Автономный экодом с солнечно-ветровым энергоснабжением

(51) 04 1/00 (2011.01) 04 1/12 (2011.01) 04 15/10 (2011.01) 04 15/36 (2011.01) 04 1/343 (2011.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ фундаментные анкеры, согласно изобретению наружное покрытие выполнено из светопрозрачных плит сотового поликарбоната треугольной формы с отношением длины к ширине 2 2,5, по центральной трубчатой опоре выполнены винтовые лестницы,фундаментные анкеры выполнены из железобетона и установлены в наземных соединительных узлах плит сотового поликарбоната и снабжено параболоконическим гелиоконцентратором и сезонным подземным теплоаккумулятором. Сооружение выполнено в виде дома с этажными перекрытиями и окнами с автоматическими двухцветными жалюзи с одной стороны, имеющими черное селективное покрытие, а с другой зеркальное. Параболоконический гелиоконцентратор установлен под светопрозрачным покрытием и состоит из параболоконического зеркального отражателя, греющей трубы с селективным покрытием, при этом панель фотопреобразователей закреплена вертикально на гелиоконцентраторе, а механизм поворота соединен с параболоконическим зеркальным отражателем. Сезонный подземный теплоаккумулятор состоит из скважинной обсадной трубы, установленной на глубину большую максимального радиуса прогрева грунта и внутренней трубы, соединенной через центральную трубчатую опору дома с греющей трубой гелиоконцентратора.(72) Надиров Надир Каримович Низовкин Валентин Михайлович Медиева Гульбазар Акыловна Надиров Ариф Бариевич Басин Антон Олегович(73) Товарищество с ограниченной ответственностью Научно-Инженерный Центр Нефть Национальной Инженерной Академии Республики Казахстан(57) Изобретение относится к области строительства и может найти применение для комфортного проживания в любых удаленных от сетей энергоснабжения регионах. Технический результат изобретения автономное круглогодичное энергоснабжение дома. В автономном экодоме с солнечно-ветровым энергоснабжением, включающем закрепленное на каркасе наружное покрытие, внутри которого размещено сооружение с центральной трубчатой опорой,ветроэлектрстанцию,панель фотопреобразователей с механизмом поворота и Изобретение относится к области строительства и может найти применение для комфортного проживания в любых удаленных от сетей энергоснабжения регионах. Известно многоэтажное здание, включающее помещения с окнами, лифтовую шахту с покрытием,опорный элемент, поворотный Г- образный внешний экран с солнечными поворотными панелями в режиме слежения за солнцем и кольцевую балку (А.с.949137, кл. 04 1/00,1982 г.). Недостатками данного изобретения являются низкая эффективность энергоснабжения особенно в зимнее время за счет солнечной энергии и сложность конструкции. Известно разборное экожилище, включающее закрепленное на каркасе наружное светопрозрачное пленочное покрытие, внутри которого размещено сооружение с центральной трубчатой опорой,ветроэлектростанцию, панель фотопреобразователей с механизмом поворота и фундаментные анкеры(Предпатент РК 17376, кл. 04 15/36, 04 1/12, 04 15/10, 04 1/ 343, 2006 г.). Недостатками данного изобретения являются низкая эффективность энергоснабжения особенно в зимнее время. Техническим результатом изобретения является автономное круглогодичное энергоснабжение дома. Технический результат изобретения достигается тем, что в автономном экодоме с солнечноветровым энергоснабжением,включающем закрепленное на каркасе наружное покрытие,внутри которого размещено сооружение с центральной трубчатой опорой,ветроэлектрстанцию, панель фотопреобразователей с механизмом поворота и фундаментные анкеры,согласно изобретению наружное покрытие выполнено из светопрозрачных плит сотового поликарбоната треугольной формы с отношением длины к ширине 22,5, по центральной трубчатой опоре выполнены винтовые лестницы,фундаментные анкеры выполнены из железобетона