fluent能量收集技术研究和装置设计仿真(2)
4.4 间歇工作的供电研究 26
4.5 超声波热能表的电源系统 27
结论 29
致谢 30
参考文献 31
1 引言
1．1 能量收集技术
能量收集技术的历史比较悠久，从人类社会使用各种自然界能源进行生产生活开始，能量收集技术就一直是人类社会中重要的课题，能量收集的方式方法也在不断的发展。近年来随着电子设备和无线机器超低耗电的实现和高效充电器的开发，微小电力能够派上的用场也日益增多起来。尽管这方面的能量收集自2000 年初就已经出现了，但是最近的技术发展才将能量收集推进到可商用的程度。
世界正在变得越来越绿色。工程师们带来了创新的方法，利用非传统能源来源，减少温室气体排放量，帮助拯救我们的星球。这些都是我们周围常见但是以前被忽视，或者更准确一点的说法是以前无法被采集到的物理能源。这些潜在的物理能量源包括：利用温度差 “热电发生器、热电堆、甚至人体温差”、利用机械振动或应变 “压电和机电装置” 和光 “光伏太阳能电池”等。
从原理上看，许多方面都与大规模发电相同，但能量收集设备的特征是也能够利用适合于微小电力回收的方式。能量收集技术是一种新型的发电技术，可以通过能量收集器将其它形式的能量转化为电能。目前，进行能量收集的方法主要有：压电陶瓷或压电薄膜振动发电、噪声发电、太阳能发电、温差发电等。
1、太阳能发电方式主要有太阳能热发电和太阳能光发电两种，太阳能光发电是指直接将光能转换为电能，无需通过热过程，主要是利用半导体元件在太阳光的照射下带电荷的特性。光发电是效率最高的电能回收方式，家用太阳能发电等发电方式可谓家喻户晓。
2、热（温度差）发电利用的是对各种不同的材料加热（温度差）后产生电动势的塞贝克效应，所以从装置的发热和废热中可以得到电力。
3、运动（振动）发电，可以举出的例子有通过磁石和线圈所产生的电磁感应与电荷的静电感应来实现的静电发电、将形变转化为电荷的压电发电。
4、电磁波发电，通过天线接收传播在环境中的电波并进行整流后得到电力，即根据矿石收音机的原理进行发电。电视节目等的电波并不存在于自然界，而在现代社会中，没有电波的环境是不可想象的，所以我们可以认为电波是环境能源的一部分。噪声是一种声波，也是一种能量的主体形式，可以利用起来用于发电。
1．2 课题意义
目前，国家正在城市集中供热系统中大力推广户用热能计量，以改变结算方式，达到节约能源的目的。户用超声波热能计量表是一种性能优越的低功耗计量仪表，但目前因其采用电池供电，需要定期更换，工作量太大，费时费力，会使供热公司大大增加运营成本，因此在推广应用中阻力较大。针对这一使用局限，以能量采集技术为方法，提供了一种可行性方案，提出本课题，采用合适的能量收集技术，收集热能表工作环境中的能量，转换为电能后实现给热能表充电，解决了热能表应用的障碍，实现装置工作环境的绿色化以及能源的充分利用。
1.3 超声波热能表简介
目前国内市场上的热量表产品，其流量测量部分多采用机械式叶轮结构，这种结构对水质要求较高，要加装过滤装置，需要经常校表，使用寿命短，并且对于户用小
流量流体测量精度不高。
超声波热量表主要由积算仪，超声波流量传感器和配对温度传感器三部分组成。将一对温度传感器分别安装在通过载热流体的上行管和下行管上，流量计安装在流体入口或回流管上(流量计安装的位置不同，最终的测量结果也不同,结构如图2.1)