CN105827154B - 基于供暖设施的自供电传感系统 - Google Patents

基于供暖设施的自供电传感系统 Download PDF

Info

Publication number
CN105827154B
CN105827154B CN201610330319.XA CN201610330319A CN105827154B CN 105827154 B CN105827154 B CN 105827154B CN 201610330319 A CN201610330319 A CN 201610330319A CN 105827154 B CN105827154 B CN 105827154B
Authority
CN
China
Prior art keywords
energy
thermo
electric
electric generation
fin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610330319.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN105827154A (zh
Inventor
戴征武
李继双
陈远宁
章伟聪
郭龙飞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mienki (Zhejiang) sensor technology Co.,Ltd.
Original Assignee
Ningbo Wei Nengwulian Science And Technology Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ningbo Wei Nengwulian Science And Technology Ltd filed Critical Ningbo Wei Nengwulian Science And Technology Ltd
Priority to CN201610330319.XA priority Critical patent/CN105827154B/zh
Publication of CN105827154A publication Critical patent/CN105827154A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105827154B publication Critical patent/CN105827154B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N11/00Generators or motors not provided for elsewhere; Alleged perpetua mobilia obtained by electric or magnetic means
    • H02N11/002Generators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00Details
    • F24D19/10Arrangement or mounting of control or safety devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

本发明公开基于供暖设施的自供电传感系统,包括温差发电单元、能量采集存储单元、控制单元,以及系统服务器;其中温差发电单元包括温差发电芯片、固定在所述温差发电芯片上面的散热片、固定在所述温差发电芯片下面的导热片。本发明利用供暖系统自身提供的热源,利用温差发电原理为负载提供电能,负载为供暖系统的控制设备、流量调节阀等,从而实现了能量的循环使用,清洁环保;通过能量存储器存储温差转换的剩余电能,做到节能的极致,能量存储器与其他电路组装为一个整体,集成度高,适用范围广。

