ES2309716T3 - Una cabina autonoma. - Google Patents
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Abstract
Una cabina autónoma (1; 21) que comprende un medio de producción de electricidad (10; 22, 23) que usa una fuente natural de energía; al menos una batería (11) conectada al medio de producción de electricidad (10; 22, 23) para almacenar la energía eléctrica generada por el medio de producción de electricidad (10; 22, 23) a fin de suministrar energía eléctrica a petición a los dispositivos (7, 14, 16 - 20) del interior de la cabina (1; 21); y un medio de control (13) alimentado por la batería o baterías (11) y adaptado para controlar, en cualquier momento dado, la recarga de cualquiera de las baterías (11) por el medio de producción de electricidad (10; 22, 23); caracterizada porque está provisto un quemador (14) para calentar aire mediante una disposición de intercambiador de calor (16), destinado a usarse en el interior de la cabina (10; 22, 23); y el medio de control (13) también controla el funcionamiento del quemador (14) y de la disposición de intercambiador de calor (16).
Description
Una cabina autónoma.
La presente invención se refiere a una cabina
autónoma.
Durante los trabajos de construcción importantes
es usual poner cabinas en la obra para albergar oficinas
temporales, servicios y habitaciones de descanso para los
trabajadores de la misma. Típicamente, tales cabinas son portátiles
y se alimentan con energía mediante generadores diesel alojados en
el interior de la propia cabina. No obstante, tales generadores
tienden a ser ruidosos, contaminan el entorno con gases de escape
contaminantes medioambientalmente y requieren un depósito de
combustible que necesita una cantidad considerable de combustible
para el motor diesel y que debe llenarse frecuentemente.
El documento US 5.107.637 describe una cabina
que tiene iluminación alimentada por energía solar y baterías de
acumuladores para acumular y almacenar la energía eléctrica durante
las horas diurnas para proporcionar iluminación al interior de la
cabina. Sin embargo, la cabina no dispone de medios de calefacción
propia.
El objeto de la presente invención es
proporcionar una cabina que supere o mitigue sustancialmente las
desventajas mencionadas anteriormente.
Según la presente invención se proporciona una
cabina autónoma que comprende un medio de producción de electricidad
que usa una fuente natural de energía; al menos una batería
conectada al medio de producción de electricidad para almacenar la
energía eléctrica generada por el medio de producción de
electricidad a fin de suministrar energía eléctrica a petición a
los dispositivos del interior de la cabina; y un medio de control
alimentado por la batería o baterías y adaptado para controlar, en
cualquier momento dado, la recarga de cualquiera de las baterías
por el medio de producción de electricidad; caracterizada porque
está provisto un quemador para calentar aire mediante una
disposición de intercambiador de calor, destinado a usarse en el
interior de la cabina; y el medio de control también controla el
funcionamiento del quemador y de la disposición de intercambiador de
calor.
Preferiblemente está provisto un medio de
producción solar de electricidad que comprende al menos un panel
solar compuesto de una pluralidad de células fotovoltaicas.
Alternativamente está provisto un medio de producción eólica de
electricidad que comprende al menos una turbina eólica conectada a
una dinamo.
Por lo tanto, en la presente invención, la
cabina se abastece de energía eléctrica mediante una fuente natural
de energía, y de energía térmica mediante el quemador. Este modo de
alimentar la cabina es muy eficiente y contrasta favorablemente con
las cabinas convencionales de este tipo que usan un generador diesel
o de gasolina como fuente de electricidad, que se usa para
alimentar los elementos eléctricos que suministran la calefacción
necesaria.
También preferiblemente, el panel solar o la
turbina eólica están situados en el techo o en los costados de la
cabina.
También preferiblemente, están provistas al
menos dos baterías y el medio de control determina la batería que
funcionará, para alimentar el medio de control y los dispositivos, y
la batería a recargar, si la hay.
También preferiblemente, las baterías están
alojadas en el interior de un compartimento aislado. De este modo
se mantiene su temperatura de funcionamiento próxima a la
temperatura en que funcionan más eficientemente.
También preferiblemente, el compartimento
aislado que aloja las baterías se abastece de aire calentado.
También preferiblemente, la unidad de control
controla el funcionamiento de la disposición de intercambiador de
calor y el encendido del quemador cuando se necesite a medida que lo
determine un termostato o termostatos.
