[发明专利]一种新型风能制热系统

说明书

本发明提供一种新型风能制热系统，包转动轴括风能收集装置、空气动力加热炉、增速装置；风能收集装置包括第一转动轴、固定于第一转动轴周向的旋转叶片，旋转叶片在风能的作用下旋转，带动第一转动轴旋转；空气动力加热炉包括炉壁，设置于炉壁内的第二转动轴、若干个节流孔板、若干个固定于第二转动轴的轴流叶片；若干个轴流叶片的中心孔套设于第二转动轴，且沿第二转动轴的轴向布置；节流孔板设置于相邻轴流叶片之间；第一转动轴与第二转动轴之间连接有增速装置。本发明省去其他的如风能到电能再到热能的不必要浪费，提高能源利用率；可用于提高空气能利用设备的入口空气温度，提高空气能利用设备的能量转化效率，并拓展其适用范围。

技术领域

本发明涉及风能利用领域和空气能利用领域，具体涉及一种新型风能制热系统。

背景技术

北方城市每年使用的大量的热量主要来源于热力发电厂供应的高温热水和高温蒸汽，还有一部分热量是通过消耗电能获得，所以北方城市在冬季对一次能源的消耗非常大。近年来，大量的空气能热水器、空气能热泵等空气能利用设备的出现为解决北方城市家庭用热水提供了新的途径。

空气动力加热炉技术是空气能利用研究过程中诞生的一项关键性技术，是通过提高空气能产品所用空气温度来提高产品效率的一项技术，该技术发源于俄罗斯，对其他国家还属于新兴技术。欧美国家对于空气动力炉的研究还仅限于实验室阶段。2013年12月中国航天科技集团四院西安航天化学动力厂对空气动力炉展开研究，填补了国内空气摩擦发热应用研究的空白。

目前国内在空气加热炉方面的最新研究主要是采用电机驱动叶轮旋转，叶轮与空气摩擦产生热量，使空气加热，同时叶轮的旋转使炉腔内的空气循环流动，从而使整个炉腔内的温度不断上升，实现加热。实际应用证明，空气动力炉的优点是：热效率高、能耗低，温控精度高，炉内温度场均匀；无须电热元件、无明火，设备安全性好。关于空气加热炉的相关专利有：空气能产生热能的方法(专利号200910021648.6)，空气动力加热炉(专利号201310560548.7)，但是这两项有关发明是以电机驱动作为加热炉的动力源，电能消耗大。

考虑到空气动力加热炉用电机驱动，电能消耗大，且北方城市风能资源充沛的特点，可将风能作为空气加热炉的动力源，现有关于风能转换成热能的相关专利有：一种风力发电制热系统(专利号201520003492.X)，但是该发明是用风能转换成电能然后转换成热能。本项目基于目前成熟的风力发电技术中的叶轮装置，将风吹叶轮旋转的机械能通过齿轮传动增速后传递给空气动力加热炉，实现对空气的加热，产生高温空气，为空气能的利用系统提高初温，从而实现风能与热能的直接转化，减少能量的二次损失。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：为了增加现如今的风能利用形式，本发明提供了一种由风能转化为热能的新型制热系统省去其他的如风能到电能再到热能的不必要浪费，提高能源利用率；可用于提高空气能利用设备的入口空气温度，进而提高空气能利用设备的能量转化效率，并拓宽其适用范围。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种新型风能制热系统，包括风能收集装置、空气动力加热炉、增速装置；所述风能收集装置包括第一转动轴、固定于第一转动轴周向的旋转叶片，所述旋转叶片在风能的作用下旋转，带动第一转动轴旋转；所述空气动力加热炉包括炉壁，以及设置于炉壁内的第二转动轴、若干个节流孔板、若干个固定于第二转动轴的轴流叶片；所述若干个轴流叶片的中心孔套设于第二转动轴，且沿第二转动轴的轴向布置；所述节流孔板设置于相邻轴流叶片之间；所述第一转动轴与第二转动轴之间连接有增速装置，所述增速装置实现第一转动轴和第二转动轴的传动，并使第二转动轴的转速高于第一转动轴。

进一步的，所述旋转叶片为H型垂直轴式升力型风力发电机叶片。

进一步的，所述增速装置为增速器，所述增速器的输入轴连接第一转动轴，输出轴连接第二转动轴。

进一步的，所述节流孔板的开口率与孔密度均为21.49％。