RU2158849C2 - Автономное устройство для отопления жилого или производственного здания - Google Patents
Автономное устройство для отопления жилого или производственного здания Download PDFInfo
- Publication number
- RU2158849C2 RU2158849C2 RU99105291/06A RU99105291A RU2158849C2 RU 2158849 C2 RU2158849 C2 RU 2158849C2 RU 99105291/06 A RU99105291/06 A RU 99105291/06A RU 99105291 A RU99105291 A RU 99105291A RU 2158849 C2 RU2158849 C2 RU 2158849C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wind
- generator
- building
- wind wheel
- windwheel
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 5
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 abstract 2
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000002085 persistent effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/30—Wind power
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
- Y02P80/20—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications using renewable energy
Landscapes
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Изобретение относится к нетрадиционным устройствам для отопления жилых или производственных зданий. Безредукторный ветроэлектрогенератор с вертикальной осью вращения установлен на чердачном перекрытии высокого жилого дома или производственного здания, а электрический водонагреватель и аккумулятор тепла установлены в подвальном помещении этого же здания. Защита людей, находящихся в здании, от вредного воздействия вибрации и шума, возникающих при вращении ветроколеса, обеспечивается постановкой платформы основания ветроэлектрогенератора на пружинные виброизоляторы, свободным вращением ветроколеса и его малым весом. Техническим результатом является экономия топлива за счет использования для нагрева теплоносителя системы отопления здания энергии ветра. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к нетрадиционным устройствам для отопления жилых или производственных зданий и может быть использовано для получения экологически чистого топлива - водорода.
Известно устройство для отопления жилых или производственных зданий, включающее ветродвигатель с горизонтальной осью, генератор электрической энергии, объединенный с ветродвигателем в один агрегат, механизм для установки ветродвигателя на ветер, башню, на которой смонтирован ветродвигатель, обеспечивающую беспрепятственный поворот последнего на ветер вокруг вертикальной оси, электрический водонагреватель с аккумулятором тепла в виде теплоизолированной емкости для нагретой воды. Известен также электролизный вариант устройства, в котором нагрев теплоносителя системы отопления осуществлен за счет сгорания водорода, получаемого путем использования электроэнергии, вырабатываемой ветроэлектрогенератором.
Недостатками указанного устройства являются: затраты на сооружение высокой башни, особенно большие в пределах городских территорий, где ветер из-за наличия домов, деревьев и других препятствий теряет свою скорость, переходя из прямолинейного движения в беспорядочное, сложность и трудоемкость в изготовлении механизма, обеспечивающего поворот ветроколеса на ветер [1].
Известен и другой ветроэлектрический агрегат, который мог бы быть использован в устройстве для отопления, также содержащий ветродвигатель, электрогенератор и башню, но способный работать при любой направленности ветра. Это обладающий большим крутящим моментом ветроэлектрогенератор барабанного типа с вертикальной осью вращения. Недостатками такого ветроэлектрогенератора являются: также необходимость в сооружении башни, низкий коэффициент полезного действия ввиду тихоходности его ветроколеса и обусловленных последним потерь мощности в трансмиссии и редукторе [2].
Наиболее близким к заявленному устройству является автономное устройство, содержащее ветроэлектрогенератор с вертикальной осью вращения, электрический водонагреватель и аккумулятор тепла, в котором ветроколесо установлено на крыше здания, а электрогенератор, ротор которого закреплен на одном валу с ветроколесом, установлен в верхнем помещении здания под его перекрытием.
Недостатком такого конструктивного решения устройства является чрезмерно большой вес и металлоемкость электрогенератора, обусловленный тихоходностью ветроколеса с вертикальной осью вращения. Чтобы получить ЭДС от генератора, ротор которого имеет общий вал с ветроколесом, достаточную для целей изобретения, необходимо, чтобы и ротор, и статор генератора имели большое количество полюсов, что и определяет его размеры и вес [3].
Целью настоящего изобретения является создание автономного экологически чистого устройства для отопления зданий на застроенной территории города за счет использования энергии ветра при экономичной конструкции ветроэлектрогенератора.
Указанная цель достигается тем, что ветроколесо выполнено совместно с генератором и установлено на чердачном перекрытии высокого жилого или производственного здания, при этом генератор выполнен в виде магнитов, установленных в ободе ветроколеса с шагом, превышающим толщину сечения магнитопроводов, размещенных по окружности ветроколеса.
Защита людей, находящихся в здании, от вредного воздействия вибрации и шума, возникающих при вращении ветроколеса, обеспечивается постановкой платформы основания ветроэлектрогенератора на виброизоляторы, свободным вращением ветроколеса и его малым весом. Такое выполнение устройства обеспечивает возможность использования ветрового источника энергии для отопления жилого или производственного здания без нанесения вреда людям, в них находящихся.
