基於風能致熱的室內溫度綜合調節系統及方法
2023-05-22 01:56:41 2
基於風能致熱的室內溫度綜合調節系統及方法
【專利摘要】本發明提供一種基於風能致熱的室內溫度綜合調節系統，其由風力機帶動渦電流致熱器將液體顯熱存儲蓄熱器中的水加熱，通過套管式換熱器，冬季用於向室內供暖；液體顯熱存儲蓄熱器中的熱水可作為吸收式製冷裝置的熱源，通過運行，在夏日即可降低室內溫度。在風能致熱系統中應用渦電流致熱器，系統總效率較高；設備結構比較簡單；對風況質量要求不高，對不同風速變化頻率、不同風速範圍有較好的適應性能。本發明是利用風能致熱系統對室溫進行升溫降溫綜合控制，是風能致熱技術在生產生活中的應用發展。
【專利說明】基於風能致熱的室內溫度綜合調節系統及方法
[0001]【技術領域】:本發明涉及一種基於風能致熱的室內溫度綜合調節系統。屬風能致熱【技術領域】。用於風能致熱技術開發利用問題。
[0002]【背景技術】:風能是一種可再生能源，人們利用風能的歷史源遠流長。隨著時代的發展，風能利用領域在逐漸擴大。風能的利用主要應用於風力發電裝置和風力提水，然而隨著風力機效率的提高，風能利用的另一種主要形式——風力致熱成為新的研究課題，具有良好的應用發展前景。風能致熱是將風能轉化為熱能。風力致熱是近幾十年來興起的風能開發利用技術。
[0003]風力致熱主要是機械變熱。風力致熱有四種:液體攪拌致熱、固體磨擦致熱、擠壓液體致熱和渦電流法致熱等。
[0004]1、液體攪拌致熱在風務機的轉軸上聯接一攪拌轉了，轉子上裝有葉片，將攪拌轉子置於裝滿液體的攪拌罐內，罐的內壁為琿子，也裝有葉片，當轉子帶動葉片放置時，液體就在定子葉片之間作渦流運行，並不斷撞擊葉片，如此慢慢使液體變熱，就能得到所需要的熱能。這種方法可以在任何風速下運行，比較安全方便，磨損小。
[0005]2、固體磨擦致熱風力機的風輪雷動，在轉運軸上安裝一組制動元件，利用離心力的原理，使制動元件與固體表面發生磨擦。用磨擦產生的去加熱油，然後用水套將熱傳出，即得到所需的熱。這種方法比較簡便，但是著急在於制動元件的材質，要選擇合適的耐摩材料。國內試驗，採用普通汽車的剎車片做制動元件，大約運轉300小時就要更換，磨損太快。
[0006]3、擠壓液體致熱這種方法要利用液壓泵和阻尼孔來進行致熱，當風力機帶動液壓泵工作時，將液體工質(通常為油料)加壓，使機械能產生液壓作用，多面手讓被加壓的工質從狹小的阻尼孔高速噴出，使其迅速射在阻尼孔後尾流管中的液體上，於是發生液體分子間的高速衝擊和磨擦，這就使液體發熱。這種方法也沒有部件磨損，比較可靠。
[0007]4、渦電流法致熱靠風力機轉軸驅動一個轉子，在轉子外緣與定子之間裝上磁化線圈，當微弱電流通過磁化線圈時，便產生磁力線。這時轉子放置，則切割磁力線，在物理學上，磁力線被切割進，即產生渦電流，並在定子和轉子之間生成熱。這就是渦電流致熱。為了保持磁化線圈不被壞，可在定子外套加一環形冷卻水套，不斷把熱帶走，於是人們就能得到所需要的熱水，這種致熱過程主要是機械轉運，磁化線圈所消耗的電量很少，而且呆以從由風力發電充電的蓄電池獲得直流電源，因此不同一電加熱，風能轉換效率較高。
[0008]我國地域幅員遼闊，風能資源豐富，特別實在廣大農村農業生產中，以熱的形式加以利用的能量很多，這些對熱能的需求一般並不要求太高的溫度，且風能致熱對風質量要求不高，多數致熱器都能在很寬的範圍內正常工作，多數致熱裝置結構比較簡單，操作容易，安裝、移動方便，充分利用風能致熱能產生良好的經濟社會效益。
【發明內容】
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[0009]發明目的:一種基於風能致熱的室內溫度綜合調節系統，其目的是利用風能致熱技術調節室內溫度，是風能制熱技術開發利用問題。
