风力搅拌供热系统的制作方法

文档序号:14812962发布日期:2018-06-30 05:17阅读:298来源:国知局

本实用新型涉及一种供热技术,具体涉及一种风力搅拌供热系统。



背景技术:

提到风能,人们大多首先会想到风力发电。但在一些偏僻地区,人们更需要解决采暖问题,进行风能采暖。一般说来,高纬度地区冬季太阳能比较弱,而风能却很强,这为风热的开发提供了有利条件。

风能作为发展最快的可再生清洁能源。在有供暖需求的北方地区风能资源丰富,利用风力制热供暖的动力源无成本、可再生且不会产生污染物,对改善环境有利。现今人们总喜欢把低品位能源转化为高品位能源之后再加以利用。这样做往往需要付出较大代价。风力制热供暖比风力发电再供暖的转换效率高,中小型风电系统效率为 15%~20%,风热系统效率最低也能达30%。风力致热对风质要求不高,适应风域较宽;系统结构相对简单,造价较低。

目前风力致热的主要方式有三种: 液体搅拌式、液体挤压式以及固体摩擦式。液体搅拌式最为传统,效率较低。液体挤压式对模型要求比较高,设计较复杂。而固体摩擦式耗损较大。

如今风机主要有水平轴和垂直轴两类。水平轴较为传统,技术可靠,但对风速要求较高。若采用对风型水平轴风机,设计较复杂,代价较高。垂直轴风机技术尚在发展中,式样多变,但可以利用前后左右所有向的风,虽利用率较低,但对风速要求不高,地面附近的风速风力即可带动小型电动机且垂直轴风机带动下面的桨叶没有水平轴风机换轴的麻烦。



技术实现要素:

本实用新型提供一种风力搅拌供热系统,可实现制热供热的一体化,用新能源代替传统能源,不仅可以及时供热,同时具有高效、节能、环保的优点。

为实现上述目的,本实用新型提供一种风力搅拌供热系统,其特点是,该供热系统包含:

制热组件,其包含风机、传动连接风机的搅拌装置、与搅拌装置接触的搅拌液,以及放置搅拌液的搅拌腔室;

换热组件,其包含通过两路流体通路与搅拌腔室连通的换热腔室和穿过或设置于换热腔室内的受热体;搅拌腔室与换热腔室通过两路流体通路形成流体循环通路,搅拌液由搅拌装置带动在搅拌腔室与换热腔室之间循环流动。

上述风力搅拌供热系统搅拌装置为螺旋扇叶。

上述风力搅拌供热系统搅拌液为设有氯化钙和氧化铝掺杂形成的纳米颗粒的导热流体。

上述风力搅拌供热系统导热流体为导热油、或甘油、或导热油和甘油的混合流体。

上述风力搅拌供热系统受热体为换热管道,换热管道的一部分穿过换热腔室内腔,该换热管道内流通需加热流体。

上述风力搅拌供热系统换热管道位于换热腔室内的部分设为管壳式换热结构。

上述风力搅拌供热系统换热管道进入换热腔室前的管路中设有流量调节阀,换热管道穿出换热腔室后的管路中设有温度传感器;该流量调节阀与温度传感器通信连接,温度传感器检测受热后需加热流体温度高于阈值则输出信号调节流量调节阀增加流量,温度传感器检测受热后需加热流体温度低于阈值则输出信号调节流量调节阀降低流量。

上述风力搅拌供热系统导热流体由换热腔室流入搅拌腔室的流体通路处或靠近搅拌腔室内搅拌装置处,设置有辅助加热装置。

上述风力搅拌供热系统导热流体由搅拌腔室流入换热腔室的流体通路处设有热力膨胀阀。

上述风力搅拌供热系统包含一箱体,该箱体内腔设有将箱体内腔分为搅拌腔室和换热腔室的隔板,隔板设有两路连通搅拌腔室和换热腔室流体通路。

本实用新型一种风力搅拌供热系统,其优点在于,本实用新型应用了目前主流的搅拌式风力致热装置构造,与换热器有机结合在一起,实现制热供热的一体化。利用风力制热的清洁型和节能型优势,具有高效产热,恒定升温,环保节能、无污染等特点,具有很好的实用和经济价值;

本实用新型使用的搅拌液为设有氯化钙和氧化铝掺杂形成的纳米颗粒的导热流体。导热流体为导热油、或甘油、或导热油和甘油的混合流体,增加了流体比热容和导热性能,提升能源转化率,提升风能利用;

本实用新型设置的辅助加热装置在加热温度不足的情况下可起辅助加热作用,迅速提高流体温度;

本实用新型的箱体结构,使其能在有限面积也能应用、工作。

附图说明

图1为本实用新型风力搅拌供热系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图,进一步说明本实用新型的具体实施例。

如图1所示,公开了一种风力搅拌供热系统,该风力搅拌供热系统用于风能转换热能。

风力搅拌供热系统包含一箱体117,在箱体117的中部设置有一个隔板109,隔板109两侧的侧边与箱体117的内侧壁连接,将箱体117的内腔分割为搅拌腔室113和换热腔室115。隔板109的顶边与箱体内腔的顶部之间设有间隙,形成搅拌腔室113与换热腔室115之间的第一流体通路,同时隔板109的底边与箱体内腔的底部之间设有间隙,形成搅拌腔室113与换热腔室115之间的第二流体通路。在箱体117内腔中设有导热流体,通过第一流体通路和第二流体通路,导热流体可在搅拌腔室113与换热腔室115之间循环流动。