También preferiblemente, el interior de la
cabina está provisto de un termostato conectado a la unidad de
control para controlar un suministro de aire calentado hacia el
interior de la cabina procedente de la disposición de intercambiador
de calor para calentar el interior de la cabina.
También preferiblemente, el quemador comprende
un quemador de gas.
También preferiblemente, está provisto un sensor
para detectar la entrada de un usuario en la cabina. Ventajosamente,
el sensor está conectado a la unidad de control que, tras la
detección de la entrada del usuario en la cabina, activa los
dispositivos en modo de espera y preparados para su uso.
También preferiblemente, el sensor activa
automáticamente una luz eléctrica del interior de la cabina cuando
entra un usuario de la misma, y desactiva la luz cuando queda libre
la cabina.
Ahora se describirá la presente invención a modo
de ejemplo y con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
la Fig. 1 es una representación esquemática del
interior de una cabina portátil alimentada por energía solar y
equipada para que se use como servicio, vista desde la parte
delantera;
la Fig. 2 es una representación esquemática del
interior de la cabina mostrada en la Fig. 1, vista desde la parte
posterior;
la Fig. 3 es una representación esquemática del
interior de la cabina mostrada en las Figs. 1 y 2, vista
lateralmente en la dirección de la flecha III mostrada en la Fig.
1; y
la Fig. 4 es una representación esquemática del
interior de una cabina portátil alimentada por energía eólica, vista
desde la parte posterior.
Las realizaciones de la cabina autónoma
descritas a continuación están destinadas a usarse como cabinas
portátiles en lugares de construcción y similares en los que no
existan instalaciones de servicios. La cabina puede ser
autoestable, como se muestra en los dibujos, para su transporte
mediante un vehículo con plataforma o estar adaptada como remolque
y provista de sus propias ruedas. No obstante, se entenderá que una
cabina según la invención podría estar equipada según se precise,
por ejemplo con instalaciones adicionales de baño, tales como una
ducha, o con un office, una cocina, una habitación o de otro modo, y
puede ser portátil con un tamaño adecuado para su transporte,
mediante un camión u otro vehículo, o estar diseñada para situarla
de modo permanente, por ejemplo en el caso de una cabina de
servicios podría adaptarse fácilmente instalando un suministro
central de agua y desagües o sumideros. Tales instalaciones no
afectarán a su abastecimiento de electricidad y será autónoma según
la invención.
En una primera realización, una cabina autónoma
según la invención está alimentada con energía solar. La cabina
alimentada por energía solar 1 mostrada en las Figs. 1 a 3 comprende
un compartimento principal de usuario 2, que puede dividirse en
varias habitaciones, y un compartimento de control 3, en el que está
situado un aparato destinado a usarse en el funcionamiento de la
cabina para el que se ha diseñado y que es accesible desde el
interior o exterior de un costado de la cabina. En el caso presente,
la cabina 1 está equipada como servicio y el compartimento
principal se calienta con aire calentado y está provisto de un
servicio con descarga de agua 4, un urinario 5 que puede tener
descarga de agua, un lavabo 6 con grifos de agua caliente y fría, y
un secador de aire caliente 7. La cabina 1 está destinada a ser una
cabina portátil, de modo que también está provista de un depósito
de agua limpia 8 y un depósito de drenaje de aguas residuales 9,
estando ambos situados bajo el suelo del compartimento principal 2.
La energía eléctrica destinada a usarse en el funcionamiento de la
cabina 1 es generada por un panel o paneles solares 10, cada uno de
los cuales comprende una pluralidad de células fotovoltaicas de
modo convencional. Los paneles 10 pueden estar situados en los
costados o en el techo de la cabina 1, pero preferiblemente están
situados sobre un techo plano de la cabina 1. Esta posición no sólo
es la más eficiente para captar toda la luz solar disponible, porque
es improbable que el techo de la cabina 1 quede oculto por las
plantas, los vehículos u otras construcciones de la obra, sino que
también es donde los paneles 10 pueden mantenerse fácilmente sin
interferencias ni deterioros. Asimismo, suponiendo que la cabina 1
tiene una forma típica de cajón rectangular, paralelepipédico, toda
la superficie del techo de la cabina 1 queda libre para instalar los
paneles 10.
En el interior del compartimento de control 3
está situada al menos una batería 11. Se supone que en la mayoría
de las cabinas habrá dos baterías que estén alojadas en el interior
de un compartimento aislado 12 y que estén conectadas a y puedan
almacenar la energía eléctrica generada por los paneles 10.