Description

基于供暖设施的自供电传感系统
技术领域
本发明涉及温差发电自供电技术领域,尤其涉及基于供暖设施的自供电传感系统。
背景技术
集成电路技术的进步发展了超低功耗应用的芯片,它用电量低,可以通过采集周围环境中能量源的供电方式,形成自供电电子系统。例如,在无线联网中的自有源传感器系统中,包括微控制器、传感器输入的模拟/数字(A/D)转换器和无线射频收发器的功能,它可以结合光伏能量收集装置供电与充电电化学存储设备(充电电池)。
对于射频充电与采集电器和固体电池,虽然分别已经有相关的报道,但是,实现这一技术方案需要解决一系列新的问题,如:选择物理性能优良价格合理的材料以保证器件良好的能源转换及存储性能;采取有效的隔离屏蔽设计以防止集成器件之间可能产生的相互干扰。
无线传感器件对电源有不同的要求,由弱电控制的供暖系统的控制电路需要可以自行充电的供电系统来延长器件的使用寿命,降低维护成本。
发明内容
针对上述问题,本发明提供一种自供电传感系统,利用供暖系统产生的热量,为供暖系统的节能控制系统进行供电,实现能源的循环使用。
基于供暖设施的自供电传感系统,包括温差发电单元,与热源直接接触,将温度差转换成电能并分别将温度和电能输出;能量采集存储单元,采集所述温差发电单元输出的温度和电能,存储电能,并将温度转换为电信号;控制单元,接收所述能量采集存储单元提供的电压作为电源,同时采集系统中各参数传感器的信号;系统服务器,用来接收所述控制单元发送的信号;以及调节阀,其与所述控制单元相连,用来根据控制单元的命令调节热流量。其中所述温差发电单元包括温差发电芯片、固定在所述温差发电芯片上面的散热片簇、固定在所述温差发电芯片下面的导热片;所述散热片簇呈扇形,由4~12个散热片组成,散热片的底端设有底座,散热片的底端与所述底座连为一体,所述底座厚度为2~20mm,相邻散热片之间的角度为5°~10°;所述散热片高度为50~100mm,所述散热片厚度为1~5mm,所述散热片上设有条状凸起,以增加表面积来提高散热效率;所述能量采集存储单元包括能量采集电路、能量存储器和信号转换电路,所述能量采集电路采集所述温差发电芯片产生的电能,所述能量存储器用来存储电能并在需要时释放电能,所述信号转换电路将从所述散热片和所述导热片采集的温度转换成电信号;所述信号转换电路的输出端和所述能量采集电路的输出端均与所述控制单元相连。
所述能量存储器为充电电池或超级电容。
所述温差发电单元还包括导热底座,与所述导热片紧密连接,用于固定在热源即供暖系统的管道上,使温差发电器件热端保持高温。
所述能量采集电路后还连接有稳压电路。
所述参数传感器为温度传感器、流量传感器、压力传感器中的至少一种。
所述控制单元通过无线通信模块与所述系统服务器连接,连接方式为GPRS、3G、4G、Wifi、Zigbee、SmartMesh IP中的一种。
本发明利用供暖系统自身提供的热源,利用温差发电原理为负载提供电能,负载为供暖系统的控制设备,从而实现了热能-电能-热能的循环使用,清洁环保;通过能量存储器存储温差转换的剩余电能,做到节能的极致,能量存储器与其他电路组装为一个整体,集成度高,适用范围广。
附图说明
图1为实施例基于供暖设施的自供电传感系统的结构框图;
图2为图1实施例自供电传感系统的温差发电单元的装配图;
图3为图1实施例自供电传感系统中的能量采集存储单元的装配图;
附图标记说明:
11—温差发电芯片、12—散热片簇、121—散热片、122—底座、13—导热片、14—导热底座、15—第一输出接口、21—能量存储器、22—集成电路板、23—输入接口、24—第二输出接口、25—封装盖。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
如图1所示,本实施例是应用在供暖系统中的自供电传感系统,依次包括温差发电单元、能量采集存储单元、控制单元、系统服务器和调节阀,其中温差发电单元包括温差发电芯片11、散热片121和导热片13,能量采集存储单元包括能量采集电路、信号转换电路和能量存储器21。导热片13为温度高的部分,其热量传递给温差发电芯片的下端面,热量通过散热片121散出,温差发电芯片11的上端面因此温度降低,由温差转换成电能,电信号传送到能量采集存储单元的能量采集电路,同时导热片13和散热片121分别将高温和低温通过传感器传到信号转换电路,转换为电信号。
在负载进入低功耗时,将温差发电单元产生的多于负载的电能存储至能量存储器21中,负载进入工作模式时,用于补充温差发电单元输出能量不足,达到系统连续工作的效果。
负载需要稳定的工作电压,稳压电路将温差发电单元产生的电能或能量存储器21存储的电能转换成稳定的电压输出,稳压值为直流2-36V,用以为控制单元提供电能。信号转换电路产生的微弱电能也输送到控制单元。
控制单元作为供暖系统的核心部件,采集系统中各参数传感器的信号,如温度传感器、压力传感器、流量传感器等,并将参数上传至系统服务器,以及通过发出控制指令用来控制调节阀。控制单元和系统服务器之间通过无线通信模块连接,连接方式为GPRS、3G、4G、Wifi、Zigbee、SmartMesh IP中的一种。
如图2所示,温差发电单元包括温差发电芯片11,利用上端面和下端面的温度差进行发电;上端面上有若干散热片簇12,下端面连有导热片13,导热片13下连接有导热底座14,导热底座14可拆卸,当热源为平面时,导热片13接触热源,当热源为管道时,利用导热底座14固定在热源上,以将热源的热量尽可能多的传导至温差发电芯片11的热端,以使温差发电芯片11的热端的温度尽量高,冷热端温差尽可能大。第一输出接口15包括电源输出接口和传感器输出接口,电源输出接口将由温差转换成的电能作为电源输出至能量采集电路;传感器输出接口用于指示温差发电芯片11冷热端的温度,以方便了解系统的工作状态。
本实施例中散热片簇12的构造独特,呈扇形,由多个散热片121组成,一般为3~12个,每个散热片121高50~100mm,厚2~20mm,散热片121体上分布有条状凸起,以增大散热面积;相邻的散热片121间的角度为5°~10°,有利于充分快速散热;散热片121下端设有底座122,两者连为一体,材质为铝,底座122厚度为2~20mm。本实施例中散热片的这种结构,散热效率高,比采用冷却水散热节省能源,方便使用。
如图3所示,能量采集存储单元包括集成电路板22、能量存储器23。集成电路板22中有能量采集电路以及与之相连的稳压电路,用于将从温差发电单元产生的电能进行有效采集和稳压滤波,继而为负载提供稳定的直流电压;信号转换电路,将采集到的高低温度转换为电信号,也输出到负载。能量存储器23可以是蓄电池或超级电容。本实施例还包括输入接口24和第二输出接口25,输入接口24连接温差发电单元的第一输出接口15,第二输出接口25用于输出稳定的电压和传感器信号。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段,还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。

