Енергозберігаюча квартира в багатоповерховому будинку

Реферат: Енергозберігаюча квартира в багатоповерховому будинку містить систему кондиціювання, вітрогенератор, з'єднаний з акумулятором електроенергії. Крім цього, додатково містить м 2  С , на яких Вт закріплені панелі сонячних батарей, та додатково встановлені: герметичні енергозберігаючі термоізоляцію стін квартири ззовні будинку з термічним опором R  2,0 вікна, термоізоляції стелі, підлоги, вхідних дверей з термічним опором R  2,0 м 2  С . Вт UA 122306 U (12) UA 122306 U 5 10 15 20 25 30 Корисна модель належить до енергозбереження квартир в багатоповерхових будинках міст, а також до одержання електроенергії від вітру та сонця для використання її в побутових цілях. Корисна модель може бути використана в одноповерхових будинках міст та сіл. Проблема полягає в тому, що за останні 30 років вартість електроенергії зросла в 22-42 рази (в залежності від об'ємів енергоспоживання), а енергозбереження на Україні залишилось на рівні 30-40-річної давності. Відоме утеплення фасадів будинків за рахунок нанесення теплоізолюючого шару з метою зменшення витрат тепла в холодну пору року, що призводить до економії тепла в межах 25….50 % [1]. Недоліком цього енергозбереження є те, що проблема вирішується частково, тобто не досягається повний ефект. Відоме використання сонячної енергії з метою перетворення її в електроенергію, що частково задовольняє потреби людей і зменшує грошові витрати на енергоносії [2]. Недоліком є те, що проблема витрат на енергоносії вирішується частково і, як в попередньому випадку, не досягається повний ефект. Відома вітроенергетична установка, що має акумуляцію енергії в період, коли немає вітру, за рахунок того, що пневмоакумулятор високого тиску випускає повітря в пнемодвигун, котрий обертає генератор електричного струму [3]. Недолік той же, що й в попередніх випадках - часткове використання енергії вітру для перетворення в електроенергію, що не дає повного ефекту. Найбільш близьким до заявленого об'єкта є екобудинок, що містить систему кондиціювання, вітрогенератор, з'єднаний з акумулятором електроенергії [4]. Недоліком цього технічного рішення є те. що в ньому відсутні інші елементи енергозбереження та використання енергії сонця по [1], [2], [3], а також відсутні пристрої, що забезпечують потреби людей з використанням електроенергії; крім того, не передбачено використання залишку електроенергії. Задачею корисної моделі є повне використання енергозбереження квартири в звичайному багатоповерховому будинку а також комплексне одержання та використання електричної енергії з енергії вітру та сонця для задоволення потреб мешканців згаданої квартири. Поставлена задача вирішується тим, що в відомому технічному рішенні - енергозберігаюча квартира в багатоповерховому будинку, що містить систему кондиціювання, вітрогенератор, з'єднаний з акумулятором електроенергії, згідно з корисною моделлю, містить додатково UA 122306 U 2 термоізоляцію стін квартири ззовні будинку з термічним опором R  2,0 м  С , на яких Вт закріплені панелі сонячних батарей; додатково встановлені герметичні енергозберігаючі вікна, 2 5 10 15 термоізоляції стелі, підлоги, вхідних дверей з термічним опором R  2,0 м  С . Вт Переважним варіантом енергозберігаючої квартири в багатоповерховому будинку є те, що вона містить додатково щонайменше один пневматичний акумулятор високого тиску, в який входить електродвигун, балон, компресор, редуктор числа обертів, клапан зворотний, а також перетворювач енергії високого тиску в електроенергію, в який входять електромагнітний клапан, редуктор газовий, пнемодвигун, генератор електричної енергії, інвертор та контрольнорегулююча апаратура. Другим переважним варіантом енергозберігаючої квартири в багатоповерховому будинку є те, що вона містить додатково двоспрямований лічильник електроенергії. Третім переважним варіантом енергозберігаючої квартири в багатоповерховому будинку є те, що вона містить додатково теплу підлогу з електричним підігрівом. Четвертим переважним варіантом енергозберігаючої квартири в багатоповерховому будинку є те, що вона містить додатково на балконі або(і) лоджії герметичні