自发电感应式节水控制系统

兰建军 蔡晓霞 姜楚盈 马惊宵

(东北电力大学自动化工程学院，吉林 吉林 132012)

随着传统能源的紧缺，社会对节能的要求不断提高，光伏、风力和水力发电技术得以广泛发展[1,2]。为了节约用水，许多公共场合都安装有感应式节水器，其相关技术也得到持续关注与发展。陈炼森等提出基于单片机和红外感应双重控制的智能节水系统[3]；周晓伟等提出基于热释电红外感应的节水沐浴器[4]；司玉娜等在建立了感应式水龙头的节水模型后，实现了出水时间和出水速度的控制[5]；王晴和王建华利用热释电红外传感器设计智能型嵌入式节水系统[6]。但上述节水控制系统通常采用碱性电池或者市电供电，虽然实现了节水功能，但是感应式节水器的使用也额外增加了电能的消耗，同时碱性电池的大量使用也给电池回收和污染防治带来了巨大压力，无法满足国家构建资源节约、环境友好型社会的战略要求。为此，雷德颖等提出利用自来水管网进行发电的研究和探索[7,8]，也取得一定研究成果。

笔者提出一种可自行发电的自动感应式节水器设计方案，采用微型水轮机和发电机将管道中的水流动能转换成电能后为感应式节水器供电。在节水的同时，解决了节约电能消耗的问题。

自发电感应式节水控制系统主要包含管式水流发电单元、感应节水控制单元和蓄电池充电控制单元3个部分，如图1所示。管式水流发电单元主要包含旋翼式水轮机和小型直流发电机，将管路中的水流动能转换成电能；……