CN107702187B - 一种基于液体搅拌和涡电流联动式地暖供热系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于液体搅拌和涡电流联动式地暖供热系统，包括风冷热泵机组、热交换装置、达里厄式H型垂直轴风力机、液体加热装置、多功能水箱、地暖分集水器、地暖盘管和循环动力装置；本发明基于液体搅拌和涡电流联动式地暖供热系统采用风力驱动式液体搅拌制热和涡电流联动辅助制热，能够共同提供大量的热量，能够有效解决单种制热装置制热不稳定和加热速率慢等问题，具有热转换效率高、节能环保、安全可靠、使用寿命长的优点。
Description
技术领域
本发明涉及地暖供热空调技术领域，特别是一种基于液体搅拌和涡电流联动式地暖供热系统。
背景技术
地板辐射采暖是以整个地面为散热器，通过地板辐射层中的50-60℃的热媒，均匀加热整个地面，利用地面自身的蓄热和热量向上辐射的规律由下至上进行传导，来达到取暖的目的。目前常规的地暖热源大多数为燃气锅炉或燃煤锅炉，造价高昂且燃烧排放物会对大气造成严重污染。风冷热泵冬夏两用且整体占地空间较小，造价较低且属于可再生能源技术，目前在空调制冷行业得到广泛的应用。但在寒冷的北方地区室外温度过低时受压缩机和排气温度的影响，热泵冬季供热水温度不能超过45℃，制热效率严重降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于液体搅拌和涡电流联动式地暖供热系统，采用风力驱动式液体搅拌制热和涡电流联动辅助制热，在低温环境下可以有效提高风冷热泵出水温度，其能克服现有风冷热泵加地暖供热热水温度过低的问题，使机组在不使用电辅热的情况下提供持续稳定的高温热水，满足室内地暖供热系统在低温环境下的热量需求。
实现本发明目的的技术解决方案为：
一种基于液体搅拌和涡电流联动式地暖供热系统，其特征在于，包括风冷热泵机组、热交换装置、达里厄式H型垂直轴风力机、液体加热装置、多功能水箱、地暖分集水器、地暖盘管和循环动力装置；所述风冷热泵机组通过管道与热交换装置的输入回路相连接，热交换装置的输出回路一端通过管道与液体加热装置的输入端相连接，液体加热装置的输出端通过管道与多功能水箱的输入端相连接，多功能水箱的输出端通过管道与地暖分集水器的输入端相连接，地暖分集水器的输出端通过管道与循环动力装置的输入端相连接，循环动力装置的输出端通过管道与热交换装置的输出回路另一端相连接；所述地暖分集水器通过管道与地暖盘管相连接；所述液体加热装置包括涡电流加热装置和液体搅拌加热装置；所述涡电流加热装置包括涡电流加热装置液体进口管、液体换热层、永磁体定子、永磁体转子、永磁体转子固定装置、转动轴和涡电流加热装置液体出口管；所述转动轴的顶部通过传动杆与达里厄式H型垂直轴风力机的输出端相固定连接，转动轴的侧壁通过永磁体转子固定装置与永磁体转子相固定连接；所述永磁体转子的外侧设置有永磁体定子，永磁体定子的外侧设置有液体换热层；所述液体换热层的一端设置有涡电流加热装置液体进口管，液体换热层的另一端设置有涡电流加热装置液体出口管；所述液体搅拌加热装置包括液体搅拌筒、液体搅拌筒液体进口管、搅拌叶片、分层阻尼圆盘和液体搅拌筒内液体出口管；所述转动轴的侧壁上设置有若干个分层阻尼圆盘，每个分层阻尼圆盘上均设置有搅拌叶片；所述分层阻尼圆盘的外侧设置有液体搅拌筒，液体搅拌筒位于永磁体转子的内侧；所述液体搅拌筒的一端设置有液体搅拌筒液体进口管，液体搅拌筒的另一端设置有液体搅拌筒内液体出口管；所述涡电流加热装置液体进口管和液体搅拌筒液体进口管均与热交换装置的输出回路一端相连通，所述涡电流加热装置液体出口管和液体搅拌筒内液体出口管均与多功能水箱的输入端相连通。
优选地，所述多功能水箱包括水箱壳体、太阳能集热板和太阳能换热盘管；所述水箱壳体的上方设置有太阳能集热板，水箱壳体的内部设置有太阳能换热盘管；所述太阳能集热板通过管道与太阳能换热盘管相连接。
