BG4173U1 - Интелигентен мобилен модул, интегриращ всички технически съоръжения, осигуряващи независимото функциониране на сгради и строителни обекти - Google Patents

Abstract

Интелигентният мобилен сервизен модул дава цялостно, интегрирано, устойчиво и екологосъобразно решение за новостроящи се, новопостроени и съществуващи сгради и строителни обекти, както и за преместваеми такива, разположени на места без налична или с недостатъчна инженерна инфраструктура. Мобилният модул може да осигури независимо функциониране на обектите чрез интегриране и интелигентно управление на инженерни системи, използващи възобновяеми източници на енергия и повторно оползотворяване на използваните ресурси. Мобилният модул е изцяло самостоятелна и независима част от захранвания обект. Поставя се до него, като се избира подходящо място съобразено с работата на системата за производство на електроенергия от ВЕИ и техническите проводи, свързващи го с обекта. Доставя се с предварително монтирани всички технически съоръжения в него, като на място се изпълняват само връзките с обекта. Мобилният модул включва в себе си всички необходими технически съоръжения, разпределени в разделени секции за: (1) преработване на отпадни води, събиране и пречистване на дъждовна вода, (2) съхранение, пречистване и затопляне на питейна вода, (3) съхранение на електроенергия, генерирана от възобновяеми източници, телекомуникации (чрез мобилни данни), система за сигурност, пожарна сигнализация и система за интелигентно управление, (4) съоръжения на системата за отопление, вентилация и климатизация. Работата на техническите системи се управлява и контролира от разработен специално за целта софтуер. Допълнително разработената мобилна апликация към него позволява дистанционна работа със системите в мобилния модул. Софтуерът съхранява данни за потреблението на всяка една от системите поотделно и необходими данни за поддържането им.

Description

(54) ИНТЕЛИГЕНТЕН МОБИЛЕН МОДУЛ, ИНТЕГРИРАЩ ВСИЧКИ ТЕХНИЧЕСКИ СЪОРЪЖЕНИЯ, ОСИГУРЯВАЩИ НЕЗАВИСИМОТО ФУНКЦИОНИРАНЕ НА СГРАДИ И СТРОИТЕЛНИ ОБЕКТИ

Област на техниката

Полезният модел представлява интелигентен мобилен модул, интегриращ всички технически съоръжения - електричество, отопление, вода, пречиствателни системи и телекомуникации, необходими за независимото функциониране на сгради и строителни обекти и въвеждането им в експлоатация, като използва възобновяеми източници на енергия и интелигентно управление на системите за синергичната им работа. Полезният модел намира приложение в строителството, по-специално за новопостроени и съществуващи сгради и строителни обекти, както и за преместваеми такива, разположени на места без налична или с недостатъчна инженерна инфраструктура.

Предшестващо състояние на техниката

В известното състояние на техниката са познати три основни категории технически решения, сходни с настоящото.

Мобилни жилищни модули с изградени в тях елементи от технически системи, които позволяват присъединяването на модула впоследствие към инфраструктурни съоръжения или към част от тях, описани съответно в регистриран полезен модел UA 87284U Mobile module for human habitation; регистриран полезен модел CN 203583915U Movable house system; заявка за патент KR 20200039166A Movable smart house; заявка за патент KR 20200041746A House system for camping.

Мобилни жилищни или санитарни модули, снабдени с една или две независими системи, използващи възобновяеми източници на енергия, разкрити съответно в патент CN 106836862A Container house with energy-saving and heat preservation functions; патент US 2005016906A1 Mobile field electrical supply, water purification system, wash system, water collection, reclamation, and telecommunication apparatus; заявка за патент US 2019085575A1 Movable sanitary house; заявка за патент CN 107587609A Modular speeded-up passive solar energy and air energy cooling and heating integrated house.

Изцяло независими мобилни жилищни модули, използващи възобновяеми източници на енергия, каквито са описани в регистриран полезен модел CN 210737783U Miniature ecological mobile house with selfsufficient energy; патент AU 2015101968A4 Mobile house utilising renewable energy.

