本技術(shù)涉及蓄熱，尤其涉及一種風(fēng)力驅(qū)動的蓄熱式供熱系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、風(fēng)電是范圍最廣的清潔能源之一，在國內(nèi)得到了廣泛推廣應(yīng)用。近年來，對冬季供熱需求越來越多，目前采用的風(fēng)力直接驅(qū)動熱泵壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)供熱，但是，風(fēng)電受風(fēng)速影響，發(fā)電出力隨機(jī)性強(qiáng)，會出現(xiàn)由于風(fēng)力資源的隨機(jī)性導(dǎo)致風(fēng)力直接驅(qū)動熱泵供熱無法滿足用戶的實(shí)時需求的問題。同時大量的風(fēng)電接入電網(wǎng)也對電網(wǎng)的調(diào)峰能力提出了新的挑戰(zhàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足而提供了一種風(fēng)力驅(qū)動的蓄熱式供熱系統(tǒng)。

2、本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種風(fēng)力驅(qū)動的蓄熱式供熱系統(tǒng)，其特征在于其包括風(fēng)力驅(qū)動系統(tǒng)、熱泵系統(tǒng)和蓄熱系統(tǒng)；

3、所述風(fēng)力驅(qū)動系統(tǒng)包括風(fēng)力機(jī)，風(fēng)力機(jī)包括葉片支撐柱，葉片支撐柱連接葉片，葉片通過轉(zhuǎn)軸、齒輪箱傳動連接第一變速箱，第一變速箱、第二變速箱和第三變速箱之間通過軸相連，第三變速箱的兩個輸出端分別連接第一離合器、第二離合器；

4、所述熱泵系統(tǒng)包括分別通過離合器與第三變速箱相連的低壓級壓縮機(jī)、高壓級壓縮機(jī)；高壓級壓縮機(jī)的出口通過管路與冷凝器的制冷劑進(jìn)口相連，冷凝器的制冷劑出口與儲液器的進(jìn)液口相連，儲液器的出液口分別通過管路與中間冷卻器的第一進(jìn)液口及第一閥門相連，第一閥門連接中間冷卻器的第二進(jìn)液口，中間冷卻器的出液口通過節(jié)流閥與制冷劑加熱器的第一進(jìn)液口，制冷劑加熱器的第一出液口與蒸發(fā)器的入口相連，蒸發(fā)器的出口通過管道與氣液分離器的進(jìn)氣口相連，氣液分離器的出氣口通過管道與低壓級壓縮機(jī)的入口相連，低壓級壓縮機(jī)的出口、中間冷卻器的出氣口分別通過管道與高壓級壓縮機(jī)的入口相連；

5、所述蓄熱系統(tǒng)包括實(shí)現(xiàn)水與蓄熱介質(zhì)進(jìn)行換熱的蓄熱箱、第一給水泵、第二給水泵，第一給水泵通過管道與冷凝器的出水口相連，第一給水泵分別連接第二閥門、第三閥門、第七閥門，第一給水泵通過第二閥門與蓄熱箱的進(jìn)液口連接，蓄熱箱的出液口與三通閥相連，蓄熱箱通過補(bǔ)水閥進(jìn)行補(bǔ)水，蓄熱箱的第一出水口通過管道與第二給水泵相連，第二給水泵連接第四閥門，蓄熱箱的第二出水口通過第六閥門與三通閥相連，第三閥門分別與第四閥門、用戶側(cè)換熱器的第一進(jìn)水口、第五閥門、第八閥門相連，三通閥分別連接冷凝器的進(jìn)水口和用戶側(cè)換熱器的第二進(jìn)水口；第八閥門與制冷劑加熱器的第二進(jìn)液口相連，制冷劑加熱器的第二出液口連接除霜加熱器的出液口，除霜加熱器的進(jìn)液口連接第五閥門，除霜加熱器連接風(fēng)機(jī)。

6、進(jìn)一步地，所述的變速箱為齒輪箱或傳動比可調(diào)的自動變速箱；所述的低壓級壓縮機(jī)、高壓級壓縮機(jī)為開啟式壓縮機(jī)，所述的節(jié)流閥是熱力膨脹閥或電子膨脹閥，所述的蒸發(fā)器是翅片管式或板翅式換熱器，所述的中間冷卻器是管殼式、套管式或板式換熱器，所述的制冷劑加熱器是板式、翅片管、套管式液液換熱器。

7、本實(shí)用新型產(chǎn)生的有益效果是：本實(shí)用新型通過風(fēng)力驅(qū)動葉片旋轉(zhuǎn)，通過多級變速箱驅(qū)動雙級蒸氣壓縮式熱泵系統(tǒng)，熱泵冷凝器放出熱量，通過蓄熱箱將熱量儲存起來，實(shí)現(xiàn)熱泵冷凝器供熱、熱泵蓄熱、蓄熱箱單獨(dú)供熱、熱泵冷凝器和蓄熱箱同時供熱。本實(shí)用新型將風(fēng)力發(fā)電與蓄熱式供暖結(jié)合起來，滿足了風(fēng)熱機(jī)組在不同氣候環(huán)境下用戶對熱冷電的需求，有效規(guī)避了風(fēng)力直接接入電網(wǎng)所引起的瞬間波動，并且擴(kuò)大了供熱機(jī)組的調(diào)峰裕度，達(dá)到節(jié)能減排的效果。