优选地，所述水箱壳体顶部的一端设置有液位观察镜，水箱壳体顶部的另一端设置有自动排气阀。
优选地，所述液体换热层的外侧设置有真空绝热保温层，真空绝热保温层的外侧设置有固定保护层。
优选地，所述涡电流加热装置液体进口管位于液体换热层的顶部，涡电流加热装置液体出口管位于液体换热层的底部。
优选地，所述液体搅拌筒液体进口管位于液体搅拌筒的顶部，液体搅拌筒内液体出口管位于液体搅拌筒的底部。
优选地，所述每个分层阻尼圆盘上均设置有液体流动口。
本发明与现有技术相比，其显著优点：
(1)本发明基于液体搅拌和涡电流联动式地暖供热系统采用风力驱动式液体搅拌制热和涡电流联动辅助制热，能够共同提供大量的热量，能够有效解决单种制热装置制热不稳定和加热速率慢等问题，具有热转换效率高、节能环保、安全可靠、使用寿命长的优点。
(2)本发明基于液体搅拌和涡电流联动式地暖供热系统采用多组搅拌叶片，每组搅拌叶片下设有分层阻尼圆盘，各分层圆盘之间形成相对封闭的空间；分层搅拌更产生大量的小尺度旋涡，使得系统内部能量转换加快；分层阻尼圆盘上设有液体口以便于液体流动，同时在圆盘与搅拌容器间隙处存在小孔节流效应，进而使致热效果进一步提高。
(3)本发明基于液体搅拌和涡电流联动式地暖供热系统采用多功能水箱，水箱上的太阳能集热板可通过换热盘管加热多功能水箱内部的热水，水箱上设有自动排气阀可排除管道内多余的气体，多功能水箱具有补水、容水、定压、加热等功能，外部设有真空绝热保温装置可保持热量不散失。
(4)本发明基于液体搅拌和涡电流联动式地暖供热系统采用达里厄式H型垂直轴风力机，解决了垂直轴风力机风能利用系数偏低的问题。
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
附图说明
图1为本发明基于液体搅拌和涡电流联动式地暖供热系统的结构示意图。
图2为本发明基于液体搅拌和涡电流联动式地暖供热系统中涡电流加热装置的结构示意图。
图3为本发明基于液体搅拌和涡电流联动式地暖供热系统中液体搅拌加热装置的结构示意图。
图4为本发明基于液体搅拌和涡电流联动式地暖供热系统中分层阻尼圆盘开孔的结构示意图。
图5为本发明基于液体搅拌和涡电流联动式地暖供热系统中多功能水箱的结构示意图。
图中：风冷热泵机组1、热交换装置2、达里厄式H型垂直轴风力机3、液体加热装置4、多功能水箱5、液位观察镜6、太阳能集热板7、自动排气阀8、太阳能换热盘管9、地暖分集水器10、地暖盘管11、循环动力装置12、液体进口管13、固定保护层14、真空绝热保温层15、液体换热层16、永磁体定子17、永磁体转子18、液体搅拌筒19、永磁体转子固定装置20、转动轴21、涡电流加热装置液体出口管22、液体搅拌筒液体进口管23、搅拌叶片24、分层阻尼圆盘25、液体搅拌筒内液体出口管26、液体流动口27。
具体实施方式
实施例1：
如图1所示，一种基于液体搅拌和涡电流联动式地暖供热系统，包括风冷热泵机组1、热交换装置2、达里厄式H型垂直轴风力机3、液体加热装置4、多功能水箱5、地暖分集水器10、地暖盘管11和循环动力装置12；所述风冷热泵机组1通过管道与热交换装置2的输入回路相连接，热交换装置2的输出回路一端通过管道与液体加热装置4的输入端相连接，液体加热装置4的输出端通过管道与多功能水箱5的输入端相连接，多功能水箱5的输出端通过管道与地暖分集水器10的输入端相连接，地暖分集水器10的输出端通过管道与循环动力装置12的输入端相连接，循环动力装置12的输出端通过管道与热交换装置2的输出回路另一端相连接；所述地暖分集水器10通过管道与地暖盘管11相连接；所述液体加热装置4包括涡电流加热装置和液体搅拌加热装置；如图2所示，所述涡电流加热装置包括涡电流加热装置液体进口管13、液体换热层16、永磁体定子17、永磁体转子18、永磁体转子固定装置20、转动轴21和涡电流加热装置液体出口管22；所述