CN113236499A - 一种风能驱动热电联供系统 - Google Patents

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CN113236499A CN202110392430.2A CN202110392430A CN113236499A CN 113236499 A CN113236499 A CN 113236499A CN 202110392430 A CN202110392430 A CN 202110392430A CN 113236499 A CN113236499 A CN 113236499A
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钟晓晖
张明明
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Abstract

本发明提供了一种风能驱动热电联供系统，包括风力机、与所述风力机分别连接的发电模块和制冷制热模块，所述风力机包括依次连接的风轮、齿轮箱和分配箱；所述分配箱一拖二形式，分别与所述发电模块和所述制冷制热模块连接。本发明所提供的风能驱动热电联供系统，采用风力机一拖二驱动压缩机和发电机，有效地减少了中间转换过程的能量转换损失，合理分配了能量，提高了风能利用效率。

Description

一种风能驱动热电联供系统
技术领域
本发明涉及一种热电联产系统，特别涉及一种风能驱动热电联供系统。
背景技术
能源是人类生存、发展的基础，但随着经济的快速发展，化石能源消耗量持续增加，人类正面临着日益严重的能源短缺和环境问题，全球气候变暖已成为国际关注的热点。发展清洁能源对于保障能源安全、促进环境保护、减少温室气体排放、实现国民经济可持续发展具有重要意义。
进入21世纪以来，随着居民生活水平不断提高，居民生活用电持续增长。2001年，居民电力消费量为1609.2亿千瓦时，而到2017已经达到9071.6亿千瓦时，年均增速达11.4％，超过了同期全社会用电增速的9.7％。此外，2017年生活用电占全社会用电量比例为14％。我国仍以火电为主要供电方式，对环境污染严重。
而且，我国城市供热行业同样以燃煤为主要燃料，其年耗煤量超过1.5亿吨，行业内高污染、低效率的落后产能超过50％。随着城镇化的提高、区域小锅炉的拆除和旧城区的管网改造，城镇集中供热存在巨大缺口。煤炭供暖已经处于淘汰之中，因而太阳能、风能以及其它清洁能源将逐渐成为冬季供暖的新生力量。风能供热一方面可以解决燃煤供暖所带来的污染问题，另一方面还可以缓解风电弃风限电问题。而采用风能直接驱动热泵进行供热，可以有效地减少中间转换过程的能量转换损失，提高了风能利用效率。
现有公开号为CN108278156A的新风冷热电联供系统，利用内燃机和透平机产生动力驱动发电机(发电电动一体机)和/或压缩机做工，并通过功率调节器调节发电功率和新风负荷的配比，利用变速器将两种不同机械能的不同转速转换为设定的转速，提高了压缩机运行的稳定性。但该专利中的动力来源需要燃烧化石燃料，产生的烟气污染环境。当发电机处于电动机模式时，存储电能将转化为机械能，减少了负荷端的输入电量。“一拖二”联动及功率分配系统过于复杂，使用的设备较多，不同分配模式运行复杂，经济成本高。压缩机只有设定转速下一种工况，工作范围受限，不能适应其他工况以及满足用户的其他负荷要求，并且经过加速器分配后的动力可能存在“遗弃”损失。
现有公开号为CN101619871A的风力致热的供热系统，利用风能系统将风能转换为机械能，通过致热器将机械能转换为热能，送入储热系统，当热能不足时启动辅助加热系统满足热量供应。但该专利中的致热器是通过搅拌叶片与容器中的水摩擦产生热，将机械能转换为热能，转换效率低，不符合“温度对口、梯级利用”的科学用能原则。
