RU90103U1 - MOBILE BUILDING WITH ALTERNATIVE HEAT AND POWER SUPPLY - Google Patents

Abstract

1. Мобильное здание с альтернативным энергоснабжением, содержащее металлический сварной корпус с паротеплоизоляцией, оснащенное автономными системами водяного отопления и горячего водоснабжения с питанием от электрической энергии, вырабатываемой ветроэнергеической установкой, отличающееся тем, что ветроэнергетическая установка выполнена легкотрансформируемой из транспортного положения в рабочее и размещена на крыше мобильного здания, а корпус мобильного дома снабжен комплектом солнечных панелей с жидким теплоносителем, включенных в систему автономного водяного отопления и горячего водоснабжения, причем часть пакета солнечных панелей закреплена на корпусе мобильного дома подвижно с возможностью ориентации на Солнце в рабочем положении. ! 2. Мобильное здание по п.1, отличающееся тем, что паруса легкотранформируемой ветроэнергетической установки (ЛВЭУ) выполнены в виде эластичных полостей с ниппелями, заполняемых в рабочем положении газом под избыточным давлением. ! 3. Мобильное здание по п.1, отличающееся тем, что ЛВЭУ содержит телескопическую несущую пневмоштангу, в полость которой подается избыточное давление от внешнего компрессора через вентиль, а рабочее, полностью развернутое положение пневмоштанги фиксируется с помощью поворотного стержня с кулачками и рукояткой. ! 4. Мобильное здание по п.1, отличающееся тем, что каждая из солнечных панелей содержит раму с закрепленным в ней прозрачным защитным полотном и собственно заполненный жидким теплоносителем солнечный конвертер в виде полотна из сотового поликарбоната с подводящим и отводящим коллекторами, причем с прилегающей к зданию стороны со�1. A mobile building with alternative energy supply, containing a welded metal case with steam and heat insulation, equipped with autonomous water heating and hot water supply systems powered by electric energy generated by a wind power installation, characterized in that the wind power installation is easily transformed from the transport position to the working one and is located on the roof of a mobile building, and the housing of the mobile house is equipped with a set of solar panels with a liquid coolant, included into the system of autonomous water heating and hot water supply, and part of the package of solar panels is fixed on the mobile home housing movably with the possibility of orientation to the Sun in the working position. ! 2. The mobile building according to claim 1, characterized in that the sails of an easily transformed wind power installation (LVEU) are made in the form of elastic cavities with nipples, filled in the working position with gas under excess pressure. ! 3. The mobile building according to claim 1, characterized in that the LVEU contains a telescopic supporting pneumatic rod, into the cavity of which excess pressure is supplied from an external compressor through the valve, and the working, fully deployed position of the pneumatic rod is fixed using a rotary rod with cams and a handle. ! 4. The mobile building according to claim 1, characterized in that each of the solar panels contains a frame with a transparent protective sheet fixed in it and a solar converter actually filled with liquid coolant in the form of a cell polycarbonate sheet with inlet and outlet collectors, moreover, adjacent to the building sides of

Description

Полезная модель относится к мобильным домам (столовым, административным и жилым), с системами энергоснабжения от возобновляемой энергии солнечной радиации и ветра.The utility model relates to mobile homes (dining rooms, administrative and residential), with energy supply systems from renewable energy of solar radiation and wind.

Известен автономный мобильный ветроэнергетический комплекс «Жаворонок» на основе известного патента RU №2009372 С1 /приоритет от 30.07.1991 г./ [1], который обеспечивает бесперебойное энергоснабжение любых объектов, в том числе и мобильных домов. Ограничениями применения этого аналога для энергоснабжения мобильных домов являются:The well-known autonomous mobile wind energy complex "Lark" based on the well-known patent RU No. 2009372 C1 / priority of 07/30/1991 / [1], which provides uninterrupted power supply to any facilities, including mobile homes. Limitations of the use of this analogue for the energy supply of mobile homes are:

- отдельная дорогостоящая и громоздкая конструкция, для доставки которой к месту эксплуатации требуется отдельный большегрузный автомобиль, железнодорожная платформа или вертолет;- a separate expensive and bulky design, for the delivery of which to the place of operation requires a separate heavy truck, railway platform or helicopter;

- низкая энергоэффективность из-за отсутствия утилизации энергии солнечной радиации;- low energy efficiency due to the lack of energy utilization of solar radiation;

- значительная потребность в дизельном топливе для обеспечения бесперебойного энергоснабжения.- a significant need for diesel fuel to ensure uninterrupted power supply.