енергозберігаючі 2 вікна, а також термоізоляції стелі, підлоги і стін з термічним опором R  2,0 м  С . Вт Використання герметичних енергозберігаючих вікон, а також термоізоляції стін, стелі, підлоги, вхідних дверей енергозберігаючої квартири в багатоповерховому будинку з термічним 2 20 25 30 35 40 45 50 опором R  2,0 м  С дає можливість зменшити енергоспоживання щонайменше в 5 разів, а Вт використання незалежних джерел енергопостачання - вітрогенераторів та сонячних батарей дає можливість не тільки повністю забезпечити себе електроенергією, а й накопичувати та постачати зайву електроенергію в міську електромережу за допомогою двоспрямованого лічильника електроенергії в часи-пік, тобто заробляти гроші на зайвій електроенергії. Суть запропонованої корисної моделі пояснюється кресленнями, на яких зображені: на фіг. 1 - поперечний розріз по двокімнатній квартирі, на фіг. 2 - розріз А-А на фіг. 1, на фіг. 3 - спрощена схема взаємодії всіх джерел енергопостачання. Енергозберігаюча квартира в багатоповерховому будинку містить вітрогенератор(и) 1, панелі сонячних батарей 2, систему кондиціювання 3, теплі підлоги з електричним підігрівом 4, 5; бойлер гарячої води 6, електроплити для приготування їжі 7, термоізоляції: стін 8, стелі 9, підлоги 10, вхідних дверей 11, герметичні енергозберігаючі вікна 12, термоізоляції балкона або(і) лоджії: стелі 13, підлоги 14, а також герметичні енергозберігаючі вікна 15; акумулятори електричні 16, 17, 18 (резервний), інвертори 19, 20, 21, акумулятор пневматичний високого тиску 22, в який входять: електродвигун 23, балон 24, компресор 25, редуктор числа обертів 26, клапан зворотний 27, перетворювач високого тиску (повітря) в електроенергію 28, в який входять: електромагнітний клапан 29, редуктор газовий 30, пневмодвигун 31, генератор електричної енергії 32, випрямний-зарядний пристрій 33, контрольно-регулюючі пристрої 34, 35, 36, 37, 38, двоспрямований лічильник електроенергії 39. Робота вітрогенератора(ів) та панелей сонячних батарей 2 відбувається відповідно при наявності вітру при швидкості V  4 м/с та при наявності сонячного випромінювання; при цьому вітрогенератор розкручує генератор 32, який через контрольно-регулюючий пристрій 34 та випрямний-зарядний пристрій 33 заряджає акумулятор 16 (А1), а через інвертор 19 (И1) перетворює електроенергію в однофазній системі U=220 В, Н=50 Гц, потрібних для подальшого використання. Аналогічне перетворення енергії випромінювання сонця в електроенергію здійснюється за допомогою контрольно-регулюючих пристроїв 35, 36, акумулятора 17 (A3) та інвертора 21 (И3). Таким чином до споживання П1, П3 подають електричну енергію, наприклад в спекотну погоду - в систему кондиціювання 3, а в холодну погоду навпаки - на теплі підлоги з електричним підігрівом 4, 5. Якщо акумулятори електроенергії 16, 17 заряджені до максимального струму, то контрольно-регулююча апаратура переключає на зарядку пневматичного акумулятора 22, а потім - акумулятора резервного 18 (АР), Витрата електроенергії, крім кондиціювання та нагріву приміщення, зазначених вище, відбувається періодично на бойлері гарячої води 6, на електроплиті для приготування їжі 7 та на побутових електроприладах, що умовно не показані, а саме: освітлення приміщення, телевізор, холодильник, пральна машина, комп'ютер, фен, електром'ясорубка, міксер кухонний і таке інше. UA 122306 U 5 Якщо загальний баланс витрати споживаної електроенергії, що виробляється за допомогою вітру та сонця, приводить до одержання зайвої електроенергії, то ця електроенергія подається через двоспрямований лічильник електроенергії 39 в електромережу міста в денні часи-пік. При негативному балансі вироблення та споживання електроенергії деяка частина електроенергії споживається з міської електромережі через згаданий вище двоспрямований лічильник електроенергії 39. Така ситуація може статись через непередбачені обставини або при виході з ладу внутрішньої електромережі квартири. Застосування в квартирі термоізоляції стін, вікон, 2 10 15 20 25 30 35 40 45 50 стелі, підлоги, вхідних дверей, балкона або(і) лоджії з термічним опором R  2,0 м  С дає Вт можливість зменшити енерговитрати щонайменше в 5 разів. Це не фантастика - це реальність. По даних статистики на Україні з усіх видів енергії, що виробляються та постачаються на побутові потреби населенню, втрачається 6/7 загальної кількості і тільки 1/7 використовується споживачем. Енергозберігаюча квартира в багатоповерховому будинку дозволяє уникнути зазначених 6/7 втрат за рахунок того, що енергія, в данному випадку електроенергія, виробляється і споживається в замкнутому, надійно термоізольованому просторі. Приклад. 