и установлены в наземных соединительных узлах плит сотового поликарбоната и снабжено параболоконическим гелиоконцентратором и сезонным подземным теплоаккумулятором. Сооружение выполнено в виде дома с этажными перекрытиями и окнами с автоматическими двухцветными жалюзи с одной стороны, имеющими черное селективное покрытие, а с другой зеркальное. Параболоконический гелиоконцентратор установлен под светопрозрачным покрытием и состоит из параболоконического зеркального отражателя, греющей трубы с селективным покрытием, при этом панель фотопреобразователей закреплена вертикально на гелиоконцентраторе, а механизм поворота соединен с параболоконическим зеркальным отражателем. Сезонный подземный теплоаккумулятор состоит из скважинной обсадной трубы, установленной на глубину большую максимального радиуса прогрева грунта и внутренней трубы, соединенной через 2 центральную трубчатую опору дома с греющей трубой гелиоконцентратора. Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид автономного экодома в аксонометрии, на фиг.2 - вид сверху фиг.1, на фиг.3-вид оконных жалюзи сверху, на фиг.4 - вид сбоку фиг.3, а на фиг.5 -электрическая схема автоматического управления. Дом содержит этажные перекрытия 1, окна 2,кольцевой балкон 3, центральную трубчатую опору 4 с винтовой лестницей 5 и расположенный над ним параболоконический гелиоконцентратор 6,состоящий из параболоконического зеркального отражателя 7, установленного на греющей трубе 8 с наружным селективным покрытием,увеличивающим степень светопоглощения гелиоконцентратора 6 Панель фотопреобразователей 9 закреплена вертикально на гелиоконцентраторе 6, а механизм поворота 10 соединен с параболоконическим зеркальным отражателем 7. Сверху трубы 8 установлена ветроэлектрическая станция (ВЭС) 11, а снизу в грунте выполнен сезонный подземный теплоаккумулятор,состоящий из обсадной скважинной трубы 12, установленной на глубину большую максимального радиуса прогрева грунта и внутренней трубы 13,соединенной через центральную трубчатую опору 4 с греющей трубой 8 гелиоконцентратора 6. Снаружи дома под углом 30 - 45 в зависимости от широты местности выполнено наружное покрытие 14, состоящее из 24-х одинаковых светопрозрачных плит 15 сотового поликарбоната толщиной 10 - 16 мм треугольной формы с отношением длины к ширине 2 - 2,5, нижние стыки которых закреплены на фундаментных железобетонных анкерах 16, в средней части - на балконе 3 дома. Сбоку покрытия 14 выполнен тамбур 17, а внутри между домом и покрытием 14 на почве и балконе размещены посадки полезной растительности 18 с капельным поливом. Внутри дома на окнах 2 установлены автоматические двухцветные жалюзи 19, состоящие из поворотных на 360 пластин 20, покрытых с одной стороны селективной черной, с другой зеркальной краской. Пластины 20 жалюзи 19 установлены во втулках 21 рамок 22 и соединены тросами 23 со шкивом 24 электродвигателя 25,управляемого пультом 26 климат-контроля,питаемого электроэнергией от ВЭС 11 и панели фотопреобразователей 9. Электросхема автоматического управления экодомом (фиг. 5) включает датчики слежения за азимутом солнца 27, внутренней температуры 28 дома, температуры буферной зоны 29 между домом и покрытием 14, температуры 30 воды гелиоконцентратора 6, влажности воздуха 31 и почвы 32 и исполнительных электромеханизмов насоса 33 капельного полива, насоса 34 теплоаккумулятора, привода 35, оконных жалюзи 19 поворота 36, гелиоконцентратора 6, питания 37 кондиционеров и ламп освещения, телевизоров 38 и др. Для постоянного электрообеспечения пульта 26 климат-контроля служит электроаккумулятор 39 и инвертор 40, обеспечивающий питание пульта переменным током частотой 50 Гц и напряжением 220 В. Автономный экодом функционирует следующим образом. В летнее солнечное время года по команде датчика 27 пультом 26 подается электроток в электродвигатель механизма поворота 36 