Известны мобильные дома с питанием от электрической сети [2], транспортируемые железнодорожным или автомобильным транспортом. При общей площади помещении в 26 кв. метров установочная мощность прототипа [2] составляет 7.0 кВт. В состав прототипа входит цельнометаллический сварной корпус с базальтовой и паротеплоизоляцией, изнутри обшитое стеновыми панелями, снабженный стеклопластиковыми двухкамерными оконными пакетами. Мобильный дом оборудован автономным водоснабжением и системой электрического отопления, питаемых от внешнего источника.Known mobile homes powered by an electric network [2], transported by rail or road. With a total area of 26 square meters. meters installation capacity of the prototype [2] is 7.0 kW. The prototype includes an all-metal welded case with basalt and steam and heat insulation, sheathed with wall panels from the inside, equipped with fiberglass two-chamber window packages. The mobile home is equipped with autonomous water supply and an electric heating system, powered by an external source.

Существенным недостатком прототипа является необходимость его подключения к электрической сети или в внешней ветроэнергетической установке, что ограничивает его автономность, мобильность и сферу применения близостью к мощному источнику электрической энергии.A significant disadvantage of the prototype is the need for its connection to an electric network or in an external wind power installation, which limits its autonomy, mobility, and scope of application by its proximity to a powerful source of electric energy.

Техническим результатом полезной модели является повышение автономности энергообеспечения мобильных домов за счет использования энергии солнечной радиации и ветра.The technical result of the utility model is to increase the autonomy of the energy supply of mobile homes through the use of solar radiation and wind energy.

Для достижения технического результата корпус мобильного дома снабжен комплектом солнечных панелей с жидким теплоносителем, включенных в систему автономного водяного отопления и горячего водоснабжения и ветроэнергетической установкой, легкотрансформируемой из транспортного состояния в рабочее и обратно, причем часть пакета солнечных панелей закреплена на корпусе мобильного дома подвижно с возможностью ориентации на Солнце, а с прилегающей к зданию стороны солнечные панели снабжены теплоизоляционным слоем.To achieve a technical result, the housing of the mobile home is equipped with a set of solar panels with a liquid coolant included in the system of autonomous water heating and hot water supply and a wind power installation that is easily transformed from transport to working and vice versa, and part of the package of solar panels is movably mounted on the housing of the mobile home with the possibility of orientation to the Sun, and on the side adjacent to the building, the solar panels are provided with a heat-insulating layer.

Внешний вид мобильного дома в транспортном положении показан на фиг.1, структура солнечной панели для мобильного дома изображена на фиг.2, структура системы отопления и электроснабжения от энергии Солнца и ветра приведена на фиг.3, описание структуры легкотрансформируемой ветроэнергетической установки (ЛВЭУ) в рабочем положении и структуры ЛВЭУ в транспортном положении см. ниже по тексту, внешний вид мобильного дома в рабочем положении показан на фиг.4. Данные по скорости ветра и количеству солнечной радиации взяты из «Справочного пособия к СНиП 2.01.01-82».The appearance of the mobile home in the transport position is shown in FIG. 1, the structure of the solar panel for the mobile home is shown in FIG. 2, the structure of the heating and power supply system from the energy of the Sun and wind is shown in FIG. 3, the structure description of the easily transformed wind power installation (LHE) in the working position and the structure of the LHEC in the transport position, see below, the appearance of the mobile home in the working position is shown in figure 4. Data on wind speed and the amount of solar radiation are taken from the “Reference Guide to SNiP 2.01.01-82”.

