[实用新型]一种电力自足型可调水温智能供水终端

说明书

一种电力自足型可调水温智能供水终端，包括冷进水管、热进水管、汇流管、出水口、温差发电模块、供电管理模块和电子功能模块，温差发电模块的冷、热端面分别与冷进水管和热进水管表面紧密接触；温差发电模块利用冷、热端面间的温差发电，并驱动电子功能模块工作；供电管理模块包括控制电路、升压电路和充放电电池组，其中控制电路能够控制充放电电池组在充电模式、休眠模式、放电模式中切换。本实用新型免维护、高安全、节能环保。

技术领域

本实用新型涉及可调水温智能供水终端领域，尤其是一种电力自足型可调水温智能供水终端。

背景技术

现有可调水温且带电子功能模块的智能供水终端，出水口普遍与冷进水管和热进水管连接，通过调节冷热进水管水流量实现出水水温调节。电子功能模块的电源供给主要有以下几种方式：1.水管内安装小型水力发电机，利用水流带动发电机叶片转动，获得电力；2.安装内部电池；3.外接电源。

然而上述几种方式存在如下问题：小型水力发电机与水流直接接触，设备容易腐蚀、损坏，寿命较短，其维修、更换也较为麻烦；使用内部电池的智能供水终端需定期更换电池，影响使用，且累积更换成本(包括电池和人工)高；而外接电源供电易造成安全事故、且耗能较高。

近期有研究报道利用温差电池发电实现了智能供水终端的电力供应。其中，专利文献（CN 204420269 U）公开了将温差发电模块安装在数码电子水龙头的冷热进水管之间，通过热端吸热片从热进水管吸收热量，通过冷端散热片将来自热端的热量通过冷进水管散去，从而借助冷热水管间的温差在温差电模块冷热端建立温差，通过温差电模块的电力输出驱动数码电子模块工作。该装置借助温差电模块供电，可实现供电模块的长寿命、免维护、高安全性和节能环保，但这一设计存在两个明显不足：(1).该温差自发电数码电子水龙头的电力供应完全来自温差电模块，而模块输出功率直接取决于冷热水管温差，因此输出功率性能极不稳定。例如：夏季冷水管温度高，热水管温度低，温差小，相应的，温差电模块输出功率低，易造成供电不足，数码电子功能模块无法正常工作。在夏天，在某些地区，相当数量的人群习惯洗冷水澡，此时温差电模块冷热端面没有温差，模块电力输出为零，数码电子功能模块将停止工作。而冬天则情况相反，冷水管温度低，热水管温度高，温差大，输出功率大，如不适当调节，输出功率过高可能损伤数码电子功能模块。(2).根据该设计，温差电模块仅局限于水龙头内部，通常水龙头尺寸较小，且结构紧凑，这将极大限制温差电模块的尺寸和构型，考虑到目前温差电模块的发电效率普遍较低，因此这样的设计必将导致系统供电能力不足，从而极大制约数码电子功能模块的设计。

专利文献（CN 208442367 U）给出了另一种温差式节水水龙头。该设计利用温差发电片通过升压电路为蓄电池充电，然后通过蓄电池放电驱动电子功能模块工作。其中温差发电片冷端位于水龙头壳体内部(与水管管壁接触)，热端位于水龙头壳体外部。该设计所涉及水龙头不含热进水管，不具备水温调节功能，相应地，温差发电片只能利用冷水管与水龙头壳体外部空气间的温差发电。该设计的目的是通过温差发电片为蓄电池充电，通过蓄电池放电驱动电子功能模块稳定工作。但在实际应用时，上述温差式节水水龙头存在以下缺陷：(1).温差发电片的输出电力将极其微弱，蓄电池电量将很快用完，无法及时补充。这是因为，一方面，上述温差发电片冷端没有强制冷却功能，热端没有主动制热功能，因此冷热端温差非常小，甚至在相当多情况下接近零温差。考虑到单个温差发电片的输出电功率即使在较大(例如30度)温差下也普遍很低，而当温差减小时，温差发电片的输出电功率将随温差减小加速下降，因此该设计单个温差发电片的输出电功率将极其微弱；另一方面，与CN 204420269 U类似，该设计的温差发电片仅局限于水龙头附近有限空间内，因此难以通过大幅度增加温差发电片数量(事实上考虑到温差发电片的成本较高，大量增加温差发电片的数量并不可行)弥补发电量的不足。上述两个原因导致该设计温差发电片的输出电功率将极其微弱，虽然可以借助升压模块为蓄电池充电，充电速度也将极其缓慢，充电时间将极其漫长。因此即使现代电子功能模块功耗极小，在相当多的情况下，该设计的温差发电片还是难以为整个系统提供充足电力，蓄电池电量将因无法及时得到足够的补充而逐步耗尽。相应的，电子功能模块将无法工作。