8、首先，本實(shí)用新型通過葉片、變速箱、離合器、低壓級壓縮機(jī)、高壓級壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)風(fēng)力驅(qū)動的熱泵循環(huán)，熱泵循環(huán)包括低壓級壓縮機(jī)、高壓級壓縮機(jī)、冷凝器、中間冷卻器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器等部件實(shí)現(xiàn)逆卡諾循環(huán)，通過蒸發(fā)器吸收環(huán)境的熱量并在冷凝器中放出用于供熱，實(shí)現(xiàn)了清潔能源供熱，滿足人們舒適性的同時，保護(hù)了環(huán)境，避免了風(fēng)力發(fā)電的時變性引起的調(diào)峰問題。

9、其次，本實(shí)用新型通過低壓級壓縮機(jī)、高壓級壓縮機(jī)、冷凝器、中間冷卻器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器等部件組成兩個壓縮機(jī)的熱泵循環(huán)，通過中間冷卻器增加循環(huán)過冷度，提高熱泵運(yùn)行效率。

10、再次，本實(shí)用新型通過除霜加熱器、蓄熱箱以及附屬閥門，可利用蓄熱箱熱量除去蒸發(fā)器結(jié)霜，保障了熱泵機(jī)組在極端氣候條件下的正常運(yùn)行。

11、第四，本實(shí)用新型通過閥門、給水泵、三通閥等閥門設(shè)置可以實(shí)現(xiàn)多功能運(yùn)行，完成熱泵冷凝器供熱、熱泵蓄熱、蓄熱箱單獨(dú)供熱、熱泵冷凝器和蓄熱箱同時供熱等功能。

12、第五，本實(shí)用新型中的變速箱還可采用自動變速箱，自動根據(jù)風(fēng)速大小提供傳動比，實(shí)時改變高壓級壓縮機(jī)和低壓級壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速，保障熱泵的熱量輸出。

13、第六，本實(shí)用新型中設(shè)置制冷劑加熱器，直接利用蓄存熱量加熱制冷劑，防止出現(xiàn)低吸氣壓力情況，保障壓縮機(jī)運(yùn)行安全，實(shí)現(xiàn)余熱的回收利用，提高了能量的利用率。

14、第七，本實(shí)用新型中設(shè)置儲液器和氣液分離器，儲存和分離制冷劑氣體和液體，防止制冷劑在風(fēng)速不穩(wěn)定的情況下發(fā)生較大的偏移，確保壓縮機(jī)運(yùn)行安全，延長壓縮機(jī)的使用壽命。

15、最后，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)蓄熱式供暖，在風(fēng)能資源豐富時，通過水的顯熱將熱量儲存起來，等到風(fēng)能資源少或者無風(fēng)時將熱量釋放出來為用戶進(jìn)行供暖，有效規(guī)避風(fēng)能直接接入電網(wǎng)所引起的瞬間波動，并且擴(kuò)大供熱機(jī)組的調(diào)峰裕度，確保了風(fēng)熱機(jī)組在不同氣候環(huán)境下用戶對熱冷電的需求，提高能量的利用率。

技術(shù)特征：

1.一種風(fēng)力驅(qū)動的蓄熱式供熱系統(tǒng)，其特征在于其包括風(fēng)力驅(qū)動系統(tǒng)、熱泵系統(tǒng)和蓄熱系統(tǒng)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)力驅(qū)動的蓄熱式供熱系統(tǒng)，其特征在于所述的變速箱為齒輪箱或傳動比可調(diào)的自動變速箱；所述的節(jié)流閥是熱力膨脹閥或電子膨脹閥，所述的蒸發(fā)器是翅片管式或板翅式換熱器，所述的中間冷卻器是管殼式、套管式或板式換熱器，所述的制冷劑加熱器是板式、翅片管或套管式液液換熱器。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開了一種風(fēng)力驅(qū)動的蓄熱式供熱系統(tǒng)，其風(fēng)力驅(qū)動系統(tǒng)包括風(fēng)力機(jī)、多級變速箱、離合器，熱泵系統(tǒng)包括低壓級壓縮機(jī)、高壓級壓縮機(jī)、冷凝器、氣液分離器、儲液器、中間冷卻器、閥門、蒸發(fā)器和制冷劑加熱器，蓄熱系統(tǒng)包括蓄熱箱、給水泵、閥門、除霜加熱器和風(fēng)機(jī)，本技術(shù)通過風(fēng)力驅(qū)動葉片旋轉(zhuǎn)，通過多級變速箱驅(qū)動雙級蒸氣壓縮式熱泵系統(tǒng)，熱泵冷凝器放出熱量，通過蓄熱箱將熱量儲存起來，實(shí)現(xiàn)熱泵冷凝器供熱、熱泵蓄熱、蓄熱箱單獨(dú)供熱、熱泵冷凝器和蓄熱箱同時供熱。本技術(shù)滿足了風(fēng)熱機(jī)組在不同氣候環(huán)境下用戶對熱冷電的需求，有效規(guī)避風(fēng)力直接接入電網(wǎng)所引起的瞬間波動，擴(kuò)大了供熱機(jī)組的調(diào)峰裕度，達(dá)到節(jié)能減排的效果。

技術(shù)研發(fā)人員：趙海波,王曄
受保護(hù)的技術(shù)使用者：煙臺大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：20240131
技術(shù)公布日：2024/10/10