Мобильный дом фиг.1 содержит шасси 1, на котором установлен корпус 2 с солнечными панелями 3 и 4, окнами 5, дверью 6 и крышкой ЛВЭУ 7. Часть солнечных панелей 3 встроены в крышу, другие солнечные панели 4 в транспортном положении закреплены зажимами к боковым стенам корпуса 2, а крышка 5 ЛВЭУ прилегает к крыше корпуса 2 мобильного дома. Каждая из солнечных панелей 3 и 4 содержит (см. фиг.2) раму 8 с закрепленными в ней защитным полотном 9 из сотового поликарбоната и собственно заполненный жидким теплоносителем солнечный конвертер в виде полотна 10 из сотового поликарбоната с подводящим 11 и отводящим 12 коллекторами. С внутренней стороны солнечные панели 3 и 4 снабжены теплоизоляционным материалом. Коллекторы 11 и 12 присоединены с помощью эластичных патрубков 13 и 14 (см. фиг.3) к теплообменнику и через клапан с терморегулятором 15 к радиаторам 16 системы отопления мобильного дома. С помощью терморегулятора возможно задание той или иной температуры внутри мобильного дома. Теплообменник имеет змеевик 17, включенный в контур конвекции жидкости-теплоносителя и теплоизолированный объем 18 с патрубком 19 подачи холодной воды и патрубком с краном 20 отбора теплой воды для технических и иных целей. Электрическая энергия, вырабатываемая ЛВЭУ, используется для заряда электрического аккумулятора 21 через регулятор 22 тока заряда с переключателем или для нагрева жидкости-теплоностилеля с помощью электротеплового конвертера 23, если электрический аккумулятор 21 полностью заряжен. Электрические потребители 24 подключены к выходам электрических инверторов 25, питаемых от электрического аккумулятора 21 и обеспечивающих на выходе нормированное напряжение 220 V, 50 Гц, или 380 V, 50 Гц. ЛВЭУ в рабочем содержит пневмоштангу, в полость которой подается избыточное давление от внешнего компрессора через вентиль. Рабочее, полностью развернутое положение пневмоштанги фиксируется с помощью поворотного стержня с кулачками и рукояткой, после чего вентиль закрывается и компрессор может быть выключен. На пневмоштанге закреплены ярусы в виде ободов со спицами (См. патент RU 2276284 [4]), к которым присоединены паруса из эластичного материала, которые в свою очередь могут быть выполнены в виде герметичных полостей, с ниппелями, через которые полости заполняются избыточным давлением из внутренней полости пневмоштанги. Обод нижнего яруса снабжен полотном, удерживающим массу воздуха внутри ветродвижителя. Паруса в рабочем положении образуют винтовую конфигурацию, направляющую поток воздуха к нижнему ярусу, откуда воздушная масса вытекает наружу при подветренном положении соответствующего паруса. Число парусов в каждом из ярусов ЛВЭУ целесообразно выбирать от 2х до 4х, а число ярусов - от 2х до семи. Верхний торец пневмоштанги снабжен подшипником, обойма которого размещена в центре крышки ЛВЭУ, К кольцам крышки присоединены тросовые растяжки, обеспечивающие надежное удержание пневмоштанги и ЛВЭУ в сборе в вертикальном положении даже при наличии сильных ветровых нагрузок. Тросовые растяжки снизу могут крепиться как за крышу мобильного дома, так и за грунт возле места его стоянки. В транспортное положение ЛВЭУ переводится выведением кулачков поворотного стержня из зацепления с выступами пневмоштанги с помощью поворота рукоятки, после чего открывается вентиль для спуска избыточного давления из парусов в атмосферу. После страв-ливания сжатого воздуха из полостей парусов в атмосферу ЛВЭУ трансформируется в транспортное положение. В рабочем положении мобильный дом (см. фиг.4) устанавливается одной из боковых стен на юг, зажимы отстегиваются, солнечные панели 4 устанавливаются с помощью составных штанг 26 плоскостями солнечных панелей по возможности перпендикулярно к солнечным лучам в полуденное время, а ЛВЭУ переводится в развернутое положение. Потенциал ветровой и солнечной энергии для регионов России приведены в СП к СНиП 2.01.01-82 Строительная климатология. При средне-сезонной скорости ветра в 7,5 м/с, при коэффициенте использования энергии ветра в ЛВЭУ равном 30% и энергии солнечной радиации, равном 40%, полезный среднесуточный энергетический выход ЛВЭУ и системы солнечного нагрева теплоносителя может быть обеспечен не менее 7 кВт.The mobile house of FIG. 1 contains a chassis 1, on which a housing 2 with solar panels 3 and 4, windows 5, a door 6 