CN200999701Y - 集风力、水力和太阳能再生能源利用设备 - Google Patents

集风力、水力和太阳能再生能源利用设备 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种集风力、水力和太阳能再生能源利用设备，包括集热水箱、预热水箱、安装支架以及太阳能集热管，在集热水箱顶部固装有风力发电机支架，集热水箱顶部设有排气管和手动排气阀，集热水箱上部装有供热输出管、温控器和进水限位器，在集热水箱与预热水箱之间呈环状均布有太阳能集热管，预热水箱下半部插装有电热管、补水管和回水管，供热输出管从集热水箱下半部伸出的一端连接有水轮机，水轮机输出轴上连接软轴，软轴另一端连接风力发电机轴。其优点在于：将太阳能、风力和水力有机结合起来并充分利用制造热水、供暖或制冷，根据气候条件进行能源互相补充，以节省大量的煤和天然气的有限资源，避免对空气和环境造成的严重污染。

Description

集风力、水力和太阳能再生能源利用设备
技术领域
本实用新型属于供热制冷工程技术领域，特别是涉及一种将太阳能、风能和水能有机结合起来并充分利用的用于制造热水、取暖或制冷的集风力、水力和太阳能再生能源利用设备。
背景技术
目前公知的冬季取暖大都采用太阳能、电能或燃烧能这些单独的能源进行加热，太阳能虽可作为一种绿色环保廉价、易得的经济资源，但是太阳能能量密度低，受时间和天气的影响，工作不稳定；此外由于太阳能热水器受地区影响较大，尤其对气候要求有一定的适应能力，我国高寒地区具有日照时间短的弱势，太阳能取暖设备在夜间以及阴雪天气无法正常供热，因此限制了该技术的发展。还有一些采用煤或天然气为燃料做能源的集中供热网，虽然使用煤或天然气为燃料供暖费用较低，供热效率高，但对空气和环境均会造成很大污染，同时要消耗大量的能源煤或天然气，随着天然燃料资源的紧缺、价格上涨，并逐步趋于枯竭，将太阳能、风能和水能有机结合起来，并有效开发和充分利用已越来越受到人们的重视。
发明内容
本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种将太阳能、风能和水能有机结合起来并充分利用的用于制造热水、取暖或制冷的集风力、水力和太阳能再生能源利用设备。
本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：
集风力、水力和太阳能再生能源利用设备，包括集热水箱、通过连接管与集热水箱连接并相通的预热水箱、安装支架以及安装在集热水箱与预热水箱之间的太阳能集热管，其特征在于：在集热水箱顶部固装有风力发电机支架，风力发电机支架上通过压力轴承安装有风力发电机，集热水箱顶部还设有排气管和手动排气阀，集热水箱上部一侧装有供热输出管，另一侧装有温控器，集热水箱内设有进水限位器，在集热水箱与预热水箱之间呈环状均布有太阳能集热管，太阳能集热管的上端穿入集热水箱下半部；预热水箱下半部呈环状均匀插装有电热管，预热水箱下半部一侧安装有补水管，另一侧安装有回水管；所述供热输出管的一端连接有水轮机的输入端，水轮机的输出端通向供热管网，在水轮机输出轴上连接有软轴，软轴另一端连接风力发电机轴。
本实用新型还可以采用如下技术措施：
所述集热水箱由两个半圆形壳体通过法兰固装构成。
所述预热水箱由两个半圆形壳体通过法兰固装构成。
所述集热水箱和预热水箱外部均设有保温层和防水层。
所述太阳能集热管与集热水箱在垂直方向设有小于10°的夹角。
供热输出管从集热水箱下半部伸出至水轮机的长度为0.25-0.5米。
本实用新型具有的优点和积极效果是：由于本实用新型在集热水箱顶部安装有风力发电机，并在供热输出管尾端连接水轮机，水轮机通过软轴连接风力发电机，将太阳能、风能和水能有机结合起来并充分利用制造热水、取暖或制冷。可根据气候条件进行能源互相补充，提高太阳能热水系统能源的利用率，即当阳光充足、有风天气时，太阳能集热管利用太阳能辐射的热能，加热水温；与此同时，通过风力发电机利用风力产生电能供给电热管预热冷水，产生符合设定温度的热水。当阴雨或无风等天气时，该设备可利用从集热水箱供热输出管冲出的水带动水轮机转动，水轮机带动水轮机输出轴转动，水轮机输出轴通过软轴将动力传递到风力发电机，使之转动并产生电能，然后将电能传递到预热水箱内的电热管，通过电热管加热水温。这样不仅可节省大量的煤和天然气的有限资源，同时还可避免对空气和环境造成的严重污染。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型内部结构示意图；
图3是本实用新型与供热管网连接示意图；
图4是本实用新型与制冷机组连接示意图；
图5是图1的K向视图。
图中：1、风力发电机；  1-1、接线盒；  2、压力轴承；  3、风力发电机支架；  4、排气管；  4-1、手动排气阀；  5、进水限位器；  6、集热水箱；  7、保温层；  8、防水层；  9、供热输出管；  10、太阳能集热管；  11、集热管密封；  12、法兰；  13、法兰密封；  14、连接管；  15、集热管托架；  16、预热水箱；  17、电热管；  18、电热管密封；19、补水管；  19-1、补水管密封；20、安装支架；21、回水管；21-1、回水管密封；22、温控器；  23、水轮机；  24、电器控制箱；  25、水轮机输出轴；  26、软轴；  27、供热泵；  28、回水泵；  29、补水泵；  30、蓄水池；  31、制冷机组；  32、散热器。