На фиг. 1 изображен продольный разрез ветроэлектрической части устройства. На усиленном чердачном перекрытии высокого (9-12 и выше этажей) здания 1 на виброизоляторах 2 установлена платформа ветроэлектрогенератора 3 с неподвижной осью 4 ветроколеса 5. Платформа прикреплена к чердачному перекрытию анкерными болтами 6. Ветроколесо 5 имеет два круговых обода - верхний 6 и нижний 7 со ступицами - верхней 8 и нижней 9. Верхний 6 и нижний обод 7 соединены между собой стойками 10 и ветровыми лопастями 11. На неподвижной оси 4 ветроколесо установлено на двух подшипниках: упорном 12 в верхней ступице 8 и радиальном 13 в нижней ступице 9. В результате ветроколесу обеспечена возможность свободного вращения под воздействием ветра. Детали ветроколеса изготовлены из алюминиевого сплава, ветровые лопасти - из композитных материалов. В нижнем ободе колеса 7 установлены магниты - индукторы генератора 14. Все магниты одним своим полюсом направлены на ось вращения ветроколеса. Якорь генератора выполнен в виде совокупности отдельно установленных по радиусам ветроколеса разомкнутых магнитопроводов 15 с катушками проводов 16. При вращении ветроколеса под воздействием ветра магниты-индукторы 14 поочередно проходят через зазор 17 каждого магнитопровода 15 и наводят в обмотке якоря (катушках 16) электродвижущую силу пульсирующего постоянного тока. Такое устройство генератора обеспечивает получение большой ЭДС при малых оборотах ветроколеса. От осадков (дождя и снега) ветроколесо защищено кровлей 18 на стойках 19.
На фиг. 2 изображен поперечный разрез ветроэлектрической части устройства по сечению А-А.
На фиг. 3 и фиг. 4 изображен фрагмент узла генератора, где 15 - магнитопровод, 16 - катушка обмотки якоря, 17 - зазор в магнитопроводе, 14 - магнит-индуктор, 7 - обод ветроколеса.
Обмотки катушек 16 якоря одним концом присоединены к заземленному электроду минусовой обкладки конденсатора большой емкости, вторым концом - к положительной обкладке того же конденсатора через полупроводниковый диод в прямом направлении. Подключение электрической нагрузки - электрического нагревателя или электролизной установки произведено двумя проводами от обкладок конденсатора. Такое решение по подключению электронагревателя или электролизной установки обеспечивает надежность работы последних, несмотря на непостоянство тока по амплитуде и частоте пульсации, вызванное изменениями скорости и энергии ветра. Водонагреватель устройства для нагрева теплоносителя системы отопления здания применен типовой электродный [5] и установлен в подвале здания. Там же установлена электролизная установка для получения водорода, которая подключается в летнее время, когда система отопления не работает. Водород может быть использован в качестве запаса топлива на зимнее время или в качестве топлива для автомобильных двигателей коммунального транспорта. Возможность такого его использования была проверена еще в 1979 году [4].
Изобретение обеспечивает экономию топлива, используемого на отопление при эксплуатации домов в городских условиях, и улучшает экологическую обстановку.
Источники информации
1. Большая Советская Энциклопедия, т. 7.
1. Большая Советская Энциклопедия, т. 7.
2. Журнал "Моделист конструктор" N 9, 1974 г.
3. Патент ГР 2288234 A1 Г 03 1 9/00.
4. Мавенков. "Водород вытесняет бензин", Наука и техника N 9.
5. Михальчук. "Спутник сельского электрика". Справочник. М., 1989.