Последната категория технически решения се доближава максимално до предложения полезен модел, тъй като предлага изцяло независимо функциониране на разкритите жилищни модули, използвайки възобновяеми източници на енергия (слънчеви колектори, вятърни турбини, оползотворяване на дъждовна вода, рециклиране на отпадните води и повторното им използване). В разгледаните модели сервизната част е интегрирана в предложените системи, като акцента е поставен върху жилищната част, както и нейното изграждане по принципите на пасивни сгради или такива с нулеви емисии на СО2.

Всички технически съоръжения, разкрити в регистриран полезен модел CN 210737783U Miniature ecological mobile house with self-sufficient energy, са разположени около жилищния модул и се пренасят и сглобяват допълнително и поотделно. Няма информация за интегриране и управление на тези системи и тяхната работа синергично чрез интелигентно управление (софтуер).

При патент AU 2015101968A4 Mobile house utilising renewable energy техническите съоръжения се помещават в специално изградено за целта пространство от жилищния модул и са неизменна част от него. Няма информация и претенции за интелигентно управление на всички системи.

Техническа същност на полезния модел

Задачата на предложения интелигентен мобилен модул е да даде цялостно, интегрирано, устойчиво и екологосъобразно решение за новостроящи се, новопостроени и съществуващи сгради и строителни обекти, както и за преместваеми такива, разположени на места без налична или с недостатъчна инженерна инфраструктура. Интелигентният, мобилен модул може да осигури независимо функциониране на обектите чрез интегриране и интелигентно управление на инженерни системи, използващи възобновяеми източници на енергия и повторно оползотворяване на използваните ресурси. Интелигентният, мобилен модул е изцяло самостоятелна и независима част от захранвания обект. Поставя се до него, като се избира подходящо място, съобразено с работата на системата за производство на електроенергия от ВЕИ, както и техническите проводи, свързващи го с обекта.

Физически характеристики на интелигентния мобилен модул

Интелигентният, мобилен модул използва рециклирани корабни контейнери (кутия) за разполагане на техническите съоръжения. Стените, подът и таванът на контейнера са топлоизолирани и пожарозащитени, чрез поставяне на изолационни пластове от вътрешната страна, за да бъдат изпълнени нормативните изисквания към всяка система и да бъде гарантирано правилното й функциониране в различни климатични условия. На покрива, чрез допълнително изградена метална конструкция, се поставят, под подходящ наклон, фотоволтаични панели, енергията от които се преобразува и съхранява от батерии, разположени в контейнера. При необходимост конструкцията на пода се подсилва в зависимост от тежестта на съоръженията, разположени в него. За обезшумяване на системите, се поставят вибрационни тампони или допълнителна шумоизолация на ограждащите външни елементи (стени, под, таван).

Във вътрешността на модула са обособени отделни секции, достъпни от външната страна чрез ревизионни отвори и врати. Стените между отделните секции са пожарозащитени, а подът в секциите с мокри процеси е и хидроизолиран, за да не бъде нарушена работата на системите, съхраняващи и използващи електроенергия.

Във всяка една от секциите са монтирани съответно системи за преработване на отпадни води, събиране и пречистване на дъждовна вода, за съхранение, пречистване и затопляне на питейна вода, за съхранение на генерираната от възобновяеми източници електроенергия, телекомуникационни модули, базирани на мобилни или сателитни данни, система за сигурност, пожарна сигнализация и система за интелигентно управление, съоръжения на системата за отопление, вентилация и климатизация.

В стените на контейнера са поставени входно/изходни елементи на всяка от изброените системи, през които се изпълняват връзките на модула със захранвания обект.

Модулът има изградени системи за мълниезащита и заземителна инсталация, части от които се изпълняват при поставянето на контейнера на място.

Модулът, заедно със съоръженията в него, се сглобява предварително на специално оборудвана за целта техническа площадка и се доставя на обекта в изцяло завършен вид с чакащи комуникационни отвори. Размерът на използваните контейнери е съгласно утвърдените стандарти за затворени контейнери и зависи от броя и вида на предвидените секции и системи. Готовият модул може да бъде поставян върху единични стоманобетонни/стоманени фундаменти или друга подходяща здрава основа, непосредствено до обекта и/или в рамките на обекта, като избраното място следва да е подходящо за максимално използване на възобновяемите източници на енергия.