现有公开号为CN102287963A的储能式风能发电制冷制热系统，利用风能转换成机械能带动空气压缩系统，将高压气体储存于气瓶中，再经由气体驱动马达带动发电机发电，利用空气压缩系统形成的加压供热作用，供应热水器、电炉或室内暖气系统所需热能。但该专利中制热制冷是利用气体压缩和气体膨胀制冷，系统能量效率低。
现有公开号为CN102261767A的一种风能热泵机组，利用风能直接驱动热泵机组的压缩机，省去了发电中间环节，但该专利中室外机蒸发器通过冷却塔与室外空气间接换热，当环境温度较低时，热泵机组制热效率偏低。且该系统没有解决偏航系统作用下风力机的机械能输出问题，风能利用效率低。
因此，需提供一种能提高系统整体稳定性和能源利用效率的风能驱动热电联供系统。
发明内容
针对上述现有技术的缺点和不足，本发明旨在提供一种风能驱动热电联供系统。本发明采用风力机一拖二带动压缩机和发电机，可以有效地减少中间转换过程的能量转换损失，合理分配能量，提高了风能利用效率，在压缩机的进出口采用金属软管，解决了偏航系统作用下风力机的机械能输出问题，而蓄电池和蓄热/蓄冷水箱则解决了风力输出波动的问题，达到提高系统效率和运行可靠性的目的。
本发明所述问题是由以下方案解决的：
提供了一种风能驱动热电联供系统，包括风力机、与所述风力机分别连接的发电模块和制冷制热模块，所述风力机包括依次连接的风轮、齿轮箱和分配箱；所述分配箱一拖二形式，分别与所述发电模块和所述制冷制热模块连接。
本发明所提供的风能驱动热电联供系统，还具有这样的特征，所述分配箱为可控功率分配箱，所述分配箱用于动力传输以及发电模块和制冷制热模块的动力分配。
本发明所提供的风能驱动热电联供系统，还具有这样的特征，所述风轮的输出轴与齿轮箱连接，所述齿轮箱的输出轴通过联轴器与分配箱连接。
本发明所提供的风能驱动热电联供系统，还具有这样的特征，所述齿轮箱为增速齿轮箱。
本发明所提供的风能驱动热电联供系统，还具有这样的特征，所述发电模块包括依次连接的发电机、控制器、交变器和蓄电池，所述发电机通过齿轮传动被所述分配箱带动做功。
本发明所提供的风能驱动热电联供系统，还具有这样的特征，所述制冷制热模块包括压缩机、四通换向阀、制冷剂-水换热器Ⅰ、膨胀阀、制冷剂-水换热器Ⅱ，地埋管换热器和蓄热/蓄冷水箱，
所述压缩机通过齿轮传动被所述分配箱带动做功；
所述四通换向阀包括四个接口，分别为接口Ⅰ、接口Ⅱ、接口Ⅲ和接口Ⅳ，所述所述接口Ⅰ与所述制冷剂-水换热器Ⅱ的制冷剂侧的一端连通；所述接口Ⅱ与所述制冷剂-水换热器Ⅰ的制冷剂侧的一端连通；所述接口Ⅲ与所述压缩机的排气口连通；所述接口Ⅳ与所述压缩机的吸气口连通；
所述制冷剂-水换热器Ⅱ的制冷剂侧的另一端和所述制冷剂-水换热器Ⅰ制冷剂侧的另一端分别与所述膨胀阀的两端连通；
所述制冷剂-水换热器Ⅰ的水侧通过管路与所述蓄热/蓄冷水箱连通；所述制冷剂-水换热器Ⅱ的水侧通过管路与所述地埋管换热器连通。
本发明所提供的风能驱动热电联供系统，还具有这样的特征，所述压缩机为开启式压缩机，所述压缩机的功率输入端伸出压缩机的机体以外，通过联轴器与齿轮箱输出轴相连接，在伸出部分采用轴封装置以防止制冷剂的泄露。
本发明所提供的风能驱动热电联供系统，还具有这样的特征，所述压缩机通过金属软管与四通换向阀连接。
本发明所提供的风能驱动热电联供系统，还具有这样的特征，所述制冷剂-水换热器Ⅱ和地埋管换热器之间的连通管路上设置有并联的控制阀和水泵。
本发明所提供的风能驱动热电联供系统，还具有这样的特征，所述制冷剂-水换热器Ⅰ和蓄热/蓄冷水箱之间的连通管路上设置有控制阀和水泵。
