Инновационные технологии в закладывающемся благотворительном смарт-городке "Ахау-Семей" в Астане из ресурсов общественного фонда "Семей-Яп" (создание ветро-воздушной энергетической установки "Веретено-поддув-катушка-лифт")

Предстоящая в Астане Всемирная выставка «ЭКСПО-2017» обязует всех казахстанцев по-новому относиться к градостроительству и к главному ее лозунгу «Энергия будущего!». Потому что, благодаря этой выставке, мы свою любимую столицу превратим в умный город – Smart City Astana . Это означает то, что любые заново закладываемые микрорайоны теперь должны отвечать этому требованию. Так как мы рассматриваем такую возможность, проектируемый нами благотворительный городок «Ахау-Семей», строительство которого планируется завершить к концу 2016 года, будет возведен как смарт-городок в престижном районе Астаны. Согласно нашим рекомендациям, главное свое внимание, в основном, акцентировали на такой важный аспект приставки «смарт», каковыми являются полномасштабные выработка дополнительной энергии, энергосбережение и энергоэффективность [1]-[5].

Стратегическая программа «Казахстан-2050» нашего Президента о вхождении страны в число самых конкурентоспособных 30 держав мира начнет воплощаться именно с таких шагов, когда каждый исследователь, инженер, конструктор и строитель будет об этом помнить и стремиться ее претворить в жизнь на своем рабочем месте.

Проект «Мир ноосфероидальных куполов»

• I.    Энергетический вопрос – камень преткновения всех начинаний

  1.1    Интенсивные отопительные системы – первые претенденты на внедрение

В новом smart-городке «Ахау-Семей» отопительная система и горячее водоснабжение, а также освещение улиц, помещений будут инновационными. Взамен устаревшей отопительной системы – ЭОС (экстенсивная отопительная система) придут экологически чистые и безопасные интенсивные отопительные системы – ИИОС и ИОС. Освещаться же улицы, помещения всюду будут диодными лампами LED [6].

Будущий смарт-городок «Ахау-Семей» будет воздвигнут в Астане в преддверьи и одновременно с возведением ЭКСПО-городка. Новые нагревательные установки и новые мини-ТЭС будут производить электроэнергию, тепло и горячую воду, как всеобщий товар, нужный, доступный ежедневно, ежечасно, ежеминутно и ежесекундно. В ИОС главный показатель КПЭ будет доведен до значения, большего, чем 1,5, в то время как, в ИИОС этот показатель будет доведен до значения, большего, чем 15. Тогда, исключая все виды топлива из отопитальной системы, будет достигнута 50-60 % экономия использования органических видов топлива в целях производства тепла и горячей воды, с одновременной выработкой ещё дополнительной электроэнергии [6].

• II.    Конструктивные проектные решения

  • 2.1    Веретено-подобная ветроэнергетическая установка

2.2    Спирально-винтовой генератор-веретено в виде криволинейного конуса

D 1 = 180 см; D 2 = 150 см; D 3 = 300 см; Hj= 300 см (жилет); Hw= 440 см (ВВЭУ);

h= 90 см (ВВВ); k= 100 см (ВВВ); d= 110 см (крышка); h= 20 см (крышка); h= 20 см (поддон)

Рис. 1. Веретено-подобная ветроэнергетическая установка (ВП-ВЭУ)

Ротор с подчипниками, крепяшимися к стояку

Стояк, металлический:

ø 15 см

Шкив на подчипнике, закреплённый к ротору

Ремень

Шестерня на подчипнике, закреплённая к конусу

Стояк, крепящийся на крышке лифтовой шахты

Архимедов винт, закрепленный вокруг спиралевидного конуса

Опорный подчипник, закрепляющий конус к стояку внизу

Малая шестеренка, вращающаяся при помощи большой шестерни

Шкив на подчипнике, закреплённый к стержню от статора

Крышка ВВЭУ и статора. Статор крепится к стояку

Статор не вращается. Крышка крепится к нему

Ротор вращается. Шкив крепится к нему

Конус с кривизной в виде гиперболоида, сечение: d max = 150 см; d min = 20 см; h= 250 см.

Большая шестерня: d= 50 см; h= 4 см. Малая шестеренка: d= 10 см; h= 4 см. Когда большая шестерня делает 1 полный оборот, малая шестеренка делает 50 оборотов. Шкивы: d=10 см; h=4 см. Статор: d= 80 см; h= 50 см.

Ротор: d= 40 см; h= 52 см. Для того, чтобы сменить ремень, статор снимается и новая ремень вдевается через ротор. Токосъемный механизм (ТСМ), расположенный под крышей статора передает ток, снятый от пары ротор-статор, по проводу, проходящему внутри стояка, доставляется в шахту лифта и используется по назначению, в то же время, ТСМ напрямую связан с СЭУК ВВЭУ.

