[实用新型]一种风能制热机组

说明书

本实用新型涉及一种风能制热机组。

在风力资源丰富的地区，许多设备采用风能发电、提水、研磨稻谷等。然而，风能制热由于无法像发电那样易于传输而没有受到足够的重视。实际上，相比风能发电，风能制热的效率更高，结构也更简单。但是现有的风能制热系统存在严重的不足。主要表现在：实际效率低下；无法实现直接用热。造成实际效率低下的主要原因是风能本身的特点：能流密度低；间歇性；不稳定。无法直接用热的主要原因是产热效率低下。因此，如何将能流密度不高的风能加以浓缩后利用，才是目前风能制热的主要课题。也是本实用新型要解决的问题。

本实用新型的目的在于解决现有风能制热系统、原理、方法中存在实际应用效率低下、无法实现直接用热的问题，提供一种风能制热机组。

本实用新型，所述风能制热机组，包括迎风叶片、油压泵、产热装置和蓄能换热器，所述迎风叶片通过传动轴连接驱动油压泵，在油压泵的压出端与产热装置之间由管道连接，蓄能换热器设有制热流体管路和取热介质管路，制热流体管路的入口与产热装置的下游之间由管道连接，制热流体管路的出口与油压泵的吸入端之间由管道连接。

本实用新型，所述产热装置包括制热流体入口管段、制热流体出口管段和壳体，所述壳体与制热流体入口管段和制热流体出口管段的外壁密封连接，在制热流体入口管段和制热流体出口管段之间，设有喉管部，喉管部与制热流体入口管段和制热流体出口管段之间为密封连接，在制热流体入口管段中设有分流孔, 在喉管部的后部设有汇流孔。

本实用新型，所述蓄能换热器包括外壳以及置于其中的制热流体管路和取热介质管路，制热流体管路和取热介质管路在外壳内部呈正三角形叉排，制热流体管路和取热介质管路之间以及管路与金属外壳之间为相变材料填充空间。

本实用新型，在所述蓄能换热器上设有相变材料膨胀器。

本实用新型，在所述产热装置、蓄能换热器的外壳上以及其连接管道上设有保温层。

本实用新型，在所述产热装置、蓄能换热器的外壳上以及其连接管道上设有保温层。

本实用新型，所述风能制热机组的运行方法为：制热流体首先在油压泵的驱动下通过产热装置完成“风能→机械能→压力能→动能→热能”的能量转化过程；从产热装置流出的高温态制热流体进入蓄能换热器，将制热流体的热能部分传递给相变材料；从蓄能换热器流出的低温态制热流体，被吸回油压泵的吸入端，至此制热流体完成一个循环；风能驱动迎风叶片转动，通过传动装置驱动油压泵工作，使制热流体在系统中不断循环；使相变材料的温度不断升高，将热能蓄存在蓄能换热器的相变材料中；需要用热时，取热介质流过蓄能换热器的取热介质管路，将相变材料蓄存的能量取出。

本实用新型，所述制热流体应采用比热容小于1.8的低粘度微膨胀牛顿流体。要求该流体对大多数金属材料无腐蚀性；无毒；应用温度范围内物理化学性质稳定，无相变；燃点高；闪点高；爆炸极限高。制热流体优选为蓖麻油。

本实用新型，所述相变材料可以采用有机高温相变材料。相变材料优选为相变石蜡。

本实用新型，所述取热介质可以是水，以直接提供热水；也可以是其它工质，例如制冷剂。如此一来，蓄能换热器就可充当制冷循环中的蒸发器，作为低位热源使用。

本实用新型，其优越性及特点为：

（1）产热原理更加先进合理。现有的风能制热技术原理是摩擦制热，其缺点是效率低，设备磨损严重。例如搅拌液体式、金属摩擦式。本实用新型的制热原理是流体动力学能量守恒方程。避免了固体—液体/固体—固体的产热缺陷。充分利用流体自身的特质，把流体的压力能逐步转化为流体的热能，以温度的形式表现出来。从原理上取得了进步；

（2）成本较低。由于省去了搅拌叶片/摩擦金属块，也节省了设备损耗—更新的费用。本实用新型涉及的新系统结构简单，使用寿命长，也可实现自动控制；

（3）提高了风能利用的效率。由于产热原理的进步以及蓄能换热器的使用，风能利用的效率得到了提高。也提高了风能制热系统的实际使用效率。避免了风能自身能流密度低，间歇性，不稳定的弊端；

（3）提高了风能利用的效率。由于产热原理的进步以及蓄能换热器的使用，风能利用的效率得到了提高。也提高了风能制热系统的实际使用效率。避免了风能自身能流密度低，间歇性，不稳定的弊端；

（4）低碳环保。热能源于风能，减少了化石燃料的燃烧，减少了碳排放。