具体实施方式
为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1、图2和图5，集风力、水力和太阳能再生能源利用设备，包括集热水箱6、通过连接管14与集热水箱连接并相通的预热水箱16、安装支架20以及安装在集热水箱与预热水箱之间的太阳能集热管10，所述集热水箱6由两个半圆形壳体通过法兰12和法兰密封13固装构成。所述预热水箱16由少半圆形和多半圆形壳体通过法兰12和法兰密封13固装构成。在集热水箱顶部固装有风力发电机支架3，风力发电机支架3上通过压力轴承2安装有风力发电机1，集热水箱6顶部还设有排气管4和手动排气阀4-1，集热水箱上部一侧通过供热输出管密封9-1安装有供热输出管9，另一侧装有温控器22，所述温控器22通过电器控制箱24电连接插装在预热水箱下半部的电热管17。集热水箱内设有进水限位器5，在集热水箱与预热水箱之间呈环状均布有12个真空干涉膜太阳能集热管10，太阳能集热管10的上端呈敞口状并穿入于集热水箱下半部，太阳能集热管10的下端呈封闭状，并通过集热管托架15安装在预热水箱上半部。所述太阳能集热管与集热水箱在垂直方向设有小于10°的夹角。预热水箱16下半部呈环状均匀插装有6个电热管17，在预热水箱下半部一侧通过补水管密封19-1安装有补水管19，该补水管19的上端连接进水限位器5，预热水箱下半部另一侧通过回水管密封21-1安装有回水管21；所述供热输出管9的一端连接水轮机23的输入端，水轮机的输出端通向供热管网，在水轮机输出轴25上连接有软轴26，软轴26的另一端连接风力发电机轴。所述集热水箱和预热水箱外部均设有保温层7和防水层8。供热输出管9从集热水箱下半部伸出至水轮机23的长度设定为0.3米，也可小于0.3米。风力发电机通过接线盒1-1电连接电器控制箱24。
请参阅图3，本实用新型用于供热设备时，将水轮机23的输出端通向供热管网，再由连接供热管道的供热泵27送入散热器32，经散热器和管道进入回水管网，经回水泵28将回水送入预热水箱。
请参阅图4，本实用新型用于制冷设备时，将水轮机23的输出端输出的热能经供热泵27送入制冷机组31，该制冷机组采用20℃沸点的制冷剂进行制冷。由制冷机组输出约0℃左右的冰水再经过表冷器，达到水温7℃的冷水进入风机盘管，经风机盘管产生的冷凝水收集到蓄水池30内，再经补水泵29回到预热水箱。
本实用新型的工作原理为：
在晴天有风的天气情况下，风力发电机通过风舵可自动寻找风向，并迎风旋转。风力发电机产生的电能通过电器控制箱传递到预热水箱下半部的电热管，电热管对预热水箱内的水进行加热，与此同时，通过太阳能集热管对集热水箱内的水也进行加热，当集热水箱内的水达到设定的温度后，由温控器发出信号，断开电器控制箱与电热管的连接，这样可以充分利用自然界的风能和太阳能来转换成热能，供冬季取暖用。
在无风或阴雨天气时，该设备可利用从集热水箱供热输出管冲出的水带动水轮机转动，水轮机带动水轮机输出轴转动，水轮机输出轴带动软轴转动，软轴再带动风力发电机转动产生电能，然后通过电器控制箱将电能传递到预热水箱内的电热管，通过电热管加热水温。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种集风力、水力和太阳能再生能源利用设备，包括集热水箱、通过连接管与集热水箱连接并相通的预热水箱、安装支架以及安装在集热水箱与预热水箱之间的太阳能集热管，其特征在于：在集热水箱顶部固装有风力发电机支架，风力发电机支架上通过压力轴承安装有风力发电机，集热水箱顶部还设有排气管和手动排气阀，集热水箱上部一侧装有供热输出管，另一侧装有温控器，集热水箱内设有进水限位器，在集热水箱与预热水箱之间呈环状均布有太阳能集热管，太阳能集热管的上端穿入集热水箱下半部；预热水箱下半部呈环状均匀插装有电热管，预热水箱下半部一侧安装有补水管，另一侧安装有回水管；所述供热输出管从集热水箱下半部伸出的一端连接有水轮机，水轮机的输出端通向供热管网，在水轮机输出轴上连接有软轴，软轴另一端连接风力发电机轴。
2.根据权利要求1所述的集风力、水力和太阳能再生能源利用设备，其特征在于：所述集热水箱由两个半圆形壳体通过法兰固装构成。
3.根据权利要求1所述的集风力、水力和太阳能再生能源利用设备，其特征在于：所述预热水箱由两个半圆形壳体通过法兰固装构成。
4.根据权利要求1所述的集风力、水力和太阳能再生能源利用设备，其特征在于：所述集热水箱和预热水箱外部均设有保温层和防水层。
5.根据权利要求1所述的集风力、水力和太阳能再生能源利用设备，其特征在于：所述太阳能集热管与集热水箱在垂直方向设有小于10°的夹角。
6.根据权利要求1所述的集风力、水力和太阳能再生能源利用设备，其特征在于：供热输出管从集热水箱下半部伸出至水轮机的长度为0.25-0.5米。
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