转动轴21的顶部通过传动杆与达里厄式H型垂直轴风力机3的输出端相固定连接，转动轴21的侧壁通过永磁体转子固定装置20与永磁体转子18相固定连接；所述永磁体转子18的外侧设置有永磁体定子17，永磁体定子17的外侧设置有液体换热层16；所述液体换热层16的外侧设置有真空绝热保温层15，真空绝热保温层15的外侧设置有固定保护层14；所述液体换热层16的一端设置有涡电流加热装置液体进口管13，液体换热层16的另一端设置有涡电流加热装置液体出口管22；所述涡电流加热装置液体进口管13位于液体换热层16的顶部，涡电流加热装置液体出口管22位于液体换热层16的底部；如图3和图4所示，所述液体搅拌加热装置包括液体搅拌筒19、液体搅拌筒液体进口管23、搅拌叶片24、分层阻尼圆盘25和液体搅拌筒内液体出口管26；所述转动轴21的侧壁上设置有若干个分层阻尼圆盘25，每个分层阻尼圆盘25上均设置有搅拌叶片24，每个分层阻尼圆盘25上均开有液体流动口27；所述分层阻尼圆盘25的外侧设置有液体搅拌筒19，液体搅拌筒19位于永磁体转子18的内侧；所述液体搅拌筒19的一端设置有液体搅拌筒液体进口管23，液体搅拌筒19的另一端设置有液体搅拌筒内液体出口管26；所述液体搅拌筒液体进口管23位于液体搅拌筒19的顶部，液体搅拌筒内液体出口管26位于液体搅拌筒19的底部；所述涡电流加热装置液体进口管13和液体搅拌筒液体进口管23均与热交换装置2的输出回路一端相连通，所述涡电流加热装置液体出口管22和液体搅拌筒内液体出口管26均与多功能水箱5的输入端相连通；如图5所示，所述多功能水箱5包括水箱壳体、太阳能集热板7和太阳能换热盘管9；所述水箱壳体的上方设置有太阳能集热板7，水箱壳体的内部设置有太阳能换热盘管9；所述太阳能集热板7通过管道与太阳能换热盘管9相连接；所述水箱壳体顶部的一端设置有液位观察镜6，水箱壳体顶部的另一端设置有自动排气阀8。
本发明基于液体搅拌和涡电流联动式地暖供热系统的工作原理：
本发明基于液体搅拌和涡电流联动式地暖供热系统，达里厄式H型垂直轴风力机在外界风力驱动下不停转动，风力机垂直杆转动时带动永磁体转子和搅拌筒内的多组搅拌叶片同时做高速转动；在热交换装置中换热后的水进入所述液体加热装置，在液体加热装置中分为两路，一路进入涡电流加热装置中的液体加热层，带走永磁体定子切割磁力线产生涡电流发热产生的热量；另一路进入液体搅拌加热装置中搅拌筒内部，通过多组搅拌叶片的搅拌和分层阻尼圆盘阻尼压缩作用产生涡流碰撞摩擦生热，两路液体在生热后汇合排出液体加热装置。
在液体加热装置中被加热的水进入封闭多功能水箱后被多功能水箱中的换热盘管继续加热，热水离开多功能水箱后进入地暖分集水器，被分入各路地暖盘管给房间供热。综上所述，本发明基于液体搅拌和涡电流联动式地暖供热系统采用风力驱动式液体搅拌制热和涡电流联动辅助制热，能够共同提供大量的热量，能够有效解决单种制热装置制热不稳定和加热速率慢等问题，具有热转换效率高、节能环保、安全可靠、使用寿命长的优点；本发明基于液体搅拌和涡电流联动式地暖供热系统采用多组搅拌叶片，每组搅拌叶片下设有分层阻尼圆盘，各分层圆盘之间形成相对封闭的空间；分层搅拌更产生大量的小尺度旋涡，使得系统内部能量转换加快；分层阻尼圆盘上设有液体口以便于液体流动，同时在圆盘与搅拌容器间隙处存在小孔节流效应，进而使致热效果进一步提高；本发明基于液体搅拌和涡电流联动式地暖供热系统采用多功能水箱，水箱上的太阳能集热板可通过换热盘管加热多功能水箱内部的热水，水箱上设有自动排气阀可排除管道内多余的气体，多功能水箱具有补水、容水、定压、加热等功能，外部设有真空绝热保温装置可保持热量不散失；本发明基于液体搅拌和涡电流联动式地暖供热系统采用达里厄式H型垂直轴风力机，解决了垂直轴风力机风能利用系数偏低的问题。
Claims (7)