and a cover of the LVES 7 is installed. Some of the solar panels 3 are built into the roof, other solar panels 4 are secured to the side by clips in the transport position the walls of the building 2, and the cover 5 LVEU adjacent to the roof of the housing 2 of the mobile home. Each of the solar panels 3 and 4 contains (see FIG. 2) a frame 8 with a protective polycarbonate sheet 9 fixed therein and a solar converter actually filled with liquid coolant in the form of a cellular polycarbonate sheet 10 with a supply 11 and a discharge 12 collectors. On the inside, the solar panels 3 and 4 are provided with insulating material. The collectors 11 and 12 are connected using elastic pipes 13 and 14 (see figure 3) to the heat exchanger and through a valve with a temperature regulator 15 to the radiators 16 of the heating system of the mobile home. With the help of a thermostat, you can set this or that temperature inside the mobile home. The heat exchanger has a coil 17 included in the convection circuit of the heat-transfer fluid and the insulated volume 18 with a pipe 19 for supplying cold water and a pipe with a tap 20 for selection of warm water for technical and other purposes. The electric energy generated by the LHEC is used to charge the electric battery 21 through the charge current regulator 22 with a switch or to heat the heat-transfer fluid using an electrothermal converter 23 if the electric battery 21 is fully charged. Electric consumers 24 are connected to the outputs of electric inverters 25, powered by an electric battery 21 and providing a normalized voltage of 220 V, 50 Hz, or 380 V, 50 Hz at the output. The LVEU in the working room contains a pneumatic rod, into the cavity of which excess pressure is supplied from the external compressor through the valve. The working, fully deployed position of the pneumatic rod is fixed using a rotary shaft with cams and a handle, after which the valve closes and the compressor can be turned off. Tiers in the form of rims with spokes are fixed on the pneumatic rod (See patent RU 2276284 [4]), to which sails of elastic material are attached, which in turn can be made in the form of sealed cavities, with nipples through which the cavities are filled with excess pressure from the internal cavity of the pneumatic rod. The rim of the lower tier is provided with a web holding a mass of air inside the wind turbine. Sails in the working position form a helical configuration directing the air flow to the lower tier, from where the air mass flows out when the corresponding sail is downwind. It is advisable to choose the number of sails in each of the tiers of the LVEU from 2x to 4x, and the number of tiers from 2x to seven. The upper end of the pneumatic rod is equipped with a bearing, the cage of which is located in the center of the cover of the LVEU. Cable extensions are attached to the rings of the cover to ensure reliable retention of the pneumatic rod and the LVEU in the upright position even in the presence of strong wind loads. Cable extensions from below can be attached both to the roof of the mobile home and to the ground near its parking lot. In the transport position, the LVEU is translated by disengaging the cams of the pivoting rod with the protrusions of the pneumatic rod by turning the handle, after which the valve opens to release excess pressure from the sails to the atmosphere. After bleeding the compressed air from the cavities of the sails into the atmosphere, the LHEC is transformed into the transport position. In the working position, the mobile house (see Fig. 4) is installed by one of the side walls to the south, the clips are detached, the solar panels 4 are installed using composite rods 26 with the planes of the solar panels, if possible, perpendicular to the sun's rays at noon, and the LHEC is transferred to the expanded position. The potential of wind and solar energy for the regions of Russia is given in the joint venture to SNiP 2.01.01-82 Construction climatology. With an average seasonal wind speed of 7.5 m / s, with a wind energy utilization coefficient in the LHEC equal to 30% and a solar radiation energy of 40%, a useful average daily energy output of the LHEC and the solar heating system of the heat carrier can be provided at least 7 kW .

