CN220487761U - 风力供热系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种风力供热系统，包括箱体、冷水进水管和热水出水管，在该箱体的一侧设置有冷水进水管，另一侧设置有热水出水管，在该箱体的中部安装有风力式加热机构，该风力式加热机构将风能转换成热能；该风力式加热机构包括风力旋转单元、内套筒和外套筒，在所述内套筒的外部安装有所述的外套筒，该外套筒与所述的内套筒同轴设置。本实用新型的优点是：将风能转化成热能，提高风能利用效率。解决了偏远地区供热、供暖问题，补充了冬季太阳能供热弱的短板，不受风力风向变换多端不易利用的难题，没有碳排放，同时减少化石燃料的利用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种风力供热系统，属于风能利用领域。
背景技术
随着我国社会主义现代化工业飞快发展，对能源需求量也在不断加剧，供求矛盾日益显著，节约能源也成为了一个世界性的话题。能源的保障，不仅要从能源的开发着手，更重要的是要从能源节约做起，在能源高速消耗的今天，节能减排显得尤为可贵，风能是一种绿色能源；随着碳零排放，碳达峰、碳中和的碳减排履约承诺，我们要减少化石燃料的的使用，使用风能、太阳能等绿色能源，从而实现碳减排。但是风能变化无常，风力发电装置投入大，风能利用率不高。通常的风力发电装置转化效率低，先是风能转换成机械能，机械能再转换成电能，电能再转换成热能，每一步都有能量损失。
如：一、气流的动能：式中m-------气体的质量，S-------风轮的扫风面积，单位为m2，v-------气体的速度,单位是m/s，/>------空气密度，单位是kg/m3，E----------气体的动能，单位是W。
二、风力机实际获得的轴功率：式中P--------风力机实际获得的轴功率，单位为W；/>------空气密度，单位为kg/m3；S--------风轮的扫风面积，单位为m2；v--------上游风速，单位为m/s，Cp---------风能利用系数；
三、风机从风能中获得的能量是有限的，风机的理论最大效率：
η≈0.593，即为贝兹(Betz)理论的极限值。
实用新型内容
为克服现有技术的缺陷，本实用新型提供一种风力供热系统，本实用新型的技术方案是：
一种风力供热系统，包括箱体、冷水进水管和热水出水管，在该箱体的一侧设置有冷水进水管，另一侧设置有热水出水管，在该箱体的中部安装有风力式加热机构，该风力式加热机构将风能转换成热能；该风力式加热机构包括风力旋转单元、内套筒和外套筒，在所述内套筒的外部安装有所述的外套筒，该外套筒与所述的内套筒同轴设置，相互之间形成容纳介质的介质腔体；在该内套筒的内部设置有所述的风力旋转单元，在所述的风力旋转单元与外套筒之间设置热能生成单元；所述的外套筒与箱体之间形成水腔，所述的热水出水管以及冷水进水管均与水腔连通。
所述的风力旋转单元包括叶片、主轴和固定支架，该固定支架固定安装在地面上，所述主轴的下端转动的安装在固定支架上，上端穿过所述的内套筒后安装在有所述的叶片。
所述的叶片呈平板状或者曲线状设置。
所述的热能生成单元包括内磁体、线圈和外磁体，在所述主轴的底部，沿该主轴的圆周方向固定安装有数块所述的内磁体，该内磁体随着主轴的转动在内套筒的内部转动；在所述外套筒的内壁，沿外套筒的圆周方向设置有数个外磁体，该外磁体与所述的内磁体相对应时，所述外磁体与内磁体的对应端极性相反；在所述的介质腔体内安装有数个线圈，每一线圈对应一所述的外磁体，且与所述的外磁体相邻设置；所有的线圈之间连接后形成闭合回路，当所述的主轴转动时，带动内磁体旋转，旋转的内磁体经过对应的外磁体时，处于外磁体和内磁体之间的线圈切割磁力线产生电流，电流产生的热量对介质腔体内的介质进行加热。
