄电池、一变压器，所述蓄电池连接所述变压器，所述变压器连接发电机装置的电源输出端。所述发电机装置所产生的电流电压不稳，需先由所述变压器对其进行变压后方可进行存储。

还包括两个传感器组，两个传感器分别为温度传感器组、电压传感器组，所述温度传感器组、电压传感器组分别连接所述微型处理器系统。

所述温度传感器组包括至少两个温度传感器，至少一个所述温度传感器位于所述水管的进水口，至少一所述温度传感器位于所述管道的出水口。所述温度传感器对加热前的水流与加热后的水流的温度分别进行测试，当所述温度传感器测得温度低于设定的最低温度时，所述微型处理器系统启动所述加热装置进行加热，当位于所述管道的出水口的温度传感器测得的温度值大于所述微型处理器系统设定的最高温度，所述加热装置停止加热，避免水流温度过高。

所述电压传感器组包括至少两个电压传感器，一所述电压传感器连接所述发电机装置的电源输出端，另一所述电压传感器连接所述蓄电池的电源输入端。

所述水管的入水口、管道的出水口各设有一连接接口，所述连接接口处设有锁紧螺母，用于与水管管路连接。

所述水管、管道采用非金属材质制成，优选采用PPR材质。

所述管状加热板与所述凹槽的接触面上设有一层隔热层，所述隔热层保护所述管道免受所述管状加热板的高温影响。所述隔热层可以采用陶瓷化硅橡胶材料制成的隔热层。

有益效果：由于采用上述技术方案，本发明通过水管内水流进行发电制热，不仅节能环保，且可有效为水管内的水流进行加温，防止水管冰冻爆裂。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的横截面示意图；

图3为本发明的电路示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。

参照图1、图2、图3，一种节能型水管防爆加热系统，包括一水管1，还包括至少一水力发电机系统、至少一加热装置3，水力发电机系统包括一水轮21、一发电机装置2，水轮21连接发电机装置2，发电机装置2的电源输出端连接加热装置3；水轮21位于水管1内，加热装置连接水管1。本发明的水轮21在水管1内水流的驱动下转动，水轮21带动发电机装置转动发电，而加热装置3将利用发电机装置所产生的电能对水体进行一定的加热，不仅可避免水管内水体冻结而产生爆管的可能，且加热过程环保节能，无需另外接入电源，即可实现对水管内水体的加热。

发电机装置2包括转子装置22、定子装置23，转子装置22位于水管1内，转子装置包括偶数个永磁体，永磁体连接水轮21。偶数个永磁体围绕水轮21的中心轴线呈圆环状均匀分布，相互对立的永磁体的磁极相反，相邻的永磁体的磁极相反。水轮21转动时，带动转子装置22一起转动，使得定子装置23能够切割转子装置产生的磁力线，产生电流。定子装置23包括定子绕组、呈环状的定子铁芯，定子绕组缠绕定子铁芯，定子铁芯的内壁依附在水管外壁上，水管1位于定子铁芯内。将定子铁芯设置在水管外壁上，可有效保证定子装置免受水流的损坏，降低发电机装置漏电的可能性，延长水力发电机的使用寿命。

加热装置3包括一管状加热板32、一管道31、一变流器33，管道1内壁设有一凹槽，管状加热板32位于凹槽内，管状加热板32连接变流器33，变流器33连接一微型处理器系统5，管道32的进水口连接水管1的出水口。水管1内的水流经过水轮21后，水流的流速被一定减弱并流进管道内，管状加热板对水流进行加热。

还包括至少一蓄电池装置4，加热装置3通过蓄电池装置4连接发电机装置2，蓄电池装置4包括一蓄电池41、一变压器42，蓄电池41连接变压器42，变压器42连接发电机装置2的电源输出端。发电机装置2所产生的电流电压不稳，需先由变压器对其进行变压后方可进行存储。