Suponiendo que las dos baterías son baterías de consumo
convencionales, cada una de las cuales produce 12 voltios, se ha
encontrado que cuatro paneles solares 10 convencionales situados en
el techo de la cabina son suficientes para cargar una de las
baterías con la luz solar diaria aproximadamente. Cada batería 11
totalmente cargada suministrará energía durante unos cinco días de
uso normal de una cabina 1 equipada como se ha descrito más
arriba.
Las baterías 11 alimentan una unidad de control
13 que está situada en el interior del compartimento de control 3 y
que controla el funcionamiento de todos los dispositivos eléctricos
contenidos en el interior de la cabina 1 controlando el
funcionamiento de las baterías 11. La unidad 13 está adaptada para
determinar y controlar, en cualquier momento dado, la batería 11
que funcionará, para alimentar la unidad de control y los
dispositivos eléctricos, y la batería a recargar, si la hay, por
los paneles solares 10. A este respecto está provista de medios
apropiados de conmutación (no mostrados) para efectuar una
transición suave entre las baterías 11.
El interior del compartimento de control 3
también contiene un quemador de llama 14 alimentado con un
combustible, tal como gas embotellado o combustible líquido
almacenado en un depósito 15 situado en la parte inferior del
compartimento de control 3. El quemador 14 puede seleccionarse de
modo que su eficiencia sea tal que el depósito 15 necesite llenarse
pocas veces y que no emita gases perjudiciales medioambientalmente.
Sin embargo, se entenderá que podría usarse cualquier combustible
adecuado.
El quemador 14 forma parte de una disposición de
intercambiador de calor 16 en la que el quemador 14 se usa para
calentar aire mediante el intercambiador de calor 16, destinado a
usarse en el interior de la cabina 1. Por consiguiente, la
disposición de intercambiador de calor 16 incluye medios de
bomba/ventilador para proporcionar aire caliente para diversos usos
del interior de la cabina 1 a medida que lo determine un termostato
o termostatos. En particular, hay cuatro usos principales del aire
calentado. En primer lugar se usa para calentar el interior del
compartimento principal 2 cuando se necesite. Con este fin el
compartimento 2 está provisto de un termostato 17 conectado a la
unidad de control 13, que también se usa para controlar el
funcionamiento de la disposición de intercambiador de calor 16 y el
encendido del quemador 14. En segundo lugar, el aire calentado se
suministra, cuando se necesite, al secador de aire caliente 7, que
tiene su propio ventilador (no mostrado) para impulsar el aire
hacia el usuario. En tercer lugar, el aire calentado se usa para
calentar un suministro de agua caliente, que se almacena en un
depósito de agua caliente 18 que se mantiene lleno desde el
depósito de agua limpia 8. El aire calentado se envía a través de
una envoltura (no mostrada) que rodea el depósito 18. El agua
calentada se usa para abastecer el grifo de agua caliente del lavabo
6 y ésta y agua limpia se suministran, mediante bombas de agua 18
alimentadas por las baterías 11 bajo el control de la unidad de
control 13, a los sistemas de descarga de agua del servicio 4 y del
urinario 5 y a los grifos de agua del lavabo 6. Finalmente, el aire
calentado se suministra al interior del compartimento aislado 12 que
contiene las baterías 11 con el fin de mantenerlas a una
temperatura con la que puedan funcionar con la eficiencia máxima.
Esto es particularmente importante durante el tiempo frío.
Para asegurar la activación de los diversos
dispositivos eléctricos del interior de la cabina 1, tales como las
bombas de agua 18, el secador 7 y similares, dentro del
compartimento 2 está situado un sensor de rayos infrarrojos 19 para
detectar a cualquiera que entre. El sensor 19 está conectado a la
unidad de control 13, que a su vez activa los dispositivos
eléctricos, tales como las bombas de agua 18, el secador 7, en modo
de espera y preparados para su uso. El sensor 19 también puede
usarse para activar automáticamente una luz eléctrica 20 del
interior del compartimento 2 y desactivarla cuando quede libre el
compartimento 2.
Se entenderá que la cabina 1 podría estar
provista de otros dispositivos alimentados eléctricamente que puedan
alimentarse por medio de las baterías 11, según sea apropiado para
el uso de la cabina.
En una segunda realización de la cabina 21, como
se muestra en la Fig. 4, el medio de producción de electricidad
comprende al menos una turbina eólica 22 conectada a una dinamo 23.