[0010]技術方案:本發明是通過以下技術方案實現的:[0011]一種基於風能致熱的室內溫度綜合調節裝置，其特徵在於:該裝置包括風力機、致熱器、水泵、蓄熱器、換熱器和製冷裝置；風力機連接致熱器並帶動致熱器工作，致熱器與蓄熱器通過循環管路連接，蓄熱器一方面通過循環管路與製冷裝置連接，另一方面通過循環管路與換熱器連接。
[0012]致熱器與蓄熱器連接的循環管路包括進水管與回水管，在致熱器與蓄熱器之間的回水管上設置有水泵；蓄熱器與換熱器連接的循環管路也包括進水管與回水管，在蓄熱器與換熱器連接的回水管處設置有另一個水泵。
[0013]致熱器為渦電流致熱器，蓄熱器為液體顯熱存儲的蓄熱器，換熱器為套管式換熱器，製冷裝置採用吸收式製冷裝置；在蓄熱器上還設置有通風管。
[0014]換熱器為套管式換熱器，其由兩種不同直徑的管子組裝成同心管，兩端用U形彎管將它們連接成排，並根據實際需要，排列組合形成傳熱單元。
[0015]利用上述的基於風能致熱的室內溫度綜合調節裝置所實施的基於風能致熱的室內溫度綜合調節方法，其特徵在於:風力機採用水平軸升力型小型風力機，風力機的風輪葉片利用如下方法進行小型風輪葉片氣動設計:
[0016]風電機組的額定轉速應包括風輪額定轉速，即低速軸轉速和發電機額定轉速，即高速軸轉速；對於帶有增速齒輪的機組，二者的關係如下式:
【權利要求】
1.一種基於風能致熱的室內溫度綜合調節裝置，其特徵在於:該裝置包括風力機(I)、致熱器(2)、水泵、蓄熱器(4)、換熱器(5)和製冷裝置(6);風力機(I)連接致熱器(2)並帶動致熱器(2)工作，致熱器(2)與蓄熱器(4)通過循環管路連接，蓄熱器(4) 一方面通過循環管路與製冷裝置(6)連接，另一方面通過循環管路與換熱器(5)連接。
2.根據權利要求1所述的基於風能致熱的室內溫度綜合調節裝置，其特徵在於:致熱器(2)與蓄熱器(4)連接的循環管路包括進水管與回水管，在致熱器(2)與蓄熱器(4)之間的回水管上設置有水泵(3);蓄熱器(4)與換熱器(5)連接的循環管路也包括進水管與回水管，在蓄熱器(4)與換熱器(5)連接的回水管處設置有另一個水泵(7)。
3.根據權利要求1所述的基於風能致熱的室內溫度綜合調節裝置，其特徵在於:致熱器為渦電流致熱器，蓄熱器為液體顯熱存儲的蓄熱器，換熱器為套管式換熱器，製冷裝置採用吸收式製冷裝置；在蓄熱器(4)上還設置有通風管(8)。
4.根據權利要求1所述的一種基於風能致熱的室內溫度綜合調節系統，其特徵在於:換熱器為套管式換熱器，其由兩種不同直徑的管子組裝成同心管，兩端用U形彎管將它們連接成排，並根據實際需要，排列組合形成傳熱單元。
5.利用權利要求1所述的基於風能致熱的室內溫度綜合調節裝置所實施的基於風能致熱的室內溫度綜合調節方法，其特徵在於:風力機採用水平軸升力型小型風力機，風力機的風輪葉片利用如下方法進行小型風輪葉片氣動設計: 風電機組的額定轉速應包括風輪額定轉速，即低速軸轉速和發電機額定轉速，即高速軸轉速；對於帶有增速齒輪的機組，二者的關係如下式:
6.根據權利要求5所述的基於風能致熱的室內溫度綜合調節方法，其特徵在於:液體顯熱存儲蓄熱器的液體顯熱存儲材料採用水，蓄熱器單位時間散失的熱量為 式中，Q0為蓄熱器單位時間散失的熱量，Ws ； λ為保溫材料的導熱係數，ff/(m.0C)；h為蓄熱器內液體溫度，V ；t2為環境溫度，V ； δ為保溫層厚度，m ； 並在保溫材料的表面設置了防潮層。
【文檔編號】F24F5/00GK103776197SQ201310607262
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年11月26日 優先權日:2013年11月26日
【發明者】王士榮, 王曉東, 劉穎明, 馬鐵強, 劉玥 申請人:瀋陽工業大學