XTL-V型风力驱动增焓热泵的暖气供应系统

本系统主要由风力驱动、蓄热、喷气增焓供暖、电控四大模块组成，其中电控上位机部分结合stm32单片机实现对于所在风场的风速测量以及转轴的控制。集成系统内部工作过程可以概括如下：有风条件下，风力驱动升力式H型达里厄式风轮转动，将风的动能转化为垂直轴风力机的转动能；风力大时，通过输入轴将动能储存于涡卷发条中，风力小时，涡卷发条中的能量又作为动力从输出轴输出。一对链轮带动可变档增速齿轮机构转动，齿轮机构通过档位结合套将风力机低速主轴和压缩机高速转动副轴连接，通过内部的齿轮传动，加快转动轴的转速，实现喷气增焓压缩机轴工的变换；蒸发器将循环工质R410A从低温低压液体汽化为高温低压的气体，并向低位热源吸收热量。压缩机经外力压缩循环制冷工质R410A做工，使R410A从高温低压气体转为高温高压蒸汽。之后在冷凝换热器中散热冷凝，将潜热释放至高位热源蓄热水箱中为住户提供水暖。经济器接入压缩机的吸气口，提高冷凝器的换热效率，同时循环工质R410A经膨胀阀节流装置恢复成低温低压的液体，形成循环。无风条件下，采用PID调参技术的蓄热水箱良好储热性能为热用户提供持续稳定的热量来源，实现了供暖系统在无风，有风条件下连续供暖的目的。本系统针对我国广大北方地区的气候特点和风能特点，使用SolidWorks建立了供暖系统的三维实体模型,并进行了实体模型的装配。根据对系统运行性和制热效率分析，以及系统供暖有限元分析仿真实验验证了风力直驱喷气增焓供暖系统的可行性、经济效益以及市场价值。