Como con los paneles solares 10, las turbinas pueden estar situadas
en el techo o en los costados de la cabina, pero la mejor posición
es sobre el techo de la cabina 21. La dinamo está conectada
eléctricamente a las baterías 11 y al medio de control 13. En todo
lo demás la cabina 21 es igual que la cabina 1 descrita con
referencia a las Figs. 1 a 3.
Por lo tanto, la presente invención proporciona
una cabina autónoma que supera los problemas relacionados con las
cabinas convencionales de este tipo, que es prácticamente
silenciosa, que produce pocos gases o no los produce, y que precisa
poca atención, salvo la de llenar y vaciar los depósitos 8 y 9, y
cuyo depósito combustible 15 necesita una atención aún menos
frecuente. En particular, a este respecto, la cabina 1 ó 21 no
necesita combustible diesel ni de gasolina. Aunque se supone que en
la mayoría de los casos las fuentes naturales de energía serán la
energía solar o la energía eólica, sería posible adaptar la cabina
de modo que usara energía hidráulica si estuviera situada cerca de
una fuente de agua corriente.
Claims (14)
1. Una cabina autónoma (1; 21) que comprende
- un medio de producción de electricidad (10; 22, 23) que usa una fuente natural de energía;
- al menos una batería (11) conectada al medio de producción de electricidad (10; 22, 23) para almacenar la energía eléctrica generada por el medio de producción de electricidad (10; 22, 23) a fin de suministrar energía eléctrica a petición a los dispositivos (7, 14, 16 - 20) del interior de la cabina (1; 21); y
- un medio de control (13) alimentado por la batería o baterías (11) y adaptado para controlar, en cualquier momento dado, la recarga de cualquiera de las baterías (11) por el medio de producción de electricidad (10; 22, 23);
- caracterizada porque
- está provisto un quemador (14) para calentar aire mediante una disposición de intercambiador de calor (16), destinado a usarse en el interior de la cabina (10; 22, 23); y
- el medio de control (13) también controla el funcionamiento del quemador (14) y de la disposición de intercambiador de calor (16).
2. Una cabina según la reivindicación 1, en la
que el medio de producción de electricidad comprende al menos un
panel solar (10) compuesto de una pluralidad de células
fotovoltaicas.
3. Una cabina según la reivindicación 2, en la
que el panel o paneles solares (10) están situados en el techo o en
los costados de la cabina (1).
4. Una cabina según la reivindicación 1, en la
que el medio de producción de electricidad comprende al menos una
turbina eólica (22) conectada a una dinamo (23).
5. Una cabina según la reivindicación 3, en la
que la turbina o turbinas eólicas (22) están situadas en el techo o
en los costados de la cabina (21).
6. Una cabina según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, en la que están provistas al menos dos
baterías (11) y el medio de control (13) determina la batería que
funcionará, para alimentar el medio de control y los dispositivos,
y la batería a recargar, si la hay.
7. Una cabina según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, en la que la batería o baterías (11) están
alojadas dentro de un compartimento aislado (2).
8. Una cabina según la reivindicación 7, en la
que el compartimento aislado (2) que aloja las baterías (11) se
abastece de aire calentado.
9. Una cabina según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, en la que el medio de control (13) controla
el funcionamiento de la disposición de intercambiador de calor (16)
y el encendido del quemador (14) cuando se necesite a medida que lo
determine un termostato o termostatos (17).
10. Una cabina según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 9, en la que el interior de la cabina está
provisto de un termostato (17) conectado al medio de control (13)
para controlar un suministro de aire calentado hacia el interior de
la cabina procedente de la disposición de intercambiador de calor
(16) para calentar el interior de la cabina.
11. Una cabina según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 10, en la que el quemador (14) comprende un
quemador de gas.
12. Una cabina según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 11, en la que está provisto un sensor (19) para
detectar la entrada de un usuario en la cabina.
13. Una cabina según la reivindicación 12, en la
que el sensor (19) está conectado al medio de control (13) que,
tras la detección de la entrada del usuario en la cabina, activa los
dispositivos (7, 18, 20) en modo de espera y preparados para su
uso.
14. Una cabina según la reivindicación 12 o la
Reivindicación 13, en la que el sensor (19) activa automáticamente
una luz eléctrica (20) del interior de la cabina cuando entra un
usuario de la misma, y desactiva la luz (20) cuando queda libre la
cabina.
Applications Claiming Priority (2)
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Family Applications (1)
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