гелиоконцентратора 6, который благодаря высокой степени концентрации (до 40 - 60) нагревает воду внутри трубы 8 с селективным покрытием до 150-250 С и панели фотопреобразователей 9 вырабатывают постоянный ток, заряжающий электроаккумулятор 39 одновременно с питанием от ВЭС 11. Горячая вода (пар) под давлением до 40 бар по внутренней трубе 13 подается в нижнюю часть обсадной трубы 12, где пар конденсируется, отдавая скрытую теплоту испарения окружающей породе нагревая ее до 100-200 С в радиусе 5-8 м, что в течение лета заряжает грунтовый теплоаккумулятор до емкости, достаточной для зимнего обогрева экодома, когда его тепло обратимо нагревает холодную воду, подаваемую насосами 34 под давлением 1-5 бар, до 80-100 С через центральную трубчатую опору 4 с винтовой лестницей 5,являющимися греющими теплообменниками дома. В летнее жаркое время года, когда тепловая энергия только заряжает теплоаккумулятор, а вода,поступающая через трубчатую опору 4 имеет температуру верхних слоев грунта (10-15 С) осуществляется охлаждение экодома, что с учетом работы пульта 26 климат-контроля круглогодично обеспечивает комфортную температуру (20-25 С) в жилых помещениях экодома и положительную температуру (10-30 С). Для этих же целей служат и автоматические оконные жалюзи 9, отражающие солнечное излучение в жаркое время года и нагревающие воздух внутри дома в холодное время года. Железобетонные анкеры 16 покрытия 14 позволяют не только компенсировать расширение прозрачных плит 15 за счет разницы суточного гелиопоступления, но и значительно снизить затраты на фундамент, а автоматическая система управления климатом - уменьшить расход воды насоса 33 полива, насоса 34 теплоаккумулятора,энергопотребление кондиционеров 37,ламп освещения и др. и обеспечить высокий круглогодичный урожай растительности. Таким образом, предлагаемое автономный экодом полностью решает поставленную задачу круглогодичного энергоснабжения дома и обеспечивает комфортное автономное проживание при независимости от энергосети или поставок топлива, при экологической чистоте экодома. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Автономный экодом с солнечно-ветровым энергоснабжением, включающий закрепленное на каркасе наружное покрытие, внутри которого размещено сооружение с центральной трубчатой опорой,ветроэлектрстанцию,панель фотопреобразователей с механизмом поворота и фундаментные анкеры, отличающееся тем, что наружное покрытие выполнено из светопрозрачных плит сотового поликарбоната треугольной формы с отношением длины к ширине 22,5, по центральной трубчатой опоре выполнены винтовые лестницы,фундаментные анкеры выполнены из железобетона и установлены в наземных соединительных узлах плит сотового поликарбоната и снабжено параболоконическим гелиоконцентратором и сезонным подземным теплоаккумулятором. 2. Автономный экодом с солнечно-ветровым энергоснабжением по п. 1, отличающийся тем, что сооружение выполнено в виде дома с этажными перекрытиями и окнами с автоматическими двухцветными жалюзи с одной стороны, имеющими черное селективное покрытие, а с другой зеркальное. 3. Автономный экодом с солнечно-ветровым энергоснабжением по п. 1, отличающийся тем, что параболоконический гелиоконцентратор установлен под светопрозрачным покрытием и состоит из параболоконического зеркального отражателя,греющей трубы с селективным покрытием, при этом панель фотопреобразователей закреплена вертикально на геликонцентраторе, а механизм поворота соединен с параболоконическим зеркальным отражателем. 4. Автономный экодом с солнечно-ветровым энергоснабжением по п.1, отличающийся тем, что сезонный подземный теплоаккумулятор состоит из скважинной обсадной трубы, установленной на глубину большую максимального радиуса прогрева грунта и внутренней трубы, соединенной через центрапьную трубчатую опору дома с греющей трубой параболоконического гелиоконцентратора.