所述的内磁体或外磁体为永久磁铁或者电磁铁。
在所述水腔的底部设置有散热单元，该散热单元与所述的外套筒连接在一起，将外套筒的热量传递至水箱内，对水箱内的水进行加热。
所述的散热单元为铝片、铜片或陶瓷片中的一种；数片所述的散热单元依次排列在一起。
所述的冷水进水管在水箱上的高度低于所述的热水出水管。
所述的内磁体的一端嵌入所述主轴的安装槽内。
本实用新型的优点是：将风能转化成热能，提高风能利用效率。解决了偏远地区供热、供暖问题，补充了冬季太阳能供热弱，阴天、夜间无法供热的短板，不受风力风向变换多端不易利用的难题，没有碳排放，同时减少化石燃料的利用，是减碳装置。
附图说明
图1是本实用新型的主体结构示意图。
图2是图1的俯视图。
图3是图2中增加散热单元的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本实用新型，本实用新型的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本实用新型的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本实用新型的精神和范围下可以对本实用新型技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本实用新型的保护范围内。
参见图1至图3，本实用新型涉及一种风力供热系统，包括箱体1、冷水进水管3和热水出水管2，在该箱体1的一侧设置有冷水进水管3，另一侧设置有热水出水管2，在该箱体1(箱体1的夹层内设置有保温层)的中部安装有风力式加热机构，该风力式加热机构将风能转换成热能；该风力式加热机构包括风力旋转单元、内套筒7和外套筒9，在所述内套筒7的外部安装有所述的外套筒9，该外套筒9与所述的内套筒7同轴设置，相互之间形成容纳介质的介质腔体11，该介质可以是油或者水；在该内套筒7的内部设置有所述的风力旋转单元，在所述的风力旋转单元与外套筒9之间设置热能生成单元；所述的外套筒9与箱体1之间形成水腔10，所述的热水出水管2以及冷水进水管3均与水腔10连通。其中，热水出水管2向外提供热水，冷水进水管接自来水，箱体内热水排出后靠自来水压力自动向箱体内补充。
所述的风力旋转单元包括叶片4、主轴5和固定支架，该固定支架固定安装在地面上，所述主轴5的下端转动的安装在固定支架上，上端穿过所述的内套筒7后安装在有所述的叶片4，所述的叶片4呈平板状或者曲线状设置，尽可能增加与风受力面积。
所述的热能生成单元包括内磁体6、线圈8和外磁体13，在所述主轴5的底部，沿该主轴5的圆周方向固定安装有数块所述的内磁体6，该内磁体6随着主轴5的转动在内套筒7的内部转动；在所述外套筒9的内壁，沿外套筒9的圆周方向设置有数个外磁体13，该外磁体13与所述的内磁体6相对应时，所述外磁体13与内磁体6的对应端极性相反(即：当内磁体的一端是S极时，与内磁体S极相邻的外磁体的一端则为N极；或者当内磁体的一端是N极时，与内磁体N极相邻的外磁体的一端则为S极)；在所述的介质腔体11内安装有数个线圈8，每一线圈8对应一所述的外磁体13，且与所述的外磁体13相邻设置；所有的线圈8之间连接后形成闭合回路，当所述的主轴转动时，带动内磁体旋转，旋转的内磁体6经过对应的外磁体13时，处于外磁体和内磁体6之间的线圈8切割磁力线产生电流，电流产生的热量对介质腔体内的介质进行加热。线圈8浸泡在水或者其他导热介质中，旋转的内磁体和外磁体切割闭合的线圈，闭合线圈产生电流导致线圈发热，从而加热水或其他导热介质。发热过程导致系统温度升高，产生的热量通过散热单元传递给下部的水箱。
