基本介紹
- 中文名：風力制熱
- 外文名：wind power heating
- 能量轉換：風能轉換為熱能
- 常用設備：風力制熱機組
- 技術優點：效率高、結構簡單、適應性好
- 實際套用：浴池供熱水、住宅取暖等等
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風力制熱途徑及方式
風力制熱的途徑有三種：經過電能再轉換為熱能；利用熱泵產生熱能；直接熱轉換。直接熱轉換在轉換次數和能量流向上比其他兩種方式更具優勢。從基本原理上看，實現風與熱直換轉換的有四種，分別是固體摩擦、液體攪拌、液體擠壓和渦電流方式。
(1)固體摩擦制熱。利用離心力的原理，使風力機動力輸出軸驅動一組摩擦元件在固體表面摩擦生熱，來加熱液體制熱。
(2)攪拌液體制熱。風力機動力輸出軸帶動攪拌器的轉子旋轉，轉子與定子上均裝有葉片。當轉子葉片轉動，攪動液體產生渦流運動並衝擊定子葉片時，液體的動能轉換為熱能。
(3)液體擠壓制熱。風力機動力輸出軸帶動液壓泵，將工作液體(如機油等)加壓，從而把機械能轉換為液體的壓力能，隨後使受壓液體從狹小的阻尼孔中高速噴出，把液體壓力能在極短時間內轉換成液體動能。阻尼孔尾流管中充滿了液體，高速液體衝擊低速液體時，液體的動能通過液體分子間的衝擊和摩擦轉換為熱能，此時液體流速下降而溫度升高。
(4)渦電流制熱。風力機動力輸出軸驅動一個轉子，在轉子外緣與定子間裝有磁化線圈，當來自電池的微弱電流通過線圈時產生了磁力線，此時轉子旋轉切割磁力線而產生了渦電流，此渦電流使定子和轉子外緣附近發熱。定子外層是環形冷卻液套，冷卻液吸收熱能轉變為高溫液體，從而制熱。
風力制熱設備
攪拌液體制熱器
攪拌液體制熱器是通過傳動機構帶動制熱桶中攪拌器轉子旋轉的，轉子上有多個葉片；在制熱桶的內壁上，對應轉子的葉片間也有多個葉片(定子)。將冷水(也可用油作介質)注入制熱桶中，熱水箱與制熱桶由管道連線。當轉子旋轉時，水被攪動形成渦流，流動的水與諸葉片、桶內壁以及水流質點間發生摩擦、撞擊，產出熱量，水的溫度逐漸升高。當桶中的水達到需要的溫度時，用冷水將熱水頂人熱水箱中儲存起來，需要熱水時，開閥放出即可。
油壓阻尼孔制熱
油壓阻尼孔制熱也稱擠壓液體式制熱，這是一種利用液壓泵和阻尼孔相配合獲得能量的方式。風力機的動力由傳動機構輸至液壓泵，向工作液體(如機油)加壓，把機械能轉換為油的壓力能，隨後使受壓的油從狹細的阻尼孔高速噴出。液體的壓力能I在瞬問轉換為液體動能。由於阻尼孔的尾流管中也充滿著油，高速噴出的油與尾流管中的低速的油相衝擊，高速的油和低速的油混合後，恢復到管內的正常流速。在這個過程中，液體的動能通過液體之間的衝擊和摩擦轉換成熱能，使油的溫度升高。
固體摩擦制熱器 
固體摩擦制熱器的基本結構
固體摩擦制熱器的基本結構圖中所示為固體摩擦制熱器的基本結構。當風力機驅動傳動軸旋轉時，在離心力及彈簧壓力的作用下．摩擦塊4壓靠在摩擦缸體5的內壁上，並沿圓周方向旋轉。摩擦塊與缸體因摩擦而生熱，發熱的缸體將熱量傳導給水套3中的水。控制需要的溫度，適時注入冷水和放出熱水。
壓縮空氣制熱
壓縮空氣制熱電是一種比較成熟的制熱技術，可用風力機帶動空氣壓縮機壓縮空氣而產生熱量。壓縮空氣可以獲得較高的溫度(有的試驗達170℃)，由於工作介質是空氣，更適用於採暖及乾燥等用途。在壓縮空氣制熱系統中，主要設備是空氣壓縮機。市場上常見的空氣壓縮機有離心式和活塞式兩種。活塞式空氣壓縮機適應壓力範圍廣，可以達到較高壓力，其功率消耗也較其他類型空氣壓縮機小，常用的有雙缸水冷活塞式空氣壓縮機等。
風力制熱套用
目前，在美國、英國、日本等國家，風力制熱技術已經進入實用階段，主要用於浴池供熱水、住宅取暖、溫室供暖、水產養殖池水保溫、野外作業防凍等。在我國的許多地區，把較寒冷的風能轉換成熱能，供給住戶、禽畜舍、蔬菜棚等，可謂風能優勢與採暖需求的最佳匹配。
