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Abstract

本发明公开一种液压阻尼式风力致热系统，主要包括风能转换装置、致热保温系统、控制系统和辅助系统。风能转换装置主要包括风力机、变量泵、双联泵组、油箱、溢流阀等，风力机连接变量泵从油箱中吸油，液压油经过双联泵组，到达致热保温系统。致热保温系统主要包括节流阀、热交换管、电加热装置、保温水箱、单向阀、进水泵、散热器等，从风能转换装置中出来的液压油经过节流阀中的薄壁小孔后产生热量，冷水在保温水箱中与热交换管实现热量交换变成热水，到达散热器。控制系统实现对系统的监控，及时调整相关元器件的工作状况，实现系统工作的稳定性。本发明依据流体节流效应与摩擦学原理，提高了风能的利用率，满足供暖的及时性、稳定性要求。

Description

一种液压阻尼式风力致热系统
技术领域
本发明涉及一种风力致热系统，尤其是指一种液压阻尼式风力致热系统。
背景技术
当前，我国北方地区供暖主要依靠化石燃料的燃烧供暖，随之带来了环境的进一步恶化，雾霾现象越来越严重。除此之外，我国南方地区冬季供暖的呼声也愈演愈烈，寻求清洁无污染的新能源供暖已经成为当今人们急需解决的一大问题。风能作为一种绿色环保的清洁可再生能源，其利用形式多种多样，但目前主要用于风力发电、风力提水方面，对风力致热方面研究较少。而其中风力致热对风能的利用率较风力发电和风力提水更高，同时其实现形式也更方便，面对此等现状，一大批企业以及高校纷纷投入到了风力致热供暖技术的研究中。
发明内容
针对目前风力供暖存在的风能利用率低，系统稳定性差等问题，本发明提供一种安全可靠，实用性较强的液压阻尼式风力致热系统。
本发明的技术方案是：
一种液压阻尼式风力致热系统，其特征在于，主要包括风能转换装置、致热保温系统，所述的风能转换装置主要包括风力机、变量泵、油箱、溢流阀，所述的致热保温系统主要包括节流阀、热交换管、保温水箱、单向阀、进水泵、散热器，所述风力机连接变量泵，所述变量泵的进油口连接油箱，所述变量泵的出油口连接节流阀进油口，所述变量泵和节流阀之间旁接溢流阀，溢流阀出油口连接油箱；节流阀的出油口连接热交换管一端，热交换管内置于保温水箱中，热交换管另一端连接变量泵的进油口；所述的保温水箱的出水口通过单向阀接散热器进水口，散热器的出水口通过进水泵接保温水箱的进水口。
进一步的，所述节流阀中节流孔形式为薄壁小孔。节流阀阀口基本形式有短孔、细长孔、薄壁小孔三种。由于在液体流过薄壁小孔的流量对油温不敏感且与油液粘度无关，同时可以制造较大的压差，从而保证了系统的高效和稳定。
进一步的，所述风能转换装置还包括双联泵组，所述双联泵组包括液压马达和液压泵，所述液压马达和液压泵通过联轴器连接，所述变量泵的出油口连接液压马达，所述液压马达出油口连接节流阀进油口，所述节流阀的出油口连接热交换管一端，所述热交换管另一端连接液压泵进油口，液压泵出油口连接变量泵的进油口。
进一步的，还包括控制系统和电加热装置，所述保温水箱内有温度传感器，所述温度传感器与所述控制系统连接，所述控制系统分别与所述风力机、变量泵和电加热装置连接。
进一步的，所述单向阀的压力范围设置为0.1到0.2Mpa。
进一步的，所述变量泵、双联泵组、节流阀、热交换管、溢流阀、油箱之间通过液压管道连接，所述保温水箱、单向阀、进水泵、散热器之间通过液压管道连接，所述液压管道内表面均进行保温隔热处理。
进一步的，所述保温水箱内表面均进行保温隔热处理。
本发明的有益效果是：
（1）风力机带动液压泵工作，将液体工质加压，使机械能产生液压作用，让被加压的工质从狭小的薄壁小孔高速喷出，使其迅速射在薄壁小孔后尾流管中的液体上，发生液体分子间的高速冲击和摩擦，本发明没有部件磨损，比较可靠，利用了风能这种清洁能源，保护了环境。选取节流孔形式为薄壁小孔的节流阀，方便调节，因其沿程损失很小，通过流量与油液粘度无关且对油温不敏感。同时它能制造较大的压力损失，致热效果优异，结构也比较简单。
（2）采用电加热装置，使得系统能够在风速较小时，使用电能致热，弥补了风力致热的不足，保证了供暖的随时性和及时性。所述的控制系统，能够根据风速大小自动调节供暖能力，提高了对风能的利用率。
（3）在保温水箱出水口接有单向阀，可以防止回流，设置一定的阀开启压力，使得保温水箱通往散热器的温度恒定。溢流阀保护系统安全。
（4）在液压回路中增加双联泵组有利于提高回油压力。
附图说明
图1为一种液压阻尼式风力致热系统的结构示意图。
图中：1、风力机，2、变量泵，3、双联泵组，3-1、液压马达，3-2、液压泵，4、节流阀，5、温度传感器，6、热交换管，7、保温水箱，8、单向阀，9、进水泵，10、散热器，11、电加热装置，12、控制系统，13、溢流阀，14、油箱。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
本发明一种液压阻尼式风力致热系统如图1所示，主要包括：风力机1、变量泵2、双联泵组3、液压马达3-1、液压泵3-2、节流阀4、温度传感器5、热交换管6、保温水箱7、单向阀8、进水泵9、散热器10、电加热装置11、控制系统12、溢流阀13、油箱14。
风力机1与变量泵2通过联轴器连接，变量泵2的进油口连接油箱14，变量泵2的出油口连接双联泵组3中的液压马达3-1进油口，所述变量泵2与液压马达3-1之间旁接溢流阀13，溢流阀13出油口连接油箱14，所述液压马达3-1和液压泵3-2通过联轴器连接；所述的液压马达3-1出油口连接热节流阀4的进油口，节流阀4的出油口接热交换管6一端；热交换管6内置于保温水箱7中，热交换管6另一端连接双联泵组3中的液压泵3-2进油口，液压泵3-2的出油口连接变量泵2的进油口。
所述的保温水箱7的出水口接单向阀8的进水口，单向阀8的出水口接散热器10一端，散热器10的另一端接进水泵9进水口，进水泵9的出水口接保温水箱7的进水口，以此实现冷、热水的自动循环。单向阀8的压力范围设置为0.1到0.2Mpa。
在所述的保温水箱7内部接有温度传感器5和电加热装置11，温度传感器5将电信号传送到控制系统12，实现对相关元器件的精确控制。
本系统的工作原理如下：自然风带动风力机1旋转，风力机1通过联轴器带动变量泵2转动。变量泵2从油箱14中吸取油液，变量泵2和液压马达3-1之间旁接溢流阀13，保护系统安全；主回路中，一小部分液压油通过双联泵3中的液压马达3-1时带动液压泵3-2，方便系统回油，大部分液压油进入到节流阀4中，造成压力损失，油温升高，进入到保温水箱7，通过热交换管6同冷水进行热交换，冷油通过液压泵3-2后回到液压泵入口，形成闭式回路。供暖回路：通过进水泵9使冷水进入到保温水箱7中，完成热交换后进入到散热器10散热，又变成冷水再进入进水泵9，不断循环下去。
控制系统具体工作过程如下：（1）当温度传感器5检测到保温水箱7的温度低于设定的温度时，控制系统12发出指令启动电加热装置11对保温水箱7加热。
（2）当温度传感器5检测到保温水箱7的温度高于设定温度时，控制系统12发出指令控制变量泵2，调节变量泵2的排量，减少系统致热量；当保温水箱7的温度一直过高时，控制系统12发出指令，让风力机1停机。
本发明还可以有其他实施方式，凡采用同等替换和等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (6)