本发明所提供的风能驱动热电联供系统，还具有这样的特征，所述交变器为直流/交流变换器。
与现有技术相比，本发明的有益效果
本发明所提供的风能驱动热电联供系统，采用风力机一拖二驱动压缩机和发电机，有效地减少中间转换过程的能量转换损失，合理分配了能量，提高了风能利用效率。
本发明所提供的风能驱动热电联供系统，在压缩机的进出口采用金属软管，解决了偏航系统作用下风力机的机械能输出问题，而蓄电池和蓄热/蓄冷水箱则解决了风力输出波动的问题，达到提高系统效率和运行可靠性的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1本发明一种风能驱动热电联供系统的分配箱结构图；
图2本发明一种风能驱动热电联供系统的主轴齿轮样式；
图3本发明一种风能驱动热电联供系统的制热发电工况原理图；
图4本发明一种风能驱动热电联供系统的制冷发电工况原理图，
其中，1：风轮；2：齿轮箱；3：联轴器；4：分配箱；5：压缩机；6：金属软管；7：四通换向阀；8：制冷剂-水换热器Ⅰ；9：膨胀阀；10：制冷剂-水换热器Ⅱ；11：控制阀Ⅰ；12：水泵Ⅰ；13：水泵Ⅱ；14：控制阀Ⅱ；15：地埋管换热器；16：水泵Ⅲ；17：控制阀Ⅲ；18：控制阀Ⅳ；19：蓄热/蓄冷水箱；20：热水出水口；21：回水口；22：冷水出水口；23：发电机；24：控制器；25：交变器；26：蓄电池。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明所提供的风能驱动热电联供系统作具体阐述。所描述的这些实施例仅是本发明的举例说明。此外，为了简明描述这些实施例，实际实现的所有特征可能未在本说明中全部描述。应该明白，在任何这种实际实现的开发中，与在任何工程或者设计项目中相同，为了实现开发者的特定目标，必须进行许多特定实现判定，诸如服从相关系统限制和相关商业限制，许多特定实现判定从一种实现到另一种实现可以变更。此外，应当明白，这种开发工作可能是复杂并且是耗时的，然而，尽管如此，开发工作对于受益于本公开的普通技术人员仍是从事设计、装配和制造的例行工作。
在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
一种风能驱动热电联供系统，包括风力机、与所述风力机分别连接的发电模块和制冷制热模块，所述风力机包括依次连接的风轮1、齿轮箱2和分配箱4；所述分配箱4一拖二形式，分别与所述发电模块和所述制冷制热模块连接。所述风轮1的输出轴与齿轮箱2连接，所述齿轮箱2的输出轴通过联轴器3与分配箱4连接。
上述实施例所提供的风能驱动热电联供系统与现有技术相比，本发明提供的风力机一拖二同时带动发电模块和制冷制热模块，实现了热电联供，且工作范围广泛，可以根据风速和用户负荷要求合理分配能量，提高了风力机的效率和经济性，而CN108278156专利将两个动力合成一个动力，可能存在类似“弃风”现象的动力损失。本发明将一个动力分成两个动力，但是除了齿轮摩擦之外不会有其他的动力损失。
在部分实施例中，所述齿轮箱2为增速齿轮箱。增速齿轮箱主要起到动力传输和增速作用，使叶片的转速通过增速齿轮箱增速，使其转速达到压缩机和发电机的额定转速，以保证压缩机5和发电机23的高效运行。
在部分实施例中，如图1-2所示，所述分配箱4为可控功率分配箱。主要起到动力传输和动力分配作用，使齿轮箱2的输出轴通过齿轮为压缩机5和发电机23传递动力，通过齿轮的不同齿数组合达到功率调控的作用，使动力得到合理分配，保证系统的运行工况。公开专利CN108278156中的是变速箱，仅将两种不同转速的动力合在一起并转换为设定转速，会有动力损失。本发明中的是功率分配箱，目的是一拖二做功，除了齿轮摩擦外不存在任何动力损失。