Технически системи на интелигентния мобилен модул

Техническите системи на интелигентния мобилен модул са системи за преработване на отпадни води, събиране и пречистване на дъждовна вода, за съхранение, пречистване и затопляне на питейна вода, за съхранение на генерираната от възобновяеми източници електроенергия, телекомуникационни модули, базирани на мобилни или сателитни данни, система за сигурност, пожарна сигнализация и система за интелигентно управление, съоръжения на системата за отопление, вентилация и климатизация. Капацитетът и обемът на всяка една система се адаптира в зависимост от нуждите на конкретния обект и потребител. Всички системи са предварително монтирани и интегрирани да работят заедно от експерти във всяка една от областите на приложения, което го прави готов за експлоатация. В зависимост от спецификата на мястото, някои от системите могат да бъдат изключени от модула, като и да се използват връзки с налична техническа инфраструктура (водопровод, електричество, топлоснабдяване и телекомуникации). Използваните в модула системи и техните съоръжения позволяват интегрирането с конвенционални източници на енергия, което може напълно да ги замести или да ги допълни като работа.

Примерно описание на функциониране на системите:

1. Събиране на дъждовни води, питейна вода и пречистване на отпадни води

В резервоар, представляващ част от системата за събиране на дъждовна вода, постъпва вода, събрана от покрива на обслужвания обект, както и от повърхности по терена, осигуряващи относително чиста вода през довеждащи проводи. Чрез система за филтрация (използват се познати на пазара), пречистената вода преминава към резервоар за чиста вода в секцията за питейна вода. Тази вода може да бъде използвана за домакински цели или за част от тях.

Третирането на отпадните води от обекта се извършва от система за механично пречистване (познати на пазара). Пречистената вода се използва за поливане и за задоволяване на други нужди, които не изискват качество на питейната вода (например за захранване на тоалетни казанчета).

Двете системи (за събиране на дъждовна вода и третиране на отпадни води) са разположени в една секция на модула, която е достъпна посредством самостоятелна врата, позволяваща обслужването им, вкл. изхвърлянето на отпадъци/утайки от системите. Секцията е снабдена и с необходимите помпени групи, подпомагащи работата на двете системи, с вентилационни отвори по външните ограждащи елементи на контейнера, осигуряващи отвеждането на газове и миризми, както и отвори (подови сифони) в пода на контейнера, в случай на разлив на вода.

Питейната вода за обслужваните обекти се осигурява от система, разположена в отделна секция. В нея има поместени: резервоар за чиста вода - постъпваща от пречистването на дъждовна и/или от сондаж; филтри за пречистване и омекотяване на водата (използват се познати на пазара); хидрофор, разширителен съд и помпена група, доставящи водата в обекта; бойлер за затопляне на вода. Затоплянето на водата се осъществява със слънчев колектор, поставен на покрива на контейнера.

Секцията има самостоятелна врата, осигуряваща достъп до съоръженията за поддръжка и ремонт, както и отвори (подови сифони) в пода на контейнера в случай на разлив на вода.

2. Отопление, вентилация и климатизация

Системите за отопление, вентилация и климатизация на обектите, които са включени в модула са разположени в специално обособена за целта секция на модула. Използваните системи са познати на пазара, като са избрани такива с минимален екологичен отпечатък. Необходимата електроенергия за работата им ще бъде доставена от произведената от възобновяеми източници енергия. В конкретния пример за изпълнение, източника е слънчева енергия, но при подходящи условия може да бъде използвана също така енергия от водни течения или вятър. За ревизия на съоръженията е осигурена самостоятелна врата, а за ефективната им работа - ревизионни отвори за приток на свеж въздух и изхвърляне на отработен, разположени на две различни страни на контейнера за да не бъде допуснато постъпването на отработен въздух отново в системата.