1.一种液压阻尼式风力致热系统，其特征在于，主要包括风能转换装置、致热保温系统，所述的风能转换装置主要包括风力机(1)、变量泵(2)、油箱(14)、溢流阀(13)，所述的致热保温系统主要包括节流阀(4)、热交换管(6)、保温水箱(7)、单向阀(8)、进水泵(9)、散热器(10)，所述风力机(1)连接变量泵(2)，所述变量泵(2)的进油口连接油箱(14)，所述变量泵(2)的出油口连接节流阀(4)进油口，所述变量泵(2)和节流阀(4)之间旁接溢流阀(13)，溢流阀(13)出油口连接油箱(14)；节流阀(4)的出油口连接热交换管(6)一端，热交换管(6)内置于保温水箱(7)中，热交换管(6)另一端连接变量泵(2)的进油口；所述的保温水箱(7)的出水口通过单向阀(8)接散热器(10)进水口，所述散热器(10)的出水口通过进水泵(9)接保温水箱(7)的进水口,所述风能转换装置还包括双联泵组(3)，所述双联泵组(3)包括液压马达(3-1)和液压泵(3-2)，所述液压马达(3-1)和液压泵(3-2)通过联轴器连接，所述变量泵(2)的出油口连接液压马达(3-1)，所述液压马达(3-1)出油口连接节流阀(4)进油口，所述节流阀(4)的出油口连接热交换管(6)一端，所述热交换管(6)另一端连接液压泵(3-2)进油口，液压泵(3-2)出油口连接变量泵(2)的进油口。
2.根据权利要求1所述的一种液压阻尼式风力致热系统，其特征在于，所述节流阀(4)中节流孔形式为薄壁小孔。
3.根据权利要求1所述的一种液压阻尼式风力致热系统，其特征在于，还包括控制系统(12)和电加热装置(11)，所述保温水箱(7)内有温度传感器(5)，所述温度传感器(5)与所述控制系统(12)连接，所述控制系统(12)分别与所述风力机(1)、变量泵(2)和电加热装置(11)连接。
4.根据权利要求1所述的一种液压阻尼式风力致热系统，其特征在于，所述单向阀(8)的压力范围设置为0.1到0.2Mpa。
5.根据权利要求1所述的一种液压阻尼式风力致热系统，其特征在于，所述变量泵(2)、双联泵组(3)、节流阀(4)、热交换管(6)、溢流阀(13)、油箱(14)之间通过液压管道连接，所述保温水箱(7)、单向阀(8)、进水泵(9)、散热器(10)之间通过液压管道连接，所述液压管道内表面均进行保温隔热处理。
6.根据权利要求1所述的一种液压阻尼式风力致热系统，其特征在于，所述保温水箱(7)内表面均进行保温隔热处理。
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