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES

1. Патент RU №2009372 С1, приоритет 30.07.1991 г.;1. Patent RU No. 2009372 C1, priority July 30, 1991;

2. Мобильные дома. Сайт http//www.darina.su;2. Mobile homes. Website http // www.darina.su;

3. Справочное пособие к СНиП 2.01.01-82.3. Reference manual to SNiP 2.01.01-82.

4. Ветроагрегат. Патент RU 2276284, приоритет 12.08.2004 г.4. Windmill. Patent RU 2276284, priority 12.08.2004

Claims (4)

1. Мобильное здание с альтернативным энергоснабжением, содержащее металлический сварной корпус с паротеплоизоляцией, оснащенное автономными системами водяного отопления и горячего водоснабжения с питанием от электрической энергии, вырабатываемой ветроэнергеической установкой, отличающееся тем, что ветроэнергетическая установка выполнена легкотрансформируемой из транспортного положения в рабочее и размещена на крыше мобильного здания, а корпус мобильного дома снабжен комплектом солнечных панелей с жидким теплоносителем, включенных в систему автономного водяного отопления и горячего водоснабжения, причем часть пакета солнечных панелей закреплена на корпусе мобильного дома подвижно с возможностью ориентации на Солнце в рабочем положении.1. A mobile building with alternative energy supply, containing a welded metal case with steam and heat insulation, equipped with autonomous water heating and hot water supply systems powered by electric energy generated by a wind power installation, characterized in that the wind power installation is easily transformed from the transport position to the working one and is located on the roof of a mobile building, and the housing of the mobile house is equipped with a set of solar panels with a liquid coolant, included into the system of autonomous water heating and hot water supply, moreover, part of the package of solar panels is fixed on the mobile home housing with the possibility of orientation to the Sun in the working position. 2. Мобильное здание по п.1, отличающееся тем, что паруса легкотранформируемой ветроэнергетической установки (ЛВЭУ) выполнены в виде эластичных полостей с ниппелями, заполняемых в рабочем положении газом под избыточным давлением.2. The mobile building according to claim 1, characterized in that the sails of an easily transformed wind power installation (LVEU) are made in the form of elastic cavities with nipples, filled in the working position with gas under excess pressure. 3. Мобильное здание по п.1, отличающееся тем, что ЛВЭУ содержит телескопическую несущую пневмоштангу, в полость которой подается избыточное давление от внешнего компрессора через вентиль, а рабочее, полностью развернутое положение пневмоштанги фиксируется с помощью поворотного стержня с кулачками и рукояткой.3. The mobile building according to claim 1, characterized in that the LVEU contains a telescopic supporting pneumatic rod, into the cavity of which excess pressure is supplied from an external compressor through the valve, and the working, fully deployed position of the pneumatic rod is fixed using a rotary rod with cams and a handle. 4. Мобильное здание по п.1, отличающееся тем, что каждая из солнечных панелей содержит раму с закрепленным в ней прозрачным защитным полотном и собственно заполненный жидким теплоносителем солнечный конвертер в виде полотна из сотового поликарбоната с подводящим и отводящим коллекторами, причем с прилегающей к зданию стороны солнечные панели снабжены теплоизоляционным слоем.

4. The mobile building according to claim 1, characterized in that each of the solar panels contains a frame with a transparent protective sheet fixed therein and a solar converter actually filled with liquid coolant in the form of a cell polycarbonate sheet with inlet and outlet collectors, and adjacent to the building the sides of the solar panels are provided with a thermal insulation layer.