Claims (2)
1. Автономное устройство для отопления жилого или производственного здания, содержащее безредукторный ветрогенератор с вертикальной осью вращения, электрический водонагреватель и аккумулятор тепла, отличающееся тем, что ветроколесо выполнено совместно с генератором и установлено на чердачном перекрытии высокого жилого или производственного здания, при этом генератор выполнен в виде магнитов, установленных в ободе ветроколеса с шагом, превышающим толщину сечения магнитопроводов, размещенных по окружности ветроколеса.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ветроэнергогенератор установлен на виброизоляторах.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99105291/06A RU2158849C2 (ru) | 1999-03-11 | 1999-03-11 | Автономное устройство для отопления жилого или производственного здания |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99105291/06A RU2158849C2 (ru) | 1999-03-11 | 1999-03-11 | Автономное устройство для отопления жилого или производственного здания |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU99105291A RU99105291A (ru) | 1999-10-27 |
| RU2158849C2 true RU2158849C2 (ru) | 2000-11-10 |
Family
ID=20217216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99105291/06A RU2158849C2 (ru) | 1999-03-11 | 1999-03-11 | Автономное устройство для отопления жилого или производственного здания |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2158849C2 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2204049C2 (ru) * | 2001-05-03 | 2003-05-10 | Шпади Андрей Леонидович | Тепловая гидроустановка |
| WO2009008763A1 (en) * | 2007-07-12 | 2009-01-15 | Vladimir Vladimirovich Tebuev | Wind-electric power generation by using the structure of a residential building |
| RU2382897C2 (ru) * | 2004-12-30 | 2010-02-27 | Дженерал Электрик Компани | Система снижения вибрационной нагрузки для ветровой турбины |
| WO2014059043A1 (en) * | 2012-10-09 | 2014-04-17 | Oroza Carlos Gabriel | Wind turbine for installation in buildings |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3500013A1 (de) * | 1984-06-20 | 1986-01-02 | Hruska S.r.l., Rom | Vorrichtung zum praezisionselektroschweissen fuer zahnheilkundliche, orthopaedische und andere chirurgische zwecke |
| SU1394003A1 (ru) * | 1986-05-19 | 1988-05-07 | Белорусский Политехнический Институт | Система вод ного отоплени |
-
1999
- 1999-03-11 RU RU99105291/06A patent/RU2158849C2/ru active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3500013A1 (de) * | 1984-06-20 | 1986-01-02 | Hruska S.r.l., Rom | Vorrichtung zum praezisionselektroschweissen fuer zahnheilkundliche, orthopaedische und andere chirurgische zwecke |
| SU1394003A1 (ru) * | 1986-05-19 | 1988-05-07 | Белорусский Политехнический Институт | Система вод ного отоплени |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2204049C2 (ru) * | 2001-05-03 | 2003-05-10 | Шпади Андрей Леонидович | Тепловая гидроустановка |
| RU2382897C2 (ru) * | 2004-12-30 | 2010-02-27 | Дженерал Электрик Компани | Система снижения вибрационной нагрузки для ветровой турбины |
| WO2009008763A1 (en) * | 2007-07-12 | 2009-01-15 | Vladimir Vladimirovich Tebuev | Wind-electric power generation by using the structure of a residential building |
| WO2014059043A1 (en) * | 2012-10-09 | 2014-04-17 | Oroza Carlos Gabriel | Wind turbine for installation in buildings |
| CN104870809A (zh) * | 2012-10-09 | 2015-08-26 | C·G·奥罗萨 | 安装于建筑物内的风力涡轮机 |
| US9546644B2 (en) | 2012-10-09 | 2017-01-17 | Carlos Gabriel Oroza | Wind turbine for installation in buildings |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6172429B1 (en) | Hybrid energy recovery system | |
| US8102073B2 (en) | Wind turbine alternator module | |
| US8362635B2 (en) | Wind-driven electric power generation system adapted for mounting along the side of vertical, man-made structures such as large buildings | |
| US20120112465A1 (en) | Wind turbine alternator module | |
| US10938274B2 (en) | Devices and methods for fluid mass power generation systems | |
| CN103109084A (zh) | 风光互补设备 | |
| WO2011046601A1 (en) | Methods and apparatus for generating electrical energy based on waste air flow | |
| US20160281679A1 (en) | Fluid driven electric power generation system | |
| CA2782087A1 (en) | Wind energy transfer system | |
| CN106121921B (zh) | 无线路灯充电桩 | |
| RU2158849C2 (ru) | Автономное устройство для отопления жилого или производственного здания | |
| CN201265488Y (zh) | 一种风光互补发电装置 | |
| KR101101549B1 (ko) | 자가발전모터 | |
| RU176074U1 (ru) | Энергетический модуль с использованием ветровой и солнечной энергий | |
| CN201412276Y (zh) | 换气照明两用的风力发电机 | |
| CN104632529A (zh) | 一种垂直轴高效空芯兆瓦级风力发电机及发电机组 | |
| JP2003324896A (ja) | 中小型風力発電機の制御方法 | |
| KR100994293B1 (ko) | 건물 일체형 풍력발전장치 및 풍력발전장치를 구비한 건물 | |
| CN201706371U (zh) | 新型风光互补照明路灯 | |
| WO2024024171A1 (ja) | 風力発電機ユニットおよびその集合設備 | |
| JPS61207881A (ja) | 空中へ高さを増す風車 | |
| JP2004173404A (ja) | 中小型風力発電機の回転抑制手段 | |
| JPH10201219A (ja) | 資源不要動力源 | |
| JP2006266107A (ja) | 風力発電装置 | |
| GB2432889A (en) | A vertical axis wind generator |