3. Електроенергия, телекомуникационни системи, охранителни и сигнални системи, интелигентно управление

Електроенергията за обекта се произвежда от фотоволтаици, поставени върху допълнително изградена конструкция на покрива на контейнера. Съоръженията за преобразуване на енергията и нейното съхранение (батерии) са поставени върху метален стелаж в отделна секция заедно с телекомуникационните системи, тези за сигурност и пожароизвестяване, както и системата за интелигентно управление на модула. Използваната система за генериране на електроенергия дава възможност за добавянето към нея на още на брой съоръжения за производство на електроенергия и от други видове възобновяеми източници (например вятър или водни течения), както и присъединяване към електроразпределителната мрежа. Произведената енергия задоволява нуждите на обслужвания обект и осигурява работата на съоръженията и системите в модула.

Телекомуникационната система използва мобилни или сателитни данни, подсигурява изцяло свързаността на обекта с телевизия, интернет и мобилни връзки. Системите за сигурност и пожароизвестяване обслужват както обекта, към който е присъединен модула, така и самият модул, чрез датчици и камери за наблюдение, където са необходими.

За целите на интелигентно управление на системите се използва специално разработен софтуер, който се базира на познати на пазара, като се надгражда за нуждите на интегриране на използваните системи в модула. Софтуерът притежава мобилна версия на апликация, позволяваща дистанционно управление на системите. Апликацията използва свързаност с мобилни данни, осигурена от телекомуникационната система или наземни телекомуникационни мрежи за обмен на информация. Освен синхронизиране на 6 системите и осигуряване на тяхната синергична работа, дистанционното им управление и контрол, софтуерът взима решения за ефективно управление и съхранява данни за работата и потреблението на всяка система, както и информация за поддържане на системите (извършени и последващи ремонти, подмяна на използвани консумативи, дати на направени поддръжки). Тези данни се използват за ефективната работа на системите и за дистанционно управление, като минимизират времето за отстраняване на повреди и дистанционната диагностика от специализирани екипи към всяка система. През отделно меню на мобилната апликация има възможност за дистанционно отключване на вратите и осигуряване на физически достъп до съоръженията в контейнера. Това позволява достъп до съоръжението на технически лица, без да е необходимо присъствието на собственика или негов представител на място.

Интелигентният мобилен модул, в сравнение с познатите решения в областта, предоставя предимства в екологично, техническо и икономическо отношение, както и подобряване комфорта на обитаване в сградите.

От екологична гледна точка, техническите системи в модула използват възобновяеми източници на енергия, което подпомага опазването на природата и намаляването на екологичния отпечатък при експлоатацията на строителни обекти.

От техническа страна, предоставя в един общ независим пакет всички системи, необходими за функционирането на строителни обекти и отдалечени сгради и съоръжения (като например научни бази). Системата за интелигентно управление дава възможност за дистанционен контрол и поддръжка на системите. Преместваем е и може лесно да бъде транспортиран на различни места, а при необходимост да захрани друг обект на един и същи клиент. Прави обектите независими от инфраструктурните дадености на мястото, като дори без или с недостатъчна инфраструктура, обектите присъединени към модула могат да функционират и да се въведат в експлоатация. Лесно се монтира на място и се привързва към обектите. Изнасянето на всички технически съоръжения извън сградите свежда до минимум шума в жилищните помещения.

От икономическа гледна точка мобилният модул пести време и средства, чрез предварителното монтиране и синхронизиране на всички системи. Може да направи обектите абсолютно независими, самозадоволяващи се единици. Минимизира разходите за транспорт и монтаж в сравнение с вариант на закупуване на всяка една система отделно, тъй като нужните системи се доставят в един общ пакет.

Пояснение на приложените фигури

Фигура 1 показва схема за разпределение на отделните секции и разположението на техническите съоръжения в контейнер. Показани са четири секции - за преработване на отпадни води, събиране и пречистване на дъждовна вода 1, съхранение, пречистване и затопляне на питейна вода 2, съхранение на електроенергия, генерирана от възобновяеми източници, телекомуникации (чрез мобилни или сателитни данни), система за сигурност, пожарна сигнализация и система за интелигентно управление 3 и съоръжения на системата за отопление, вентилация и климатизация 4. В секциите е показано и разположението на компонентите на системите за преработване на отпадни води 1.3, за изпомпване 1.1, събиране и пречистване на дъждовна вода 1.2, за съхранение 2.5, пречистване 2.2, омекотяване 2.1, затопляне 2.4 и подаване 2.3 на питейна вода, за съхранение на генерираната от възобновяеми източници електроенергия 3.1, 7 телекомуникационни модули, базирани на мобилни или сателитни данни, система за сигурност, пожарна сигнализация и система за интелигентно управление 3.2, съоръжения на системата за отопление, вентилация и климатизация 4.1.

