[發明專利]一種基于攪拌制熱的垂直軸式風力機供蓄熱系統

在審

• 申請號: 202110197648.2
• 申請日: 2021-02-22
• 公開（公告）號: CN112797655A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 王興;王偉鋒;韓爽;趙杰;薛志恒
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: F24V40/00
• 分類號: F24V40/00;F24D11/00;F24D19/00;F03D9/18;F03D3/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

本發明公開了一種基于攪拌制熱的垂直軸式風力機供蓄熱系統，通過動力傳動裝置將垂直軸風力機的機械能傳遞給攪拌制熱器，帶動攪拌制熱器旋轉攪拌，將機械能轉換成攪拌制熱工質的內能，熱網循環水冷水與攪拌制熱工質熱交換后溫度升高用于供熱。在此基礎上加裝了蓄熱水罐，能夠有效提高系統的靈活性：當用戶熱需求較低時，過剩的熱水存放于蓄熱水罐，減少能量損失；當用戶熱需求提高時，在正常供熱的同時釋放蓄熱水罐中熱水，增強峰值供熱能力。本發明基于各式垂直軸風力機和攪拌制熱器，具有廣泛適用性，能夠大范圍推廣使用，系統靈活性高，供、蓄熱兼備，進一步提高了能源利用率。

技術領域

本發明屬于新能源供熱技術領域，具體涉及一種基于攪拌制熱的垂直軸式風力機供蓄熱系統。

背景技術

近年來我國大力發展風電產業，截至2020年底我國風電裝機總量已超過2.2億千瓦。與之相對應的是，部分地區已電力產能過剩，大量棄風導致能源浪費嚴重。同時，我國環境污染現狀嚴峻，去除霧霾、凈化空氣已經刻不容緩。因此，本發明提出一種基于攪拌制熱的垂直軸式風力機供蓄熱系統，一方面可以充分利用棄風資源，節約可再生能源；另一方面，采用風能供熱代替燃煤供熱，有效降低空氣污染，有利于綠色可持續發展。

目前也有個別通過風能進行供熱的設計方案，如申請公布日為2019年1月22日，申請公布號為CN109253493A的中國專利中，公開了基于風電、儲熱和燃氣協同供熱的供暖系統。該發明主要核心部分是兩路供熱：一路采用風力機為電鍋爐供電，再通過電鍋爐的加熱提供熱水；另一路采用燃氣鍋爐直接加熱提供熱水。這種設計的缺陷主要有：首先，風能先轉換成電能，再轉換成熱能，二次轉換降低了能源利用率；其次，使用燃氣鍋爐加熱提供熱水，產生的燃氣尾氣會引起環境污染，并且供暖期間普遍存在燃氣供應緊張問題，氣源難以保證；再者，該系統設計過于復雜，新增設備較多，成本增加明顯，投資回收期將大大延長。綜上所述，對于風力供熱而言，其設計應充分利用棄風能源，在保證能源轉換效率的基礎上盡可能結構簡單，成本低廉，環境友好。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的上述問題，提供一種充分利用棄風資源、結構簡單、成本不高的基于攪拌制熱的垂直軸式風力機供蓄熱系統。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種基于攪拌制熱的垂直軸式風力機供蓄熱系統，包括垂直軸風力機、動力傳動裝置、攪拌制熱器、蓄熱水罐和熱網循環水管道；

垂直軸風力機的轉軸自底部通過動力傳動裝置連接至攪拌制熱器的攪拌軸；熱網循環水管道包括熱網循環水冷水管道和熱網循環水熱水管道，熱網循環水冷水管道與換熱區保溫外殼的進水口相連，熱網循環水熱水管道與換熱區保溫外殼的出水口相連接。

本發明進一步的改進在于，動力傳動裝置包括依次連接的自動變速箱和轉向傳動裝置。

本發明進一步的改進在于，自動變速箱安裝在垂直軸風力機的底部，能夠根據風力機轉軸轉速的大小，切換不同的速比，用于維持轉向傳動裝置和攪拌制熱器勻速平穩運行。

本發明進一步的改進在于，轉向傳動裝置一端與攪拌制熱器在水平方向連接，另一端與自動變速器、在豎直方向連接。

本發明進一步的改進在于，熱網循環水冷水管道上依次設置有循環水泵前閥門、循環水泵和循環水泵后閥門。

本發明進一步的改進在于，熱網循環水熱水管道上設置有第一出水閥門，第一出水閥門的出口分為兩路，一路為換熱出水主管道，另一路連接至蓄熱水罐的進口，換熱出水主管道的出口和蓄熱水罐的出口合為一路。

本發明進一步的改進在于，蓄熱水罐的進出口處分別設置有蓄熱罐進水閥門和蓄熱罐出水閥門。

本發明進一步的改進在于，蓄熱水罐為立式罐，罐頂部為進水口，底部為出水口，罐體外殼附有保溫層。

本發明進一步的改進在于，攪拌制熱器內部充滿攪拌制熱工質并安裝有葉片組。