还包括两个传感器组，两个传感器分别为温度传感器组51、电压传感器组52，温度传感器组51、电压传感器组52分别连接微型处理器系统5。温度传感器组51包括至少两个温度传感器，至少一个温度传感器位于水管的进水口，至少一温度传感器位于管道的出水口。温度传感器对加热前的水流与加热后的水流的温度分别进行测试，当温度传感器测得温度低于设定的最低温度时，微型处理器系统5启动加热装置进行加热，当位于管道的出水口的温度传感器测得的温度值大于微型处理器系统5设定的最高温度，加热装置停止加热，避免水流温度过高。电压传感器组52包括至少两个电压传感器，一电压传感器连接发电机装置2的电源输出端，另一电压传感器连接蓄电池41的电源输入端。

水管1的入水口、管道31的出水口各设有一连接接口，连接接口处设有锁紧螺母，用于与水管管路连接。水管1、管道31采用非金属材质制成，优选采用PPR材质。管状加热板与凹槽的接触面上设有一层隔热层，隔热层保护管道免受管状加热板的高温影响。隔热层可以采用陶瓷化硅橡胶材料制成的隔热层。

在水流经水管1时，水轮21在水流的作用下带动转子装置23进行快速旋转，此时定子装置22与转子装置23做相对运动，根据电磁感应原理，定子装置产生电流，并由蓄电池装置4进行蓄能，蓄电池装置内的电能即可给加热装置进行供电，可以外接其他设备使用。而温度传感器组51测得水管内的水流进行实时测试，如果水流温度过低时，微型处理器系统5启动加热装置3对水流进行加温，而加热装置3加热所需要电能由蓄电池装置提供4，待水流温度达到设定的最高温度时，加热装置3暂停加热，避免水温过高影响使用。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种节能型水管防爆加热系统，包括一水管，其特征在于，还包括至少一水力发电机系统、至少一加热装置，所述水力发电机系统包括一水轮、一发电机装置，所述水轮连接所述发电机装置，所述发电机装置的电源输出端连接所述加热装置；

所述水轮位于所述水管内，所述加热装置连接所述水管；

所述加热装置包括一管状加热板、一管道、一变流器，所述管道内壁设有一凹槽，所述管状加热板位于所述凹槽内，所述管状加热板连接所述变流器，所述变流器连接一微型处理器系统，所述管道的进水口连接所述水管的出水口。

2.根据权利要求1所述的节能型水管防爆加热系统，其特征在于：所述发电机装置包括转子装置、定子装置，所述转子装置位于所述水管内，所述转子装置包括偶数个永磁体，所述永磁体连接所述水轮。

3.根据权利要求2所述的节能型水管防爆加热系统，其特征在于：偶数个所述永磁体围绕所述水轮的中心轴线呈圆环状均匀分布，所述永磁体两两对立设置，相互对立的所述永磁体的磁极相反，相邻的所述永磁体的磁极相反。

4.根据权利要求3所述的节能型水管防爆加热系统，其特征在于：所述定子装置包括定子绕组、呈环状的定子铁芯，所述定子绕组缠绕所述定子铁芯，所述定子铁芯的内壁依附在所述水管外壁上，所述水管位于所述定子铁芯内。

5.根据权利要求1所述的节能型水管防爆加热系统，其特征在于：还包括至少一蓄电池装置，所述加热装置通过所述蓄电池装置连接所述发电机装置，所述蓄电池装置包括一蓄电池、一变压器，所述蓄电池连接所述变压器，所述变压器连接发电机装置的电源输出端。

6.根据权利要求5所述的节能型水管防爆加热系统，其特征在于：还包括两个传感器组，两个传感器组分别为温度传感器组、电压传感器组，所述温度传感器组、电压传感器组分别连接所述微型处理器系统；

所述温度传感器组包括至少两个温度传感器，至少一个所述温度传感器位于所述水管的进水口，至少一所述温度传感器位于所述管道的出水口；

所述电压传感器组包括至少两个电压传感器，一所述电压传感器连接所述发电机装置的电源输出端，另一所述电压传感器连接所述蓄电池的电源输入端。

7.根据权利要求6所述的节能型水管防爆加热系统，其特征在于：所述水管的入水口、管道的出水口各设有一连接接口，所述连接接口处设有锁紧螺母。

8.根据权利要求7所述的节能型水管防爆加热系统，其特征在于：所述管状加热板与所述凹槽的接触面上设有一层隔热层，所述隔热层采用陶瓷化硅橡胶材料制成。

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