Фигура 2 показва външен изглед на интелигентния мобилен модул 6 с разположението на фотоволтаичните клетки 7.

Фигура 3 показва страничен изглед на интелигентния мобилен модул 6 с фотоволтаичните клетки 7 и сервизен отвор 5.

Примерно изпълнение на мобилния модул, съгласно полезния модел

Интелигентният мобилен модул използва рециклирани стандартни 20 и 40 футови корабни контейнери (кутия) за разполагане на техническите съоръжения. Примерното изпълнение е на базата на стандартен 40 футов корабен контейнер HIGH CUBE 40 и включва максималния набор от системи - система за преработване на отпадни води, за събиране и пречистване на дъждовна вода, съхранение, пречистване и затопляне на питейна вода, за съхранение на електроенергията, генерирана от възобновяеми източници, за телекомуникации чрез мобилни или сателитни данни, система за сигурност, система за пожарна сигнализация, система за интелигентно управление, системи за отопление, вентилация и климатизация.

Стените, подът и тавана на контейнера са топлоизолирани и пожарозащитени чрез поставяне на изолационни пластове от вътрешната страна. На покрива, върху допълнително изградена и закрепена за контейнера метална конструкция, се поставят под наклон фотоволтаични панели.

Във вътрешността на контейнера са обособени четири отделни секции, достъпни от външната страна чрез ревизионни отвори и врати. Стените между отделните секции също са пожарозащитени, а подът в секциите с мокри процеси е и хидроизолиран.

Във всяка една от секциите са монтирани съответно системите за: преработване на отпадни води, събиране и пречистване на дъждовна вода 1, съхранение, пречистване и затопляне на питейна вода 2, съхранение на електроенергия, генерирана от възобновяеми източници, телекомуникации (чрез мобилни или сателитни данни), система за сигурност, пожарна сигнализация и система за интелигентно управление 3 и съоръжения на системата за отопление, вентилация и климатизация 4.

Във външните ограждащи елементи на контейнера са поставени входно/изходни елементи на всяка от изброените системи, през които се изпълняват връзките на модула с обслужвания обект. Контейнерът има изградени системи за мълниезащита и заземителна инсталация, части от които се изпълняват при поставянето на модула на място. При необходимост конструкцията на пода се подсилва в зависимост от тежестта на използваните съоръжения. За обезшумяване на системите се поставят вибрационни тампони или допълнителна шумоизолация на външните преградни стени, под и таван.

Интелигентният мобилен модул се сглобява предварително на специално оборудвана за целта техническа площадка и се доставя на обслужвания обект в изцяло завършен вид, с чакащи комуникационни отвори. Поставя се върху единични стоманобетонни/стоманени фундаменти или друга подходяща здрава основа непосредствено до обекта и/или в рамките на обекта, като мястото следва да е подходящо избрано за максимално използване на възобновяемите източници на енергия.

В зависимост от спецификата на мястото са възможни два варианта на комбинация на системите, като при първия вариант не се монтират системите за събиране и пречистване на дъждовна вода 1.2, както и съхранение 2.5 и пречистване 2.2 на питейна вода, а при втория вариант не се монтират системите за отопление, вентилация и климатизация 4.1.

Приложение на интелигентния мобилен модул, съгласно полезния модел

Интелигентният мобилен модул дава цялостно, интегрирано, устойчиво и екологосъобразно решение за новостроящи се, новопостроени и съществуващи сгради и строителни обекти, както и за преместваеми такива, разположени на места без налична или с недостатъчна инженерна инфраструктура. Интелигентният мобилен модул може да осигури независимо функциониране на обектите чрез интегриране и интелигентно управление на инженерни системи, използващи възобновяеми източници на енергия и повторно оползотворяване на използваните ресурси.