在部分实施例中，所述发电模块包括依次连接的发电机23、控制器24、交变器25和蓄电池26，所述发电机23通过齿轮传动被所述分配箱4带动做功。所述发电机23为永磁同步发电机，该发电机23的功率输入端伸出发电机23以外，通过联轴器与分配箱4输出轴相连接，在伸出部分采用轴封装置以防止制冷剂的泄露。
在部分实施例中，所述制冷制热模块包括压缩机5、四通换向阀7、制冷剂-水换热器Ⅰ8、膨胀阀9、制冷剂-水换热器Ⅱ10，地埋管换热器15和蓄热/蓄冷水箱19，所述压缩机5通过齿轮传动被所述分配箱4带动做功；所述四通换向阀7包括四个接口，分别为接口Ⅰ、接口Ⅱ、接口Ⅲ和接口Ⅳ，所述所述接口Ⅰ与所述制冷剂-水换热器Ⅱ10的制冷剂侧的一端连通；所述接口Ⅱ与所述制冷剂-水换热器Ⅰ8的制冷剂侧的一端连通；所述接口Ⅲ与所述压缩机5的排气口连通；所述接口Ⅳ与所述压缩机5的吸气口连通；所述制冷剂-水换热器Ⅱ10的制冷剂侧的另一端和所述制冷剂-水换热器Ⅰ8制冷剂侧的另一端分别与所述膨胀阀9的两端连通；所述制冷剂-水换热器Ⅰ8的水侧通过管路与所述蓄热/蓄冷水箱19连通；所述制冷剂-水换热器Ⅱ10的水侧通过管路与所述地埋管换热器15连通。
在上述实施例中，制冷剂-水换热器Ⅰ8用于和用户循环水进行热交换，制冷剂-水换热器Ⅱ10用于和地埋管换热器15中的循环水进行热交换。调整四通换向阀7可以使热泵系统处于制热和制冷两种状态。
在部分实施例中，所述压缩机5为开启式压缩机，所述压缩机5的功率输入端伸出压缩机5机体以外，通过联轴器与齿轮箱2输出轴相连接，在伸出部分采用轴封装置以防止制冷剂的泄露。因采用风力机产生的机械能直接驱动，省去了电动机环节，故而不存在电动机的冷却问题，且压缩机排气过热度减小，制冷效率增加。
在部分实施例中，所述压缩机5通过金属软管6与四通换向阀7连接。所述金属软管6是一种柔性耐压管件，其材料主要采用奥氏体不锈钢，两端留有铜管，安装于压缩机5和四通换向阀7之间，可以采用螺纹或钎焊方式进行连接。金属软管6用以补偿风力机头偏航时压缩机5与四通换向阀7之间的相互位移，可以实现热泵系统在风力机偏航运行时的正常运行。
在部分实施例中，所述制冷剂-水换热器Ⅱ10和地埋管换热器15之间的连通管路上设置有并联的控制阀和水泵。
在部分实施例中，所述制冷剂-水换热器Ⅰ8和蓄热/蓄冷水箱19之间的连通管路上设置有控制阀和水泵。
在部分实施例中，所述交变器25为直流/交流变换器。
上述实施例使用过程如下：
如图3所示，当所述系统处于制热模式时，所述四通换向阀7的接口Ⅱ与接口Ⅲ连通，接口Ⅰ与接口Ⅳ连通，水泵Ⅰ12、水泵Ⅲ16运行，水泵Ⅱ13停止，控制阀Ⅱ14、控制阀Ⅲ17开启，控制阀Ⅰ11、控制阀Ⅳ18关闭，开启式压缩机5排出的高压制冷剂气体经金属软管6和四通换向阀7进入所述制冷剂-水换热器Ⅰ8和蓄热/蓄冷水箱19里的用户循环水进行热交换后进入膨胀阀9，之后进入制冷剂-水换热器Ⅱ10和地埋管换热器15循环水进行热交换后经四通换向阀7和金属软管6返回压缩机5吸气口。制冷剂-水换热器Ⅰ8产生的高温热水在水泵Ⅲ16的驱动下经控制阀Ⅲ17由蓄热水箱19上部进入，从蓄热水箱中部返回制冷剂-水换热器Ⅰ8；发电机组通过发电机23输入轴带动做功产生电流，之后进入控制器24检测，通过交变器25调整电流输入蓄电池26。
如图4所示，当所述系统处于制冷模式时，所述四通换向阀7的接口Ⅱ与接口Ⅳ连通，接口Ⅰ与接口Ⅲ连通，水泵Ⅱ13、水泵Ⅲ16运行，水泵Ⅰ12停止，控制阀Ⅰ11、控制阀Ⅳ18开启，控制阀Ⅱ14、控制阀Ⅲ17关闭，开启式压缩机5排出的高压制冷剂气体经金属软管6和四通换向阀7进入所述制冷剂-水换热器Ⅱ10和地埋管换热器15循环水进行热交换后进入膨胀阀9，之后进入制冷剂-水换热器Ⅰ8和蓄热/蓄冷水箱19的用户循环水进行热交换后进四通换向阀7和金属软管6返回压缩机5吸气口。制冷剂-水换热器Ⅰ8产生的低温冷水在水泵Ⅲ16的驱动下经控制阀Ⅳ18由蓄冷水箱19下部进入，从蓄冷水箱19中部返回制冷剂-水换热器Ⅰ8；发电机23通过发电机输入轴带动做功产生电流，之后进入控制器24检测，通过交变器25调整电流输入蓄电池26。