1.一种基于液体搅拌和涡电流联动式地暖供热系统，其特征在于，包括风冷热泵机组（1）、热交换装置（2）、达里厄式 H 型垂直轴风力机（3）、液体加热装置（4）、多功能水箱（5）、地暖分集水器（10）、地暖盘管（11）和循环动力装置（12）；所述风冷热泵机组（1）通过管道与热交换装置（2）的输入回路相连接，热交换装置（2）的输出回路一端通过管道与液体加热装置（4）的输入端相连接，液体加热装置（4）的输出端通过管道与多功能水箱（5）的输入端相连接，多功能水箱（5）的输出端通过管道与地暖分集水器（10）的输入端相连接，地暖分集水器（10）的输出端通过管道与循环动力装置（12）的输入端相连接，循环动力装置（12）的输出端通过管道与热交换装置（2）的输出回路另一端相连接；所述地暖分集水器（10）通过管道与地暖盘管（11）相连接；所述液体加热装置（4）包括涡电流加热装置和液体搅拌加热装置；所述涡电流加热装置包括涡电流加热装置液体进口管（13）、液体换热层（16）、永磁体定子（17）、永磁体转子（18）、永磁体转子固定装置（20）、转动轴（21）和涡电流加热装置液体出口管（22）；所述转动轴（21）的顶部通过传动杆与达里厄式 H 型垂直轴风力机（3）的输出端相固定连接，转动轴（21）的侧壁通过永磁体转子固定装置（20）与永磁体转子（18）相固定连接；所述永磁体转子（18）的外侧设置有永磁体定子（17），永磁体定子（17）的外侧设置有液体换热层（16）；所述液体换热层（16）的一端设置有涡电流加热装置液体进口管（13），液体换热层（16）的另一端设置有涡电流加热装置液体出口管（22）；所述液体搅拌加热装置包括液体搅拌筒（19）、液体搅拌筒液体进口管（23）、搅拌叶片（24）、分层阻尼圆盘（25）和液体搅拌筒内液体出口管（26）；所述转动轴（21）的侧壁上设置有若干个分层阻尼圆盘（25），每个分层阻尼圆盘（25）上均设置有搅拌叶片（24）；所述分层阻尼圆盘（25）的外侧设置有液体搅拌筒（19），液体搅拌筒（19）位于永磁体转子（18）的内侧；所述液体搅拌筒（19）的一端设置有液体搅拌筒液体进口管（23），液体搅拌筒（19）的另一端设置有液体搅拌筒内液体出口管（26）；所述涡电流加热装置液体进口管（13）和液体搅拌筒液体进口管（23）均与热交换装置（2）的输出回路一端相连通，所述涡电流加热装置液体出口管（22）和液体搅拌筒内液体出口管（26）均与多功能水箱（5）的输入端相连通。
2.根据权利要求1所述的基于液体搅拌和涡电流联动式地暖供热系统，其特征在于，所述多功能水箱（5）包括水箱壳体、太阳能集热板（7）和太阳能换热盘管（9）；所述水箱壳体的上方设置有太阳能集热板（7），水箱壳体的内部设置有太阳能换热盘管（9）；所述太阳能集热板（7）通过管道与太阳能换热盘管（9）相连接。
3.根据权利要求2所述的基于液体搅拌和涡电流联动式地暖供热系统，其特征在于，所述水箱壳体顶部的一端设置有液位观察镜（6），水箱壳体顶部的另一端设置有自动排气阀（8）。
4.根据权利要求1所述的基于液体搅拌和涡电流联动式地暖供热系统，其特征在于，所述液体换热层（16）的外侧设置有真空绝热保温层（15），真空绝热保温层（15）的外侧设置有固定保护层（14）。
5.根据权利要求1所述的基于液体搅拌和涡电流联动式地暖供热系统，其特征在于，所述涡电流加热装置液体进口管（13）位于液体换热层（16）的顶部，涡电流加热装置液体出口管（22）位于液体换热层（16）的底部。
6.根据权利要求1所述的基于液体搅拌和涡电流联动式地暖供热系统，其特征在于，所述液体搅拌筒液体进口管（23）位于液体搅拌筒（19）的顶部，液体搅拌筒内液体出口管（26）位于液体搅拌筒（19）的底部。
7.根据权利要求1所述的基于液体搅拌和涡电流联动式地暖供热系统，其特征在于，所述每个分层阻尼圆盘（25）上均设置有液体流动口（27）。
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