本公开实施例提供了一种气热除冰装置及风能动力系统，属于机械工程技术领域，本公开实施例中的气热除冰装置通过热空气输送管将所述热泵循环组件和所述空气加热器连通，通过热泵循环组件导出的制冷剂气体在输送至空气加热器内，实现在空气加热器内利用高温的制冷剂气体对空气进行加热，并通过热空气输送管将加热后的热空气输送至风轮内，实现对风轮的叶片的加热。通过本公开的方案，直接利用高温的制冷剂气体作为热源对空气加热，减少了对电能的耗损，提高了能源利用率。
【技术实现步骤摘要】
一种气热除冰装置及风能动力系统
本公开涉及机械工程
，尤其涉及一种气热除冰装置及风能动力系统。
技术介绍
随着社会的发展，人们对于能源的需求越来越庞大，现有技术下化石能源储量趋于枯竭，并且化石能源带来的环境问题影响着人们的健康和生态平衡。因此，大力开发清洁能源，发展节能技术已经成为当今社会趋势。风能作为一种无污染的可再生能源成为人们研究的对象，例如风力发电、风能制热。其中利用风力机直接驱动热泵制热的技术为当今社会的清洁供暖提供了全新方向。风力机在冬季运行工况下，由于温度低、空气湿度大、降雪、冻雨等原因，会在风轮表面附着冰层，特别是南方地区。风轮表面一旦覆冰，将改变风轮附近空气的流形，从而使风轮捕获风能的能力降低，也会使风轮所受荷载增加，严重时甚至停机，对周围环境造成恶劣影响。因此，为增加风力机的运行时间，提高风力机的使用寿命，风力机风轮除冰以及防冰技术至关重要。目前针对风力机风轮的除冰防冰方法主要有三种。一、机械法，当风轮结冰后依靠振荡、颤抖风轮等机械方法去除。这种方法操作简单、成本低，但是除冰的效果差，噪声大，且除冰的过程中风力机需要停机。二、涂层法，在风轮表面附着一层特殊的材料，防止水在风轮表面附着从而达到防冰的目的，这种方法操作简单，但是涂层容易受到破坏，维修难度大、成本高。三、加热除冰技术。利用不同的加热技术产生热量，融化风轮表面的冰层。分别有红外加热技术、电热垫法、气热法。加热除冰技术除冰效率高，是目前开展研究最多，并被证明是目前最具有商业价值的防冰、除冰系统。其中气热法因为成本低而且加热均匀，显示出巨大的商业潜力。目前气热除冰可以利用电加热作为热源，通过鼓风机、导管延伸至风力机风轮，将热风送到结冰位置，融化冰层或者防止风轮结冰。但是这类装置往往会造成电能的大量耗损，不符合能源的“温度对口、梯级利用”原则，对于电能这类的优质能源消耗过多。
技术实现思路
有鉴于此，本公开实施例提供一种气热除冰装置及风能动力系统，至少部分解决现有技术中存在的问题。第一方面，本公开实施例提供了一种气热除冰装置，所述气热除冰装置应用于风能动力系统中，所述风能动力系统包括风轮、与所述风轮连接的传动组件、与所述传动组件连接的热泵循环组件；所述气热除冰装置包括热空气输送管，所述热空气输送管的一端连接热泵循环组件，所述热空气输送管的另一端连通至所述风轮，所述热空气输送管将所述热泵循环组件的热空气输送至所述风轮内；所述气热除冰装置包括空气加热组件，所述空气加热组件与所述热泵循环组件通过热空气输送管连接，所述空气加热组件用于导入所述热泵循环组件输出的制冷剂气体，利用制冷剂气体对空气加热；所述热泵循环组件、空气加热组件与所述风轮通过热空气输送管连通形成第一回路，用以将热空气输送至所述风轮。根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述热泵循环组件包括压缩机，所述压缩机与所述传动组件连接；所述空气加热组件包括空气加热器，所述空气加热器与所述压缩机连通。根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述空气加热组件还包括电加热器和/或鼓风机，所述电加热器连接在所述空气加热器连通至所述风轮的热空气输送管上，所述鼓风机连接在所述空气加热器连通至所述风轮的热空气输送管上。根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述气热除冰装置还包括安装在所述风轮上的温度传感器、结冰探测器以及与所述温度传感器和结冰探测器信号连接的控制器；所述控制器与所述电加热器和/或所述鼓风机信号连接。根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述风轮包括轮毂和安装在所述轮毂上的叶片；所述轮毂内安装有第一旋转接头，所述第一旋转接头安装在所述热空气输送管上，所述第一旋转接头的气流出口接入所述叶片的热空气入口，所述第一旋转接头用于将热空气输送管传输的热空气分流至所述叶片内。根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述气热除冰装置还包括冷空气回收管，所述冷空气回收管的一端连接所述风轮，所述冷空气回收管的另一端连接所述空气加热器；所述风轮与所述空气加热器通过冷空气回收管连通形成第二回路，用于将从所述风轮流出的冷空气回流至所述空气加热器内进行加热。