目前，在美国、英国、日本等国家，风力制热技术已经进入实用阶段，主要用于浴池供热水、住宅取暖、温室供暖、水产养殖池水保温、野外作业防冻等。在我国的许多地区，把较寒冷的风能转换成热能，供给住户、禽畜舍、蔬菜棚等，可谓是风能优势与采暖需求的最佳匹配。把风能转化为热能研制工作在我国已经开始。

7.4.3.1　风热转换途径

将风能转换成热能，一般有三种转换方式：①风能→机械能→电能→热能；②风能→机械能→空气压缩能→热能；③风能→机械能→热能。前两种转换方式，由于转换次数多，导致总转换效率的下降，相形之下，第三种转换方式较前两种转换方式，有以下优越性：

（1）系统总效率高。风力提水系统的总效率一般为10%～20%；而风能→机械能→热能转换系统的总效率可达30%。

（2）通常，风轮的工作特性曲线与制热装置的工作特性曲线比较接近，易实现合理匹配。

（3）风热转换系统对风况质量要求不高，对风速的变化适应性强。

7.4.3.2　风热转换的形式

目前，把风能转换成热能的主要方式有以下4种。

1.固体摩擦制热

这种装置如图7.8所示。它用风力机动力输出轴驱动一组摩擦元件，旋转时在固体表面摩擦生热来加热液体。其主要缺点是元件磨损较快，需要定期维护与更换。

图7.8　固体摩擦式制热装置简图

2.搅拌液体制热

风力机动力输出轴带动搅拌器的转子旋转，转子与定子上均有叶片。当转子叶片搅拌液体产生涡流运动并冲击定子叶片时，液体的动能转换成热能（图7.9）。(www.daowen.com)

图7.9　液体挤压式制热装置示意图

这种方式的优点是：

（1）风力机输出轴直接带动搅拌器，任何转速下搅拌器都能全部利用输入的机械能。

（2）风轮与搅拌器的工作特性能合理匹配。

（3）制热器结构简单、容易制造、可靠性高，对结构材料和工作液体无特殊要求。

（4）搅拌器是风力机的“天然”制动器，风力机系统不必另设超速保护装置。

3.液体挤压制热

这是一种利用液压泵和阻尼孔相配合产生热量的方式。如图7.9所示，风力机动力输出轴带动液压泵，将工作液体（如油）加压，把机械能转换成液体压力能，而后使受压液体从狭细的阻尼孔高速喷出，在瞬间液体的压力能转换为液体动能。由于阻尼孔尾流管中也充满液体，当高速液体冲击低速液体时，液体的动能通过液体分子之间的冲击和摩擦转换为热能，此时液体流速下降，温度升高。经过热交换管，把冷水加热成热水。

这种制热方式不像固体摩擦制热那样引起部件磨损，也不像搅拌液体制热那样产生“空穴”而引起对构件的侵蚀。它的可靠性和寿命较高。

4.涡电流制热

风力机动力输出轴带动转子，在转子外缘上装有磁化线圈，来自电池的电流磁化线圈产生磁力线，转子旋转时定子切割磁力线，产生涡电流发热。定子外围是环形冷却液套，有热容量大、冷却性好的液体［如水和（CH 2 OH）2的混合液］流过，将热量带走。此装置热转换能力强，体积较小。