Рис. 2. Спирально-винтовой генератор-веретено ВП-ВЭУ в виде криволинейного конуса

2.3    Лифт – движение, лифт – источник дополнительной возобновляемой энергии

Вторым претендентом – источником дополнительной электроэнергии мы считаем лифт. Ниже излагается наше видение по данному решению. Предлагается создать единое технологичное решение по использованию лифта в качестве энергоисточника. На самом деле, это “видение” пришло одному из авторов из его детства. В ауле была кузница – “дüкен”, в ней главным орудием труда был поддув – “кӧрік”, мех которого нам детям давали качать… А ещё у бабушки было веретено – “уршык”... Всё это вылезло из подсознания и превратилось в интересное изобретение – ВП-ВЭУ – веретено-подобную ветроэнергетическую установку.

Научное обоснование этого изобретение зиждется на положениях кибернетики и синергетики, так как ВП-ВЭУ есть кибернетический объект, подлежащий управлению и диагностированию, т.е. – техническому контролю. Гармоничное сочетание и симбиоз подсознательных и изобретательских  функций  человеческого  сознания  в одном технологическом решении – это и есть яркий пример претворения в жизнь ИПГМ-метода [7], главным “игроками” которого служат принцип самоорганизации и принцип эмерджентности – мезоскопичности.

2.4    Поддув, работающий при помощи лифта (поддув, работающий от лифта)

Снизу и сверху «восьмирукавного» поддува крышки из постоянного магнита: d= 120 см; сам поддув и рукава делаются из резины, длина рукавов 130 см, ширина 40 см; металлические направляющие, встроенные снизу и сверху рукавов изогнуты к верху, их длина: g= 20 см; нижняя крышка крепится ко дну ВП-ВЭУ; когда с помощью лифта верхняя крышка приподнимается до 50 см и отпускается, то магнит моментально возвращает поддув в исходное закрытое состояние, тогда поток воздуха, выстреливаемый от рукавов поддува, и направляемый на спиралевидный винт, ускоряет вращение веретена-генератора, поддерживаемое ветром и втягиваемым воздушным потоком извне через ВВВ.

Рис. 3. Поддув, работающий при помощи лифта – поддув от лифта (П-Л)

Электронное научное издание «Устойчивое инновационное развитие: проектирование и управление»

том 11 № 4 (29), 2015, ст. 9

Выпуск подготовлен по итогам V Международной научной конференции по фундаментальным и прикладным проблемам устойчивого развития в системе «природа – общество – человек» (21-22 декабря 2015 г.)

2.5 Поддув, работающий при помощи лифта и катушка-великан

Спиральновинтовое веретено

Подчипник

Резиновый рукав

Верхняя металлическая

крышка

Нижняя металлическая крышка – магнит

Резиновый

поддув

Крепкие троса, закрепленные снизу крыши лифтовой шахты

Катушка-великан (КВ) специальной конструкции, расположенная между потолком шахты и крыши лифта, которая пошагово отпускает и пошагово собирает нижний трос: тогда МВ4-1 попеременно пошагово опускается и приподнимается

Трос, закрепленный к крыше лифта: когда лифт передвигается верх-вниз, катушка пошагово отпускает и пошагово собирает зтот трос

Стояк

Крышка шахты лифта

Крышка лифта

Нерастяжимые арканно-сплетенные крепкие 4 троса

Металлические 4 петли

4 Трубки с 4-мя тросами

Малое веретено, расположенное свободно между потолком шахты и крыши лифта, на которое завязаны 4 троса (МВ4-1), от него спускается 1 новый трос, закрепленный к нему, этот трос свободно вхож в КВ (катушка-великан)

Петля и узел завязки троса, закрепленного на крыше лифта

Рис. 4. Поддув, работающий от лифта (П-Л) и механизм, заставляющий его работать (МЗР)

2.6    Поддув, работающий при помощи лифта с ветро-воздуховодами , работающий а ьми ЭУ

Спирально

-винтовое о

ВВВ констрируется так, чтобы летом дождевые воды, а зимой снег не собирались внутри самих ВВВ и внутри ВП-ВЭУ вообще, для этого каждый ВВВ изогнуто кверху и постепенно сужается так, чтобы заодно создать эффект реактивного потока воздуха во внутрь конструкции: снаружи ширина 100 см, высота 90 см, глубина 60 см, высота внутренней горловины от поддона 100 см; длина горловины 40 см, ширина 15 см. Рукава своими выходами располагаются прямо к горловинам поддува с тем, чтобы, если грязь соберется к горловинам, воздушный поток, выстреливаемый из рукавов, выдувал их наружу и, тем самым, вычищал ВВВ от грязи; масштаб рисунка спирально-винтового веретена в виде улитки вверху слева - 1 + 30.

