[发明专利]一种基于搅拌制热的垂直轴式风力机供蓄热系统

说明书

本发明公开了一种基于搅拌制热的垂直轴式风力机供蓄热系统，通过动力传动装置将垂直轴风力机的机械能传递给搅拌制热器，带动搅拌制热器旋转搅拌，将机械能转换成搅拌制热工质的内能，热网循环水冷水与搅拌制热工质热交换后温度升高用于供热。在此基础上加装了蓄热水罐，能够有效提高系统的灵活性：当用户热需求较低时，过剩的热水存放于蓄热水罐，减少能量损失；当用户热需求提高时，在正常供热的同时释放蓄热水罐中热水，增强峰值供热能力。本发明基于各式垂直轴风力机和搅拌制热器，具有广泛适用性，能够大范围推广使用，系统灵活性高，供、蓄热兼备，进一步提高了能源利用率。

技术领域

本发明属于新能源供热技术领域，具体涉及一种基于搅拌制热的垂直轴式风力机供蓄热系统。

背景技术

近年来我国大力发展风电产业，截至2020年底我国风电装机总量已超过2.2亿千瓦。与之相对应的是，部分地区已电力产能过剩，大量弃风导致能源浪费严重。同时，我国环境污染现状严峻，去除雾霾、净化空气已经刻不容缓。因此，本发明提出一种基于搅拌制热的垂直轴式风力机供蓄热系统，一方面可以充分利用弃风资源，节约可再生能源；另一方面，采用风能供热代替燃煤供热，有效降低空气污染，有利于绿色可持续发展。

目前也有个别通过风能进行供热的设计方案，如申请公布日为2019年1月22日，申请公布号为CN109253493A的中国专利中，公开了基于风电、储热和燃气协同供热的供暖系统。该发明主要核心部分是两路供热：一路采用风力机为电锅炉供电，再通过电锅炉的加热提供热水；另一路采用燃气锅炉直接加热提供热水。这种设计的缺陷主要有：首先，风能先转换成电能，再转换成热能，二次转换降低了能源利用率；其次，使用燃气锅炉加热提供热水，产生的燃气尾气会引起环境污染，并且供暖期间普遍存在燃气供应紧张问题，气源难以保证；再者，该系统设计过于复杂，新增设备较多，成本增加明显，投资回收期将大大延长。综上所述，对于风力供热而言，其设计应充分利用弃风能源，在保证能源转换效率的基础上尽可能结构简单，成本低廉，环境友好。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的上述问题，提供一种充分利用弃风资源、结构简单、成本不高的基于搅拌制热的垂直轴式风力机供蓄热系统。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于搅拌制热的垂直轴式风力机供蓄热系统，包括垂直轴风力机、动力传动装置、搅拌制热器、蓄热水罐和热网循环水管道；

垂直轴风力机的转轴自底部通过动力传动装置连接至搅拌制热器的搅拌轴；热网循环水管道包括热网循环水冷水管道和热网循环水热水管道，热网循环水冷水管道与换热区保温外壳的进水口相连，热网循环水热水管道与换热区保温外壳的出水口相连接。

本发明进一步的改进在于，动力传动装置包括依次连接的自动变速箱和转向传动装置。

本发明进一步的改进在于，自动变速箱安装在垂直轴风力机的底部，能够根据风力机转轴转速的大小，切换不同的速比，用于维持转向传动装置和搅拌制热器匀速平稳运行。

本发明进一步的改进在于，转向传动装置一端与搅拌制热器在水平方向连接，另一端与自动变速器、在竖直方向连接。

本发明进一步的改进在于，热网循环水冷水管道上依次设置有循环水泵前阀门、循环水泵和循环水泵后阀门。

本发明进一步的改进在于，热网循环水热水管道上设置有第一出水阀门，第一出水阀门的出口分为两路，一路为换热出水主管道，另一路连接至蓄热水罐的进口，换热出水主管道的出口和蓄热水罐的出口合为一路。

本发明进一步的改进在于，蓄热水罐的进出口处分别设置有蓄热罐进水阀门和蓄热罐出水阀门。

本发明进一步的改进在于，蓄热水罐为立式罐，罐顶部为进水口，底部为出水口，罐体外壳附有保温层。

本发明进一步的改进在于，搅拌制热器内部充满搅拌制热工质并安装有叶片组。