CN207674578U - 一种风能供暖系统 - Google Patents

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薛振峰
王锌
赵辉
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Abstract

本实用新型公开了一种风能供暖系统，包括有叶轮、液压泵、第一液压马达、第二液压马达、压缩机、高压储气罐、膨胀机、热泵，其中，所述叶轮通过液压泵分别与第一液压马达和压缩机连接，所述第一液压马达连接热泵，所述压缩机、高压储气罐、膨胀机、第二液压马达、热泵依次连接。采用本系统后，风能通过叶轮转化成机械能，机械能通过液压装置(液压泵、液压马达)驱动热泵供暖，多余的能量以压缩空气的形式储存起来，以备风能不足时利用，达到连续高效供暖的目的。

Description

一种风能供暖系统
技术领域
本实用新型涉及风能供暖的技术领域，尤其是指一种风能供暖系统。
背景技术
目前供暖方式普遍采用煤炭、天然气、石油等化石能源，化石能源的燃烧释放大量有害气体，污染环境；风能供暖作为新的供暖方式逐渐得到应用，但现有技术的风能供暖的缺点是：1、风能具有间歇性和不稳定性；2、风能转化为电能，再利用电能供暖效率低。因此，现有技术的风能供暖一般都需要化石燃料供暖作为补充。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提出了一种持续可靠、效率高的风能供暖系统，不需要经过电能的转化，风能转化为液压能，再转化成机械能，提高能量转化效率，并且通过压缩空气储能技术解决了风能间歇性和不稳定性的缺点，利用热泵技术提高了供暖效率。当风能充足时将富余的风能通过压缩空气储存起来；当风能不足时，压缩空气储存能量释放供暖，达到连续供暖的目的。
为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：一种风能供暖系统，包括有叶轮、液压泵、第一液压马达、第二液压马达、压缩机、高压储气罐、膨胀机、热泵，其中，所述叶轮通过液压泵分别与第一液压马达和压缩机连接，所述第一液压马达连接热泵，所述压缩机、高压储气罐、膨胀机、第二液压马达、热泵依次连接；当叶轮的输出功率等于驱动热泵的功率时，风能通过叶轮转化为机械能，机械能通过液压泵转换为液压油的压力能，液压油的压力能再通过第一液压马达转化为机械能输入到热泵中，驱使热泵吸收环境中的热能，热泵将输入的机械能转化成热能的部分和从环境中吸收的热量一起释放给用户；当叶轮的输出功率大于驱动热泵的功率时，叶轮的机械能通过液压泵、第一液压马达驱动热泵为用户供暖，富余的能量通过压缩机以高压空气的形式储存在高压储气罐中；当叶轮的输出功率大于零且小于驱动热泵的功率时，驱动热泵的能量由两部分组成，一部分是叶轮的机械能，另一部分是由高压储气罐内的高压空气提供；当叶轮的输出功率等于零时，驱动热泵的能量完全由高压储气罐内的高压空气提供。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
1、不经过电能的中间转化，供暖效率高。
2、利用液压泵、液压马达等液压装置，传动效率高。
3、利用热泵供暖技术，热泵可吸收环境中的热量，供暖效率高。
4、风能富余时供暖的同时将富余的能量储存起来，风能不足时使用储存的能量供暖，解决了风能间歇性和不稳定性。
5、利用压缩空气储能，不受地形限制。
6、压缩空气储能效率高。
7、完全利用风能供暖，不需补充化石燃料，风能供暖清洁、无污染。
8、热泵可作为空调用，冬季制热、夏季制冷，因此本系统可制热和制冷。
9、叶轮与液压泵相连，实现机械能到液压能的转化。
附图说明
图1为本实用新型所述风能供暖系统的结构示意图。
图2为当叶轮的输出功率等于驱动热泵的功率时的系统工作路径(加粗线条)示意图。
图3为图2系统的能量转化关系图。
图4为当叶轮的输出功率大于驱动热泵的功率时的系统工作路径(加粗线条)示意图。
图5为图4系统的能量转化关系图。
图6为当叶轮的输出功率大于零且小于驱动热泵的功率时的系统工作路径(加粗线条)示意图。
图7为图6系统的能量转化关系图。
图8为当叶轮的输出功率等于零时的系统工作路径(加粗线条)示意图。
图9为图8系统的能量转化关系图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，本实施例所提供的风能供暖系统，包括有叶轮1、液压泵2、第一液压马达3、第二液压马达4、压缩机5、高压储气罐6、膨胀机7、热泵8，其中，所述叶轮1通过液压泵2分别与第一液压马达3和压缩机5连接，所述第一液压马达3连接热泵8，所述压缩机5、高压储气罐6、膨胀机7、第二液压马达4、热泵8依次连接。风能通过叶轮1转化成机械能，机械能通过液压装置(液压泵、液压马达)驱动热泵8供暖，多余的能量以压缩空气的形式储存起来，以备风能不足时利用。下面分四种情况说明该系统的工作原理：
一、叶轮功率＝热泵功率
当叶轮1的输出功率等于驱动热泵8的功率时，系统的工作路径如图2中的加粗线条，能量转化关系如图3所示。风能通过叶轮1转化为机械能，机械能通过液压泵2转换为液压油的压力能，液压油的压力能再通过第一液压马达3转化为机械能，机械能作为高品质能源输入到热泵8中，驱使热泵8吸收环境中的热能，热泵8将输入的机械能转化成热能的部分和从环境中吸收的热量一起释放给用户9，达到为用户9供暖的目的，此时用户9的热能由环境中的热能和风能两部分提供。
二、叶轮功率>热泵功率
当叶轮1的输出功率大于驱动热泵8的功率时，系统的工作路径如图4中的加粗线条，能量转化关系如图5。叶轮1的机械能通过液压泵2、第一液压马达3驱动热泵8为用户9供暖，富余的能量通过压缩机5以高压空气的形式储存在高压储气罐6中，此时用户9的热能由环境中的热能和风能两部分提供。
三、0<叶轮功率<热泵功率
当叶轮1的输出功率大于零且小于驱动热泵8的功率时，驱动热泵8的能量由两部分组成，一部分是叶轮1的机械能，系统的工作路径如图6中的左侧加粗线条；另一部分的能量由高压储气罐6的高压空气提供，系统的工作路径如图6中的右侧加粗线条，能量转化关系如图7。
四、叶轮功率＝0
当叶轮1的输出功率等于零时，系统的工作路径如图8中的加粗线条，驱动热泵8的能量完全由高压储气罐6内的高压空气提供，能量转化关系如图9。
以上所述之实施例子只为本实用新型之较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (1)

1.一种风能供暖系统，其特征在于：包括有叶轮、液压泵、第一液压马达、第二液压马达、压缩机、高压储气罐、膨胀机、热泵，其中，所述叶轮通过液压泵分别与第一液压马达和压缩机连接，所述第一液压马达连接热泵，所述压缩机、高压储气罐、膨胀机、第二液压马达、热泵依次连接；风能通过叶轮转化成机械能，机械能通过液压泵、相应液压马达驱动热泵供暖，多余的能量以压缩空气的形式储存起来，以备风能不足时利用。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109959057A (zh) * 2019-03-27 2019-07-02 山东星火科学技术研究院 一种风能和太阳能综合储能供热系统

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