МОБИЛЬНОЕ ЗДАНИЕ С АЛЬТЕРНАТИВНЫМ ТЕПЛОЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕМ

Полезная модель относится к мобильным домам (столовым, административным и жилым), с системами энергоснабжения от возобновляемой энергии солнечной радиации и ветра.
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:
- отдельная дорогостоящая и громоздкая конструкция, для доставки которой к месту эксплуатации требуется отдельный большегрузный автомобиль, железнодорожная платформа или вертолет;
- низкая энергоэффективность из-за отсутствия утилизации энергии солнечной радиации;
- значительная потребность в дизельном топливе для обеспечения бесперебойного энергоснабжения.
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.
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.
Техническим результатом полезной модели является повышение автономности энергообеспечения мобильных домов за счет использования энергии солнечной радиации и ветра.
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.
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».
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.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Патент RU №2009372 С1, приоритет 30.07.1991 г.;
2. Мобильные дома. Сайт http//www.darina.su;
3. Справочное пособие к СНиП 2.01.01-82.
4. Ветроагрегат. Патент RU 2276284, приоритет 12.08.2004 г.