基于风能致热的室内温度综合调节系统及方法
【专利摘要】本发明提供一种基于风能致热的室内温度综合调节系统，其由风力机带动涡电流致热器将液体显热存储蓄热器中的水加热，通过套管式换热器，冬季用于向室内供暖；液体显热存储蓄热器中的热水可作为吸收式制冷装置的热源，通过运行，在夏日即可降低室内温度。在风能致热系统中应用涡电流致热器，系统总效率较高；设备结构比较简单；对风况质量要求不高，对不同风速变化频率、不同风速范围有较好的适应性能。本发明是利用风能致热系统对室温进行升温降温综合控制，是风能致热技术在生产生活中的应用发展。
【专利说明】基于风能致热的室内温度综合调节系统及方法
[0001]【技术领域】:本发明涉及一种基于风能致热的室内温度综合调节系统。属风能致热【技术领域】。用于风能致热技术开发利用问题。
[0002]【背景技术】:风能是一种可再生能源，人们利用风能的历史源远流长。随着时代的发展，风能利用领域在逐渐扩大。风能的利用主要应用于风力发电装置和风力提水，然而随着风力机效率的提高，风能利用的另一种主要形式——风力致热成为新的研究课题，具有良好的应用发展前景。风能致热是将风能转化为热能。风力致热是近几十年来兴起的风能开发利用技术。
[0003]风力致热主要是机械变热。风力致热有四种:液体搅拌致热、固体磨擦致热、挤压液体致热和涡电流法致热等。
[0004]1、液体搅拌致热在风务机的转轴上联接一搅拌转了，转子上装有叶片，将搅拌转子置于装满液体的搅拌罐内，罐的内壁为珲子，也装有叶片，当转子带动叶片放置时，液体就在定子叶片之间作涡流运行，并不断撞击叶片，如此慢慢使液体变热，就能得到所需要的热能。这种方法可以在任何风速下运行，比较安全方便，磨损小。
[0005]2、固体磨擦致热风力机的风轮雷动，在转运轴上安装一组制动元件，利用离心力的原理，使制动元件与固体表面发生磨擦。用磨擦产生的去加热油，然后用水套将热传出，即得到所需的热。这种方法比较简便，但是着急在于制动元件的材质，要选择合适的耐摩材料。国内试验，采用普通汽车的刹车片做制动元件，大约运转300小时就要更换，磨损太快。
[0006]3、挤压液体致热这种方法要利用液压泵和阻尼孔来进行致热，当风力机带动液压泵工作时，将液体工质(通常为油料)加压，使机械能产生液压作用，多面手让被加压的工质从狭小的阻尼孔高速喷出，使其迅速射在阻尼孔后尾流管中的液体上，于是发生液体分子间的高速冲击和磨擦，这就使液体发热。这种方法也没有部件磨损，比较可靠。
[0007]4、涡电流法致热靠风力机转轴驱动一个转子，在转子外缘与定子之间装上磁化线圈，当微弱电流通过磁化线圈时，便产生磁力线。这时转子放置，则切割磁力线，在物理学上，磁力线被切割进，即产生涡电流，并在定子和转子之间生成热。这就是涡电流致热。为了保持磁化线圈不被坏，可在定子外套加一环形冷却水套，不断把热带走，于是人们就能得到所需要的热水，这种致热过程主要是机械转运，磁化线圈所消耗的电量很少，而且呆以从由风力发电充电的蓄电池获得直流电源，因此不同一电加热，风能转换效率较高。
[0008]我国地域幅员辽阔，风能资源丰富，特别实在广大农村农业生产中，以热的形式加以利用的能量很多，这些对热能的需求一般并不要求太高的温度，且风能致热对风质量要求不高，多数致热器都能在很宽的范围内正常工作，多数致热装置结构比较简单，操作容易，安装、移动方便，充分利用风能致热能产生良好的经济社会效益。
【发明内容】
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[0009]发明目的:一种基于风能致热的室内温度综合调节系统，其目的是利用风能致热技术调节室内温度，是风能制热技术开发利用问题。