综上所述，本发明实施例提供的风能驱动热电联供系统，采用风力机一拖二驱动压缩机和发电机，有效地减少中间转换过程的能量转换损失，合理分配了能量，提高了风能利用效率。在压缩机的进出口采用金属软管，解决了偏航系统作用下风力机的机械能输出问题，而蓄电池和蓄热/蓄冷水箱则解决了风力输出波动的问题，达到提高系统效率和运行可靠性的目的。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种风能驱动热电联供系统，包括风力机、与所述风力机分别连接的发电模块和制冷制热模块，其特征在于，所述风力机包括依次连接的风轮、齿轮箱和分配箱；所述分配箱一拖二形式，分别与所述发电模块和所述制冷制热模块连接。
2.根据权利要求1所述的风能驱动热电联供系统，其特征在于，所述分配箱为可控功率分配箱，所述分配箱用于动力传输以及发电模块和制冷制热模块的动力分配。
3.根据权利要求1所述的风能驱动热电联供系统，其特征在于，所述风轮的输出轴与齿轮箱连接，所述齿轮箱的输出轴通过联轴器与分配箱连接。
4.根据权利要求1所述的风能驱动热电联供系统，其特征在于，所述齿轮箱为增速齿轮箱。
5.根据权利要求1所述的风能驱动热电联供系统，其特征在于，所述发电模块包括依次连接的发电机、控制器、交变器和蓄电池，所述发电机通过齿轮传动被所述分配箱带动做功。
6.根据权利要求1所述的风能驱动热电联供系统，其特征在于，所述制冷制热模块包括压缩机、四通换向阀、制冷剂-水换热器Ⅰ、膨胀阀、制冷剂-水换热器Ⅱ、地埋管换热器和蓄热/蓄冷水箱，
所述压缩机通过齿轮传动被所述分配箱带动做功；
所述四通换向阀包括四个接口，分别为接口Ⅰ、接口Ⅱ、接口Ⅲ和接口Ⅳ，所述所述接口Ⅰ与所述制冷剂-水换热器Ⅱ的制冷剂侧的一端连通；所述接口Ⅱ与所述制冷剂-水换热器Ⅰ的制冷剂侧的一端连通；所述接口Ⅲ与所述压缩机的排气口连通；所述接口Ⅳ与所述压缩机的吸气口连通；
所述制冷剂-水换热器Ⅱ的制冷剂侧的另一端和所述制冷剂-水换热器Ⅰ制冷剂侧的另一端分别与所述膨胀阀的两端连通；
所述制冷剂-水换热器Ⅰ的水侧通过管路与所述蓄热/蓄冷水箱连通；所述制冷剂-水换热器Ⅱ的水侧通过管路与所述地埋管换热器连通。
7.根据权利要求6所述的风能驱动热电联供系统，其特征在于，所述压缩机为开启式压缩机，所述压缩机的功率输入端伸出压缩机的机体以外，通过联轴器与齿轮箱输出轴相连接，在伸出部分采用轴封装置以防止制冷剂的泄露。
8.根据权利要求6所述的一种风能驱动热电联供系统，其特征在于，所述压缩机通过金属软管与四通换向阀连接。
9.根据权利要求6所述的风能驱动热电联供系统，其特征在于，所述制冷剂-水换热器Ⅱ和地埋管换热器之间的连通管路上设置有并联的控制阀和水泵。
10.根据权利要求6所述的风能驱动热电联供系统，其特征在于，所述制冷剂-水换热器Ⅰ和蓄热/蓄冷水箱之间的连通管路上设置有控制阀和水泵。