Действията на отделните системи работят в синергия, обслужвайки захранения обект и подпомагайки останалите системи в модула.

В системата за събиране на дъждовна вода постъпва вода събрана от покрива на обслужвания обект, както и от повърхности по терена, осигуряващи относително чиста вода през довеждащи проводи. Чрез система за филтрация (използват се познати на пазара) пречистената вода преминава към резервоар за чиста вода в секцията за питейна вода. Пречистване на отпадни води от обекта се извършва от система за механично пречистване (познати на пазара). Работата на двете системи е подпомогната от помпени групи, захранени от произведената енергия от възобновяеми източници.

Системата за питейна вода съдържа резервоар за чиста вода; филтри за пречистване и омекотяване на водата; хидрофор, разширителен съд и помпена група, доставящи водата в обекта, бойлер за затоплена вода. Затоплянето на водата се осъществява с колектор за затопляне на вода, поставен на покрива на контейнера.

Системите за отопление, климатизация и вентилация са разположени в специално обособена за целта секция. Използваните системи са познати на пазара, като са избрани такива с минимален екологичен отпечатък (термопомпи). Необходимостта от електроенергия за работата им ще бъде доставена от произведената от възобновяеми източници. Електроенергията за обекта се произвежда от фотоволтаици, разположени върху допълнително изградена конструкция на покрива на контейнера. Съоръженията за преобразуване на енергията и нейното съхранение (батерии) са поставени върху метален стелаж с отделна секция заедно с телекомуникационните системи, тези за сигурност и пожароизвестяване, както и системата за интелигентно управление на модула. Използваната система за генериране на електроенергия дава възможност за добавянето към нея на още на брой съоръжения за производство на електроенергия и от други видове възобновяеми източници (например вятър или водни течения), както и присъединяване към електроразпределителната мрежа. Произведената енергия задоволява както нуждите на присъединения обект, така и работата на съоръженията и системите в него.

Телекомуникационната система използва мобилни или сателитни данни, подсигурява изцяло свързаността на обекта с телевизия, интернет и мобилни връзки. Системите за сигурност и пожароизвестяване обслужват както обекта, към който е присъединен модула, така и самият модул, чрез датчици и камери за наблюдение, където са необходими.

За целите на интелигентно управление на системите се използва специално разработен софтуер, който се базира на познати на пазара, като се надгражда за нуждите на интегриране на използваните системи в модула. Софтуерът притежава мобилна версия на апликация, позволяваща дистанционно управление на системите. Апликацията използва свързаност с мобилни данни, осигурена от телекомуникационната система или наземни телекомуникационни мрежи за обмен на информация. Освен синхронизиране на системите и осигуряване на тяхната синергична работа, дистанционното им управление и контрол, софтуерът взима решения за ефективно управление и съхранява данни за работата и потреблението на всяка система, както и информация за поддържане на системите (извършени и последващи ремонти, подмяна на използвани консумативи, дати на направени поддръжки). Тези данни се използват за ефективната работа на системите и за дистанционно управление, като минимизират времето за отстраняване на повреди и дистанционната диагностика от специализирани екипи към всяка система. През отделно меню на мобилната апликация има възможност за дистанционно отключване на вратите и осигуряване на физически достъп до съоръженията в контейнера. Това позволява достъп до съоръжението на технически лица, без да е необходимо присъствието на собственика или негов представител на място.

Claims (1)

1. Интелигентен мобилен модул, интегриращ всички технически съоръжения, осигуряващи независимото функциониране на сгради и строителни обекти, характеризиращ се с това, че е снабден с функционално свързани системи за преработване на отпадни води (1.3), изпомпване (1.1), събиране и пречистване на дъждовна вода (1.2), за съхранение (2.5), пречистване (2.2), омекотяване (2.1), затопляне (2.4) и подаване (2.3) на питейна вода, за съхранение на генерираната от възобновяеми източници електроенергия (3.1), телекомуникационни модули, базирани на мобилни или сателитни данни, система за сигурност, пожарна сигнализация и система за интелигентно управление (3.2), съоръжения на системата за отопление, вентилация и климатизация (4.1) за новостроящи се, новопостроени и съществуващи жилищни обекти