所述的内磁体6或外磁体13为永久磁铁或者电磁铁。
在所述水腔10的底部设置有散热单元12，该散热单元与所述的外套筒9连接在一起，将外套筒9的热量传递至水箱1内，对水箱1内的水进行加热。
所述的散热单元12为铝片、铜片或陶瓷片中的一种；数片所述的散热单元12依次排列在一起。
所述的冷水进水管3在水箱1上的高度低于所述的热水出水管2。
所述的内磁体6的一端嵌入所述主轴5的安装槽内。
本实用新型的工作原理是：
(1)通过风力式旋转单元对风能进行利用(通过叶片4和主轴5，完成风能的收集)；
(2)风能通过热能生成单元产生热量后对传热介质进行加热；
(3)介质吸收热量后，与水箱内的水进行热量传导，实现了风能和热能的转化。
旋转的内磁体产生的变化磁场，闭合的线圈导电发热，线圈产生的磁场抵抗内磁体的旋转，从而使转速受阻变缓。风力大时主轴转速加快，可以连接更多的线圈来产生更多的热量，同时产生更大的阻力减缓主轴转速，保护风扇系统，风速越高，连通的线圈越多，产生的热能越多。
本实用新型能量利用率高，将风能转换成热能，产生的热水既能供暖又能直接使用。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种风力供热系统，包括箱体、冷水进水管和热水出水管，在该箱体的一侧设置有冷水进水管，另一侧设置有热水出水管，其特征在于，在该箱体的中部安装有风力式加热机构，该风力式加热机构将风能转换成热能；该风力式加热机构包括风力旋转单元、内套筒和外套筒，在所述内套筒的外部安装有所述的外套筒，该外套筒与所述的内套筒同轴设置，相互之间形成容纳介质的介质腔体；在该内套筒的内部设置有所述的风力旋转单元，在所述的风力旋转单元与外套筒之间设置热能生成单元；所述的外套筒与箱体之间形成水腔，所述的热水出水管以及冷水进水管均与水腔连通。
2.根据权利要求1所述的风力供热系统，其特征在于，所述的风力旋转单元包括叶片、主轴和固定支架，该固定支架固定安装在地面上，所述主轴的下端转动的安装在固定支架上，上端穿过所述的内套筒后安装在有所述的叶片。
3.根据权利要求2所述的风力供热系统，其特征在于，所述的叶片呈平板状或者曲线状设置。
4.根据权利要求2或3所述的风力供热系统，其特征在于，所述的热能生成单元包括内磁体、线圈和外磁体，在所述主轴的底部，沿该主轴的圆周方向固定安装有数块所述的内磁体，该内磁体随着主轴的转动在内套筒的内部转动；在所述外套筒的内壁，沿外套筒的圆周方向设置有数个外磁体，该外磁体与所述的内磁体相对应时，所述外磁体与内磁体的对应端极性相反；在所述的介质腔体内安装有数个线圈，每一线圈对应一所述的外磁体，且与所述的外磁体相邻设置；所有的线圈之间连接后形成闭合回路，当所述的主轴转动时，带动内磁体旋转，旋转的内磁体经过对应的外磁体时，处于外磁体和内磁体之间的线圈切割磁力线产生电流，电流产生的热量对介质腔体内的介质进行加热。
5.根据权利要求4所述的风力供热系统，其特征在于，所述的内磁体或外磁体为永久磁铁或者电磁铁。
6.根据权利要求4所述的风力供热系统，其特征在于，在所述水腔的底部设置有散热单元，该散热单元与所述的外套筒连接在一起，将外套筒的热量传递至水箱内，对水箱内的水进行加热。
7.根据权利要求6所述的风力供热系统，其特征在于，所述的散热单元为铝片、铜片或陶瓷片中的一种；数片所述的散热单元依次排列在一起。
8.根据权利要求1所述的风力供热系统，其特征在于，所述的冷水进水管在水箱上的高度低于所述的热水出水管。
9.根据权利要求4所述的风力供热系统，其特征在于，所述的内磁体的一端嵌入所述主轴的安装槽内。
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