11.根据权利要求5所述的风能驱动热电联供系统，其特征在于，所述交变器为直流/交流变换器。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115111118A (zh) * 2022-06-16 2022-09-27 华电电力科学研究院有限公司 一种风力驱动热、电联供系统及其运行方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100060013A1 (en) * 2008-09-10 2010-03-11 Csefko Pal Tamas Procedure and equipment for water/wind generators' performance improvement with the addition of a pneumatic system
US20110233934A1 (en) * 2010-03-24 2011-09-29 Lightsail Energy Inc. Storage of compressed air in wind turbine support structure
CN102734071A (zh) * 2011-03-30 2012-10-17 威海市威鹰塑胶有限公司 一种风力发电和风力空气压缩两用机
CN105164409A (zh) * 2013-04-18 2015-12-16 塞特可持续能源技术有限公司 驱动设备和用于运行这样的驱动设备的方法
CN106090143A (zh) * 2016-08-18 2016-11-09 重庆隆旺机电有限责任公司 多挡双离合传动系统
CN206113187U (zh) * 2016-10-14 2017-04-19 中国科学院工程热物理研究所 一种风能直接驱动地源热泵空调系统
CN208967880U (zh) * 2018-09-11 2019-06-11 唐山金沙燃烧热能股份有限公司 风能直驱型水传导输热系统

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100060013A1 (en) * 2008-09-10 2010-03-11 Csefko Pal Tamas Procedure and equipment for water/wind generators' performance improvement with the addition of a pneumatic system
US20110233934A1 (en) * 2010-03-24 2011-09-29 Lightsail Energy Inc. Storage of compressed air in wind turbine support structure
CN102734071A (zh) * 2011-03-30 2012-10-17 威海市威鹰塑胶有限公司 一种风力发电和风力空气压缩两用机
CN105164409A (zh) * 2013-04-18 2015-12-16 塞特可持续能源技术有限公司 驱动设备和用于运行这样的驱动设备的方法
CN106090143A (zh) * 2016-08-18 2016-11-09 重庆隆旺机电有限责任公司 多挡双离合传动系统
CN206113187U (zh) * 2016-10-14 2017-04-19 中国科学院工程热物理研究所 一种风能直接驱动地源热泵空调系统
CN208967880U (zh) * 2018-09-11 2019-06-11 唐山金沙燃烧热能股份有限公司 风能直驱型水传导输热系统

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115111118A (zh) * 2022-06-16 2022-09-27 华电电力科学研究院有限公司 一种风力驱动热、电联供系统及其运行方法

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