风力搅拌供热系统还包含有垂直轴三叶式风机101、立体交叉旋转轴102、螺旋扇叶114,垂直轴三叶式风机101设置于箱体117外,螺旋扇叶114设置于箱体117的搅拌腔室113内,立体交叉旋转轴102由箱体117外串设入搅拌腔室113内。立体交叉旋转轴102两端分别连接垂直轴三叶式风机101和螺旋扇叶114,垂直轴三叶式风机101通过立体交叉旋转轴102传动连接螺旋扇叶114,垂直轴三叶式风机101由风力驱动通过立体交叉旋转轴102带动螺旋扇叶114在搅拌腔室113内旋转,搅拌处于搅拌腔室113内的导热流体,经过螺旋扇叶114搅拌使导热流体产生热量。

其中,导热流体需使用高粘度,强导热性的流体完成,在确保搅拌做功量的同时,温度升高时,粘度不会大幅下降影响供热。为挑选出最为适用的导热流体,将导热油、蔗糖浓溶液、甘油等粘稠介质进行比较实验。通过分析实验数据,绘制关于温度变化的曲线和换热效率计算值后,得到最佳的导热流体为导热油、或甘油、或导热油和甘油的混合流体。另外,在110~390K的温区,因纳米颗粒的比热容随纳米颗粒的尺寸的减小而递增,故在搅拌液中加入有氯化钙和氧化铝掺杂形成的纳米颗粒,从而强化传热,减小热损,提高热利用率。

垂直轴三叶式风机101、立体交叉旋转轴102、螺旋扇叶114、换热腔室115以及搅拌液组成了本实用新型一种风力搅拌供热系统的制热组件。制热组件中,垂直轴三叶式风机101将风力转换为机械动力,通过立体交叉旋转轴102带动螺旋扇叶114旋转,通过搅拌加热搅拌腔室113内加有纳米颗粒的导热流体提升其温度。

其中螺旋扇叶114的扇面的两面分别朝向位于搅拌腔室113顶部的第一流体通路和搅拌腔室113底部第二流体通路,当螺旋扇叶114旋转在搅拌腔室113内产生使导热流体由第二流体通路向第一流体通路流动的浮升力。在浮升力作用下,可将获得热能后的导热流体冲至第一流体通路,导热流体通过第一流体通路流入换热腔室115,并通过第二流体通路由换热腔室115回流搅拌腔室113,形成循环流动。

进一步的,风力搅拌供热系统还设有辅助加热装置,辅助加热装置包含:加热电源111,分别电路连接加热电源111的第一温度传感器112和电热丝110。第一温度传感器112的温度探测头设置于搅拌腔室113的侧壁,电热丝110设置于搅拌腔室113的底部,靠近第二流体通路处或靠近螺旋扇叶114处,可提供电辅助加热作用。第一温度传感器112实时检测搅拌腔室113内导热流体温度,当导热流体温度低于预设的第一温度阈值,则触发电热丝110加热导热流体,当导热流体温度高于等于预设的第一温度阈值,则电热丝110停止加热。

换热腔室115内设有受热体,本实施例中,受热体为管壳式换热管道108,管壳式换热管道108的流体出口104和流体进口106设置于箱体117外,管壳式换热管道108的一部分穿过换热腔室115内腔,该管壳式换热管道108内流通需加热流体。换热腔室115、管壳式换热管道108、流体出口104与流体进口106组成本实用新型一种风力搅拌供热系统的换热组件。

在搅拌腔室113获得热能后的导热流体通过第一流体通路流入换热腔室115。导热流体对管壳式换热管道108进行加热,从而为从流体进口106流入管壳式换热管道108的需加热流体进行加热,完成加热的已加热流体通过流体出口104流出。

换热后由于循环流动,搅拌腔室113必产生负压,将换热腔室115内已完成换热的导热流体通过第二流体通路吸入搅拌腔室113,随即由螺旋扇叶114重新搅拌,获得热量,因而形成一个循环过程,可不断向换热腔室115及其内的管壳式换热管道108输出热量。

流体进口106处设有流量调节阀107,流体出口107处设有第二温度传感器105,流量调节阀107与第二温度传感器105通信连接,第二温度传感器105实时监测流出管壳式换热管道108的已加热流体的温度,当已加热流体的温度高于预设的第二温度阈值,则输出信号调节流量调节阀107增加流入管壳式换热管道108的需加热流体的流量,当第二温度传感器105检测已加热流体的温度低于预设的第二温度阈值,则输出信号调节流量调节阀107降低流入管壳式换热管道108的需加热流体的流量。流体进口106连接有用与将待加热流体打入管壳式换热管道108的泵106,使待加热液体流入管壳式换热管道108进行换热,用于预热处理和生活用水的加热。

进一步的,泵106通过改变需加热流体的流速控制流量,流量调节阀107通过改变阻力控制,根据风速大小调整流体进口106流量,使需加热流体的温度维持在一个范围内,减小温度波动。

进一步的,位于箱体117内第一流体通路上方的上壁处,设有热力膨胀阀103,用以在温度上升导致箱体117内压力增大的情况下,维持箱体117内外压力平衡。

尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍,但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后,对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此,本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。

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