Claims (6)

1.基于供暖设施的自供电传感系统,其特征在于,包括
温差发电单元,与热源直接接触,将温度差转换成电能并分别将温度和电能输出;
能量采集存储单元,采集所述温差发电单元输出的温度和电能,存储电能,并将温度转换为电信号;
控制单元,接收所述能量采集存储单元提供的电压作为电源,同时采集系统中各参数传感器的信号;
系统服务器,用来接收所述控制单元发送的信号;以及调节阀,其与所述控制单元相连;其中所述温差发电单元包括温差发电芯片、固定在所述温差发电芯片上面的散热片簇、固定在所述温差发电芯片下面的导热片;所述散热片簇呈扇形,由4~12个散热片组成,散热片的底端设有底座,散热片的底端与所述底座连为一体,所述底座厚度为2~20mm,相邻散热片之间的角度为5°~10°;所述散热片高度为50~100mm,所述散热片厚度为1~5mm,所述散热片上设有条状凸起;
所述能量采集存储单元包括能量采集电路、能量存储器和信号转换电路,所述能量采集电路采集所述温差发电芯片产生的电能,所述能量存储器用来存储电能并在需要时释放电能,所述信号转换电路将从所述散热片和所述导热片采集的温度转换成电信号;所述信号转换电路的输出端和所述能量采集电路的输出端均与所述控制单元相连。
2.根据权利要求1所述的自供电传感系统,其特征在于,所述能量存储器为充电电池或超级电容。
3.根据权利要求1所述的自供电传感系统,其特征在于,所述温差发电单元还包括导热底座,与所述导热片紧密连接,用于固定在热源上。
4.根据权利要求1所述的自供电传感系统,其特征在于,所述能量采集电路后还连接有稳压电路。
5.根据权利要求1所述的自供电传感系统,其特征在于,所述参数传感器为温度传感器、流量传感器、压力传感器中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的自供电传感系统,其特征在于,所述控制单元通过无线通信模块与所述系统服务器连接,连接方式为GPRS、3G、4G、Wifi、Zigbee、SmartMesh IP中的一种。
CN201610330319.XA 2016-05-18 2016-05-18 基于供暖设施的自供电传感系统 Active CN105827154B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610330319.XA CN105827154B (zh) 2016-05-18 2016-05-18 基于供暖设施的自供电传感系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610330319.XA CN105827154B (zh) 2016-05-18 2016-05-18 基于供暖设施的自供电传感系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105827154A CN105827154A (zh) 2016-08-03
CN105827154B true CN105827154B (zh) 2017-09-05