Рис. 5. Взаимное расположение в ВП-ВЭУ ветро-, воздуховодов (ВВВ) и поддува

Электронное научное издание «Устойчивое инновационное развитие: проектирование и управление»

том 11 № 4 (29), 2015, ст. 9

Выпуск подготовлен по итогам V Международной научной конференции по фундаментальным и прикладным проблемам устойчивого развития в системе «природа – общество – человек» (21-22 декабря 2015 г.)

2.7    Внутренний вид катушки-великана специальной конструкции, инициирующейработу поддува от лифта Ось, неподвижная, она крепится к трем стабилизационным массивным грузам ^■wiiriiiiiiiiTi Нерастяжимый трос, начинающийся с МВ4-1 и входящий свободно в отверствие корпуса КВ Массивный груз (МГ) – стабилизатор: ограничивает КВ с 2-х сторон – концов и 1 компенсационный груз Низ крышки шахты лифта Середина двух маховиков есть Спиралевидная пластинчатая пружина (СПП), закрепленная к двум маховикам и к оси, длиной, соизмеримой с высотой шахты лифта Шестерня и часовой механизм, обеспечивающий пошаговое движение вниз-верх троса Три маховика, образующие КВ, закреплены к друг другу и посажены на ось через подчипники. Шестерня также закреплена к ним и посажена на ось с помощью подчипника вогнутая КВ длиной 60 см, на которой пошагово собирается и пошагово разматывается от движения лифта нерастяжим соизмеримой ый аркан-трос длиной, с высотой шахты лифта Тонкие перегородки для поддержания троса Кольцо для завязки троса от МВ4-1, посаженное на ось через подчипник и кулачок с “горбинкой” (ГК), подцепляюший и отпускающий трос на величину шага приподнимания крышки поддува Лифт и дверь Конус, охватывающий малое веретено МВ4-1, свисающее из поддува над крышей, закрепленный к потолку шахты лифта: h=80 см, d= 40 см Корпус КВ. Вся КВ подвешивается 4-мя нерастяжимыми 160 см-овыми тросами к потолку шахты. Расстояние КВ от потолка 130 см, диаметр корпуса 80 см; диаметры 3-х маховиков и шестерни 53 см; длина СПП соизмерима с высотой шахты лифта, ширина 30 см: она упруго собирается при спуске лифта, а при подъеме лифта распускается как спираль. Длина корпуса КВ 130 см, длина оси 145 см. Толщина МГ из металла в виде треугольника с закругленными углами 5 см, высота 25 см, ширина увеличивается книзу. При необходимости к правому концу КВ под корпусом устанавливается еще 1 стабилизационный маховик на подчипнике

Рис. 6. Внутренний вид катушки-великана (КВ) специальной конструкции, инициирующей работу поддува от лифта (1-версия)

Послесловие и заключительные выводы

В докладе предлагается новое изобретение ВЭУ, названная экстравагантно «веретено-поддув-катушка-лифт». Такое название связано с детскими воспоминаниями авторов, с одной стороны, а с другой, возможно, – с интенсивными разработками в области инноваций. Этому феномену авторы пытались дать обоснование с позиций двух наук – кибернетики и синергетики. Также ими предпринята попытка к критической экспертизе своего изобретения, сопоставляя его с подобным изобретением ВЭУ, а именно – ветротурбиной шнекоспирального типа известного в стране ученого и изобретателя из Караганды Сантая Жетесова. Похожими они являются винтовой составляющей – в виде архимедова винта. По принципу работы же и по конструкции они абсолютно разные. Всё же, подражая опытному учёному и изобретателю Сантай-ага, мы предложим вторую версию нашей ВЭУ: если в данной 1-версии мы установили веретено-генератор вверху ВП-ВЭУ, то в предстоящей 2-версии мы установим его внизу, с тем, чтобы добиться большей устойчивости всей конструкции ВП-ВЭУ. В этой же статье [8], посвящённой установкам малой энергетики, говорится о другом изобретении Сантая Жетесова мини-ГЭС – эрлифтно-водоемная, а у нас мини-ТЭС – кавитационная. Таким образом, данное изобретение в некотором роде станет рекуперацией энергии, а именно частичным энерговозобновлением от лифта.

Бурное развитие строительной индустрии в стране, особенно градостроительства, разумеется, откроет широкую дорогу к внедрению такого новшества. Тот факт, что лифт добрую половину своей мощности теряет впустую, известно давно. Вполне возможно, теперь и эта проблема нашла своего разрешения. Остается только лишь пожелать благополучный исход задуманному здесь.