ВЕТРОУСТАНОВКА ДЛЯ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ И БЫТОВЫХ ОБЪЕКТОВ
WIND-DRIVEN PLANT FOR HEAT SUPPLY OF INDUSTRIAL AND HOUSEHOLD FACILITIES

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для отопления и горячего водоснабжения объектов сельскохозяйственного назначения.
Известна ветроустановка для нагрева воды [1], принятая за прототип, содержащая, башню с поворотной головкой и установленное на ней ветроколесо, горизонтальный вал которого связан с валом гидромеханического теплогенератора в виде шестеренчатого насоса, имеющего всасывающий и нагнетающий трубопроводы. Причем на нагнетающем трубопроводе установлено нерегулируемое дросселирующее устройство.
Основным недостатком данной ветроустановки является то, что используемый в ней шестеренчатый насос, как и насос любого другого вида, не может осуществлять подъем горячей воды на высоту его реального расположения в ветроустановке. А, следовательно, не может осуществлять и нагрев воды. Кроме того в ней отсутствует возможность настройки гидравлического сопротивления дросселирующего устройства при пуско-наладке на оптимальный по коэффициенту использования энергии ветра режим работы ветроколеса.
Задачей настоящего предполагаемого изобретения является устранение указанных недостатков.
Технический результат достигается за счет того, что в ветроустановке для теплоснабжения производственных и бытовых объектов, содержащей башню с поворотной головкой и установленным на ней ветроколесом, горизонтальный вал которого является одновременно входным валом теплогенератора, выполненного в виде шестеренчатого насоса, имеющего всасывающий и нагнетающий трубопроводы, на последнем из которых установлено дросселирующее устройство, а также содержащей прямой и обратный трубопроводы контура циркуляции жидкости теплоприемника, дросселирующее устройство выполнено с возможностью регулирования его гидравлического сопротивления при пуско-наладке и эксплуатации, всасывающий и нагнетающий трубопроводы контура циркуляции шестеренчатого насоса непосредственно сочленены через устройство связи соответственно с обратным и прямым трубопроводами контура циркуляции теплоприемника.
Схематично ветроустановка для теплоснабжения производственных и бытовых объектов изображена на чертеже (фиг. 1).
Она содержит башню 1 с поворотной головкой 2 и установленным на ней ветроколесом 3. Горизонтальный вал 4 ветроколеса является одновременно входным валом гидромеханического теплогенератора 5. Контур циркуляции рабочей жидкости теплогенератора сочленяется с контуром теплоприемника (на чертеже не показан) через устройство связи 6. Теплогенератор 5 выполнен в виде шестеренчатого насоса, ведущая шестерня 7, которого установлена на входном валу теплогенератора и связана с ведомой шестерней 8. На напорном трубопроводе 9 теплогенератора установлен дросселирующий вентиль 10 для регулирования гидравлического сопротивления контура циркуляции. Теплогенератор и трубопроводы теплоизолированы (теплоизоляция на чертеже не показана).
Работает заявляемая ветроустановка следующим образом.
При вращении шестерней теплогенератора в направлении, показанном на рисунке, жидкость будет перемещаться по их периметру с левой части корпуса в правую часть. В результате в напорном трубопроводе будет создаваться давление, тем большее, чем в большей степени будет прикрыт дросселирующий вентиль. Наладчиком при определенной скорости ветра давление устанавливается таким, чтобы частота вращения ветротурбины стала равна оптимальной для данной скорости ветра (примерно в два раза меньше частоты вращения холостого хода). Если положение вентиля оставить неизменным, то частота вращения ветротурбины будет автоматически выходить на оптимальный уровень и для любой другой скорости ветра, ввиду идентичности механических характеристик ветротурбины и теплогенератора.
Организация замкнутого общего для шестеренчатого насоса и теплоприемника не связанного с атмосферой контура циркуляции жидкости в итоге и решает поставленную задачу предполагаемого изобретения. Кроме того использование регулируемого (в частном случае в виде вентиля) дросселирующего устройства позволяет осуществлять настройку гидравлического сопротивления контура циркуляции на оптимальный по коэффициенту использования энергии ветра режим работы ветроколеса. А сочленение через устройство связи неподвижных частей прямого и обратного трубопроводов контура циркуляции теплоприемника с вращающимися относительно вертикальной оси головки ветроагрегата при установке ветроколеса на ветер всасывающим и напорным трубопроводами шестеренчатого насоса расширяет возможность выбора вариантов проектных решений системы теплоснабжения.
Источники информации:
US 4366779 A1 (KNECT; JOHNE Е) 04.01.1983