根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述轮毂内设置有第二旋转接头，所述第二旋转接头连接在所述冷空气回收管上，所述第二旋转接头的气流出口接入所述叶片的冷空气出口。根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述传动组件包括齿轮箱，所述齿轮箱与所述压缩机连接；所述齿轮箱和/或所述压缩机内安装有散热器，所述散热器通过管道连通至所述空气加热器。根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述叶片内安装有电加热管。第二方面，本公开实施例提供了一种风能动力系统，所述风能动力系统包括如上任一项所述的气热除冰装置。本公开实施例中的气热除冰装置通过热空气输送管将所述热泵循环组件和所述空气加热器连通，通过热泵循环组件导出的制冷剂气体在输送至空气加热器内，实现在空气加热器内利用高温的制冷剂气体对空气进行加热，并通过热空气输送管将加热后的热空气输送至风轮内，实现对风轮的叶片的加热。通过本公开的方案，直接利用高温的制冷剂气体作为热源对空气加热，减少了对电能的耗损，提高了能源利用率。附图说明为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本公开实施例提供的一种气热除冰装置结构示意图；图2为本公开实施例提供的一种风能动力系统中的风轮结构示意图；图3为本公开实施例提供一种风能动力系统中的风轮叶片的结构示意图；附图标记汇总：气热除冰装置-100；叶片-201，叶尖-2011，加热管-2012，腹板-2013，尾缘-2014，前缘-2015，轮毂-202，机舱-203；空气加热器-101，鼓风机-102、电加热器-103；温度传感器-104、结冰探测器-105，控制器-106，阀门-107；热泵循环组件-108，压缩机-1081，散热器-1082，齿轮箱-1083，冷凝器-1084，节流阀-1085，蒸发器-1086；热空气输送管-109，冷空气回收管-110，第一旋转接头-111，第二旋转接头-112。具体实施方式下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种气热除冰装置，其特征在于，所述气热除冰装置应用于风能动力系统中，所述风能动力系统包括风轮、与所述风轮连接的传动组件、与所述传动组件连接的热泵循环组件；/n所述气热除冰装置包括热空气输送管，所述热空气输送管的一端连接热泵循环组件，所述热空气输送管的另一端连通至所述风轮，所述热空气输送管将所述热泵循环组件的热空气输送至所述风轮内；/n所述气热除冰装置包括空气加热组件，所述空气加热组件与所述热泵循环组件通过热空气输送管连接，所述空气加热组件用于导入所述热泵循环组件输出的制冷剂气体，利用制冷剂气体对空气加热；/n所述热泵循环组件、空气加热组件与所述风轮通过热空气输送管连通形成第一回路，用以将热空气输送至所述风轮。/n
【技术特征摘要】
1.一种气热除冰装置，其特征在于，所述气热除冰装置应用于风能动力系统中，所述风能动力系统包括风轮、与所述风轮连接的传动组件、与所述传动组件连接的热泵循环组件；
所述气热除冰装置包括热空气输送管，所述热空气输送管的一端连接热泵循环组件，所述热空气输送管的另一端连通至所述风轮，所述热空气输送管将所述热泵循环组件的热空气输送至所述风轮内；
所述气热除冰装置包括空气加热组件，所述空气加热组件与所述热泵循环组件通过热空气输送管连接，所述空气加热组件用于导入所述热泵循环组件输出的制冷剂气体，利用制冷剂气体对空气加热；
所述热泵循环组件、空气加热组件与所述风轮通过热空气输送管连通形成第一回路，用以将热空气输送至所述风轮。
2.根据权利要求1所述的气热除冰装置，其特征在于，所述热泵循环组件包括压缩机，所述压缩机与所述传动组件连接；
所述空气加热组件包括空气加热器，所述空气加热器与所述压缩机连通。
3.根据权利要求2所述的气热除冰装置，其特征在于，所述空气加热组件还包括电加热器和/或鼓风机，所述电加热器连接在所述空气加热器连通至所述风轮的热空气输送管上，所述鼓风机连接在所述空气加热器连通至所述风轮的热空气输送管上。
4.根据权利要求3所述的气热除冰装置，其特征在于，所述气热除冰装置还包括安装在所述风轮上的温度传感器、结冰探测器以及与所述温度传感器和结冰探测器信号连接的控制器；
所述控制器与所述电加热器和/或所...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙香宇，钟晓晖，张明明，徐建中，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
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