[發明專利]一種風力致熱系統及其熱量控制方法

有效

• 申請號: 201210096486.4
• 申請日: 2012-04-05
• 公開（公告）號: CN102606409A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 王崢嶸;王建森;王志文;鄭健
• 申請（專利權）人: 蘭州理工大學
• 主分類號: F03D9/00
• 分類號: F03D9/00;F03D7/02
• 代理公司: 北京一格知識產權代理事務所(普通合伙) 11316
• 代理人: 段君峰

技術領域

本發明涉及風能或風力的利用領域，尤其涉及將風能或風力轉化成熱能的系統及其熱量控制方法。

背景技術

與化石能源相比，新能源(風能、太陽能、潮汐能等)因無污染性和可再生性，而受到越來越強的重視。這其中，風能是目前最有可能大規模開發利用的新能源，風能利用已經有幾個世紀的歷史，而且風力發電也進入成熟階段并被廣泛應用。

然而，在許多場合最終需要的卻是熱能，例如在風力資源豐富的地區，家庭供暖所需要的熱能，如西北地區農村家庭的供熱或取暖系統。若將風能轉化成電能，再將電能轉化成熱能；雖然電能轉換成熱能的效率是100％，但風能轉換成電能的效率卻很低，且需要發電機和電能儲存裝置，系統組成復雜、成本高，因此從能量利用率和實用性的角度看，這種風能致熱方法是不可取的。

目前，除了先發電后致熱的方式以外，風力致熱的方法還有以下幾種：

一、由風力機將風能轉換成空氣的壓縮能，再轉換成熱能，即由風力機帶動空氣壓縮機，對空氣進行絕熱壓縮而釋放出熱量。這種方法效率較高，適應壓力范圍廣，但是系統組成較復雜、成本較高，不利于家庭供暖使用。

二、攪拌液體致熱，即風力機帶動攪拌器轉動，利用摩擦生成熱能，從而使液體(水或油)變熱，具有結構簡單的優點，但熱能的儲存和傳送不便。

三、固體摩擦致熱，風力機輸出軸驅動摩擦片，利用摩擦生成熱能。具有結構簡單的顯著優點，但摩擦片磨損嚴重，需經常更換，且熱能的儲存、傳送和使用不便。

四、由風力機帶動液壓泵，使液體加壓后再從狹小的阻尼孔中高速噴出而使液體加熱。例如，中國專利(申請號：200820098679.2)就描述了這種液體擠壓致熱的方式。然而，專利中描述的裝置結構復雜、可靠性低，遇到問題必須有專人維修，不便于在農村地區推廣使用；而且也不便于控制熱量的轉化量。

發明內容

針對上述液體擠壓致熱系統存在的結構復雜等問題，本發明提出一種風力致熱系統，該風力致熱系統包括風機部分、傳動部分、液壓致熱部分和儲熱散熱部分；所述風機部分將捕獲的風能轉換成軸的旋轉形式的機械能；所述液壓致熱部分包括液壓泵、油液被充分供給的油箱、連通所述液壓泵與所述油箱的吸油管路和排油管路以及在所述排油管路上的液壓控制閥和回油管路；所述液壓泵的主軸通過所述傳動部分與所述風機部分的軸聯接；所述回油管路的一端連通所述液壓控制閥的出口，另一端連通所述儲熱散熱部分的入口；當所述風機部分的軸在風力的帶動下旋轉時，所述液壓泵的主軸隨之轉動，從而使得液壓泵通過吸油管路從所述油箱中吸油，然后通過排油管路將高壓油液排出，所述高壓油液進入液壓控制閥并且產生壓力損失后帶著熱量通過所述回油管路流入所述儲熱散熱部分中。

與現有技術相比，本發明的風力致熱系統通過將風能轉化成機械能，再從機械能轉化成液壓能，由液壓系統中的液壓控制閥將液壓能轉化成熱能，其轉換方便、裝置簡單、容易實現而且成本低，適宜風能與熱能的轉換、儲存和利用，在風能資源豐富且集中供熱實施困難的西北地區，尤其是廣大的農村地區，具有廣闊的應用前景。

優選地，所述液壓控制閥是流量控制閥。

或者，優選地，所述液壓控制閥是直動式溢流閥。

采用上述兩種液壓控制閥，便于控制閥口的壓力損失。

優選地，所述液壓泵為定量泵。這樣液壓泵輸出的流量不變，便于控制閥口的壓力損失。

優選地，所述傳動部分是齒輪傳動機構或者聯軸器。

優選地，所述儲熱散熱部分是所述液壓致熱部分中的油箱。這樣，更簡化了整個系統的結構。

優選地，所述風機部分包括帶軸的輪轂和安裝在輪轂上的葉片。

本發明還提出了熱量控制的方法。

當所述風力致熱系統采用流量控制閥時，通過控制流量控制閥的閥口面積來控制熱量的轉化量。

當所述風力致熱系統采用直動式溢流閥時，通過控制所述直動式溢流閥中的彈簧的預壓縮量來控制熱量的轉化量。

附圖說明

圖1是本發明的風力致熱系統的一種原理圖；

圖2是本發明的風力致熱系統所采用的一種直動式溢流閥的結構示意圖。

具體實施方式