Family

ID=56530851

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610330319.XA Active CN105827154B (zh) 2016-05-18 2016-05-18 基于供暖设施的自供电传感系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105827154B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109612605A (zh) * 2018-10-23 2019-04-12 苏州曼能节能科技有限公司 一种温度采集装置
CN111478623A (zh) * 2019-01-23 2020-07-31 新奥科技发展有限公司 温差发电组件、传感器及热管网传感系统
CN110061542A (zh) * 2019-04-18 2019-07-26 洁电(北京)储能科技有限公司 一种基于温差发电的自供电系统及方法
CN110737290B (zh) * 2019-11-06 2021-04-09 中国石油化工股份有限公司 一种自适应电动阀门控制系统
CN111541399B (zh) * 2020-04-17 2021-05-18 杜智洋 一种自发电式监测装置
CN113357703A (zh) * 2021-06-08 2021-09-07 浙江浙大中控信息技术有限公司 一种城市供热管网的监控装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101619872B (zh) * 2009-07-31 2011-12-21 山东建筑大学 一种供暖系统用的装置
US20110150036A1 (en) * 2009-12-21 2011-06-23 Electronics And Telecommunications Research Institute Flexible thermoelectric generator, wireless sensor node including the same and method of manufacturing the same
TWI418969B (zh) * 2010-12-01 2013-12-11 Ind Tech Res Inst 自驅動型熱電電耗偵測裝置及方法
CN203443676U (zh) * 2013-09-18 2014-02-19 国家电网公司 一种利用温差供电的无线温度传感器
CN104596671A (zh) * 2015-02-03 2015-05-06 东南大学 基于温差与叶轮互补发电技术的智能远传热量表及其工作方法
CN104852635A (zh) * 2015-06-02 2015-08-19 广州成科信息科技有限公司 一种温差电源对传感设备供电的方法
CN105465411A (zh) * 2016-01-19 2016-04-06 佛山吉宝信息科技有限公司 半导体温差发电式采暖电动阀
CN205622546U (zh) * 2016-05-18 2016-10-05 宁波微能物联科技有限公司 基于供暖设施的自供电传感系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN105827154A (zh) 2016-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105827154B (zh) 基于供暖设施的自供电传感系统
CN206364153U (zh) 一种基于半导体热电效应的电池组热管理装置
CN107946683B (zh) 一种大温差环境下动力电池热管理装置
CN109100050A (zh) 采用温差模块供电的无源无线火电厂壁温测量系统
CN107284179A (zh) 一种基于光伏发电的车载辅助空调系统
CN104596671A (zh) 基于温差与叶轮互补发电技术的智能远传热量表及其工作方法
CN105226346A (zh) 多旋翼无人机的电池恒温设备及测温方法
CN102486494B (zh) 热电电耗检测系统及方法
CN109301368A (zh) 新能源电动汽车电池综合热管理系统及控制方法
CN205622546U (zh) 基于供暖设施的自供电传感系统
CN206061381U (zh) 散热装置
CN207834511U (zh) 一种大温差环境下动力电池热管理装置
CN205944335U (zh) 电池包的温度控制系统
CN209374610U (zh) 新能源电动汽车电池综合热管理系统
CN203323472U (zh) 一种太阳能半导体制冷冰柜
CN209374504U (zh) 一种带有均温板的汽车电池热管理系统
CN109297190B (zh) 一种蓄热电锅炉及其控制系统
CN208400984U (zh) 一种新型电池包结构
CN109301390A (zh) 带有弯曲热平衡热管的汽车电池热管理系统及控制方法
CN104848950A (zh) 一种无源室外温度传感器
CN204679185U (zh) 基于温差与叶轮互补发电技术的智能远传热量表
CN209374619U (zh) 带有弯曲热平衡热管的汽车电池热管理系统
CN209840440U (zh) 太阳能全光谱热电联供系统
Li et al. Supply and demand oriented energy management in the internet of things
CN106549475A (zh) 一种基于半导体温差发电模块的无线传感器供电单元

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20210811

Address after: 317200 floor 33, building 5, No. 33, Yongxing Road, Guantang village, Shifeng street, Tiantai County, Taizhou City, Zhejiang Province

Patentee after: Mienki (Zhejiang) sensor technology Co.,Ltd.

Address before: 315800 room 312, 3 / F, building 4, No. 7, Chuangye Avenue, Ningbo Bonded West District, Ningbo City, Zhejiang Province

Patentee before: NINGBO MIENERGY INTERNET OF THINGS TECHNOLOGY Co.,Ltd.