2 1. Розрахунок виконаний на базі двокімнатної квартири загальною площею 42,7 м в стандартному 9-ти поверховому будинку на 4 під'їзди типу літера А9, що побудований в 1973 році. 2 2. Площа стін фасаду за мінусом двох вікон 1,4×1,4 метра і лоджією площею 13,05 м 2 складає 11 м . 3. На бокову сторону лоджії на двох кронштейнах встановлені дві вітроенергетичні турбіни, ротор яких має форму зрізаного конуса, а лопаті виконані у формі прямокутного трикутника зі зрізаними гострими кутами, що загнуті по евольвенті (аналог - див. наприклад патент України № 95586 від 10.08.2011). Діаметр ротора 1,5 м=1500 мм. Потужність при дії вітру V  4 м/с складає 1,3 кВт.год. 4. Потужність сонячних батарей, встановлених на термоізоляцію зовнішніх стін фасаду, складає: 2 Ρ=11×0,2 (м ×кВт.год.)=2,2 кВт.год. 5. Загальна енергетична потужність при найкращих умовах дії вітру та сонця складає Ρ=1,3×2+2,2=4,8 кВт.год. 6. Враховуючи те, що панелі сонячних батарей встановлені вертикально, а також непостійність дії вітру, фактична потужність дорівнює: Ρ=0,8×1,3×2+0,45×2,2=3,1 кВт.год. 7. За місяць виробляється Рс=3,1×30,416=94 кВт.год. електроенергії 8. Якщо припустити, що термоізоляції квартири дозволяє економити електроенергію в 5 разів (див. вище), то еквівалент енерговитрат відносно до термічно неізольованої квартири становитиме: Рс екв=94×5=470 кВт. год. 9. Згідно з практикою, для термічно неізольованої двокімнатної квартири з зазначеною площею витрати електроенергії становлять в середньому: Рс практ.=380…420 кВт.год. 10. Тобто з практичного підрахунку залишок зайвої електроенергії становить щонайменше: Ρ економ=50 кВт.год. Джерела інформації: 1. Особенности утепления фасадов квартир http://uteplimvse.ru//dlya/fasada/kvartir.html. 2. Солнечная энергетика http://www.vir-electric.com.ua/BrowsePro-ducts.aspx? 3. Патент України № 110970 С2 МПК F03D 3/02(2006/01), F03D 3/04 (2006/01). 4. Патент Російської Федерації № 2 334 850 МПК Е04Н 1/00, F24F 12/00, C02F 11/04. 2008. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 1. Енергозберігаюча квартира в багатоповерховому будинку, що містить систему кондиціювання, вітрогенератор, з'єднаний з акумулятором електроенергії, яка відрізняється тим, що містить додатково термоізоляцію стін квартири ззовні будинку з термічним опором R  2,0 м 2  С , на яких закріплені панелі сонячних батарей; додатково встановлені: герметичні Вт UA 122306 U енергозберігаючі вікна, термоізоляції стелі, підлоги, вхідних дверей з термічним опором м 2  С . Вт 2. Енергозберігаюча квартира в багатоповерховому будинку за п. 1, яка відрізняється тим, що містить додатково щонайменше один пневматичний акумулятор високого тиску, в який входить електродвигун, балон, компресор, редуктор числа обертів, клапан зворотний а також перетворювач енергії високого тиску в електроенергію, в який входять електромагнітний клапан, редуктор газовий, пневмодвигун, генератор електричної енергії, акумулятор електроенергії, інвертор та контрольно-регулююча апаратура. 3. Енергозберігаюча квартира в багатоповерховому будинку за будь-яким з пп. 1, 2, яка відрізняється тим, що містить додатково двоспрямований лічильник електроенергії. 4. Енергозберігаюча квартира в багатоповерховому будинку за будь-яким з пп. 1-3, яка відрізняється тим, що містить додатково теплу підлогу з електричним підігрівом. 5. Енергозберігаюча квартира в багатоповерховому будинку за будь-яким з пп. 1-4, яка відрізняється тим, що містить додатково на балконі або (і) лоджії герметичні енергозберігаючі R  2,0 5 10 15 вікна, а також термоізоляції стелі, підлоги і стін з термічним опором R  2,0 м 2  С . Вт UA 122306 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4