[0010]技术方案:本发明是通过以下技术方案实现的:[0011]一种基于风能致热的室内温度综合调节装置，其特征在于:该装置包括风力机、致热器、水泵、蓄热器、换热器和制冷装置；风力机连接致热器并带动致热器工作，致热器与蓄热器通过循环管路连接，蓄热器一方面通过循环管路与制冷装置连接，另一方面通过循环管路与换热器连接。
[0012]致热器与蓄热器连接的循环管路包括进水管与回水管，在致热器与蓄热器之间的回水管上设置有水泵；蓄热器与换热器连接的循环管路也包括进水管与回水管，在蓄热器与换热器连接的回水管处设置有另一个水泵。
[0013]致热器为涡电流致热器，蓄热器为液体显热存储的蓄热器，换热器为套管式换热器，制冷装置采用吸收式制冷装置；在蓄热器上还设置有通风管。
[0014]换热器为套管式换热器，其由两种不同直径的管子组装成同心管，两端用U形弯管将它们连接成排，并根据实际需要，排列组合形成传热单元。
[0015]利用上述的基于风能致热的室内温度综合调节装置所实施的基于风能致热的室内温度综合调节方法，其特征在于:风力机采用水平轴升力型小型风力机，风力机的风轮叶片利用如下方法进行小型风轮叶片气动设计:
[0016]风电机组的额定转速应包括风轮额定转速，即低速轴转速和发电机额定转速，即高速轴转速；对于带有增速齿轮的机组，二者的关系如下式:
【权利要求】
1.一种基于风能致热的室内温度综合调节装置，其特征在于:该装置包括风力机(I)、致热器(2)、水泵、蓄热器(4)、换热器(5)和制冷装置(6);风力机(I)连接致热器(2)并带动致热器(2)工作，致热器(2)与蓄热器(4)通过循环管路连接，蓄热器(4) 一方面通过循环管路与制冷装置(6)连接，另一方面通过循环管路与换热器(5)连接。
2.根据权利要求1所述的基于风能致热的室内温度综合调节装置，其特征在于:致热器(2)与蓄热器(4)连接的循环管路包括进水管与回水管，在致热器(2)与蓄热器(4)之间的回水管上设置有水泵(3);蓄热器(4)与换热器(5)连接的循环管路也包括进水管与回水管，在蓄热器(4)与换热器(5)连接的回水管处设置有另一个水泵(7)。
3.根据权利要求1所述的基于风能致热的室内温度综合调节装置，其特征在于:致热器为涡电流致热器，蓄热器为液体显热存储的蓄热器，换热器为套管式换热器，制冷装置采用吸收式制冷装置；在蓄热器(4)上还设置有通风管(8)。
4.根据权利要求1所述的一种基于风能致热的室内温度综合调节系统，其特征在于:换热器为套管式换热器，其由两种不同直径的管子组装成同心管，两端用U形弯管将它们连接成排，并根据实际需要，排列组合形成传热单元。
5.利用权利要求1所述的基于风能致热的室内温度综合调节装置所实施的基于风能致热的室内温度综合调节方法，其特征在于:风力机采用水平轴升力型小型风力机，风力机的风轮叶片利用如下方法进行小型风轮叶片气动设计: 风电机组的额定转速应包括风轮额定转速，即低速轴转速和发电机额定转速，即高速轴转速；对于带有增速齿轮的机组，二者的关系如下式:
6.根据权利要求5所述的基于风能致热的室内温度综合调节方法，其特征在于:液体显热存储蓄热器的液体显热存储材料采用水，蓄热器单位时间散失的热量为 式中，Q0为蓄热器单位时间散失的热量，Ws ； λ为保温材料的导热系数，ff/(m.0C)；h为蓄热器内液体温度，V ；t2为环境温度，V ； δ为保温层厚度，m ； 并在保温材料的表面设置了防潮层。
【文档编号】F24F5/00GK103776197SQ201310607262
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年11月26日 优先权日:2013年11月26日
【发明者】王士荣, 王晓东, 刘颖明, 马铁强, 刘玥 申请人:沈阳工业大学