ПОТОЛОЧНАЯ СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ДЛЯ УСТАНОВКИ В УЧЕБНЫХ КЛАССАХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ Российский патент 2024 года по МПК H02G3/22 E04B9/00 B01L9/02 

Изобретение относится к электрифицированным потолочным системам (конструкциям) и конкретно относится к учебному оборудованию, предназначенному для установки в учебных классах учебных заведений (школ, колледжей и ВУЗов).

Традиционная конструкция подвесного потолка включает в себя основные элементы подвеса опорной решетки, идущей по площади потолка, с продольными и поперечными элементами, которые превращают потолок в решетку многоугольных отверстий, в которых размещаются декоративные и функциональные устройства, например, потолочные плитки, осветительные приборы, динамики, детекторы движения и т.п. Подвесной потолок может обеспечивать визуальный барьер между жилым или рабочим пространством и инфраструктурными системами, монтируемыми между подвесным потолком и плитой потолочного перекрытия.

Как правило, подвод электричества и других коммуникаций (электричество, вытяжка, сжатый воздух, Ethernet и т.п.), необходимых для организации рабочих мест в учебных/лабораторных/офисных помещениях, выполняется через потолок, реализован через прокладку электрокабеля и шлангов в штробе/кабельных лотках/гофре и последующих соединений с питаемыми устройствами, расположенными в секциях решетки подвесного потолка.

При данной организации подвода коммуникаций существует ряд очевидных недостатков:

а) сложно организовать опуск оконечных коммуникационных выводов непосредственно к рабочему месту/столу (розетка, точечная подсветка, клеммы, вытяжное отверстие и т.д.) на удобной для пользователя высоте и в едином блоке, удобном для использования, без уменьшения площади рабочей поверхности и объема рабочего места;

б) размещение кабельных лотков, гофры, коробов и т.п. трасс выглядит неэстетично при открытом размещении, требует значительного опускания уровня потолка (до 50 см) при размещении за решеткой подвесного потолка;

в) разрозненное размещение трасс различного назначения затрудняет их обслуживание и диагностику.

Таким образом, логичным выглядит объединение всех коммуникаций, подводимых к рабочему месту, в единую систему, обеспечивающую подвесное размещение подвода блоков оконечных выводов непосредственно к рабочим местам, не занимая ими полезное место рабочих поверхностей, и имеющую возможность убирать их назад выше к потолку. Настоящее изобретение выполняет эти задачи и обеспечивает дополнительные преимущества.

В патенте RU 2470432 20.12.2012 описана система электрифицированной потолочной конструкции, которая монтируется на потолочное перекрытие помещения и представляет собой набор модулей, оснащенных различными типами лабораторных коммуникаций: электричество/ вытяжные рукава/ сжатый воздух/ вакуум/ освещение/ акустика).

На рынке систем потолочных коммуникаций эталоном является потолочная система электроснабжения компании Waldner (Германия), серия Media Wing (https://www.rene-edu.ru/srednyaya-i-starshaya-shkola/potolochnaya-sistema-elektrosnabzheniya-media-wing-764.html).

MediaWing предлагает широкий набор коммуникаций и позволяет максимально гибко использовать пространство. Она снабжает рабочие места электричеством, водой, газом, воздухом, освещением и многим другим. Потолочная система MediaWing позволяет легко превратить обычный класс в научную лабораторию, мастерскую, мультимедийную студию и многое другое.

Конструкция включает:

Основной канал с сервисными панелями для электроснабжения (электричество, низковольтное напряжение, компьютерная сеть), опции - телефонная сеть, мультимедиа, опционально встроенные громкоговорители, плавкие предохранители.

Канал для санитарно-технических коммуникаций с кранами и фитингами для газов, воды, сжатого воздуха, вакуума.

Вентиляционный канал для вентиляции комнаты, местной вытяжной вентиляции и/или подключения вентиляции мобильного вытяжного шкафа.

Канал освещения с прямым и непрямым освещением.

Отличительные особенности этой системы:

Высокая гибкость системы благодаря модульной конструкции, позволяющей интегрировать разнообразные коммуникации.

Размещение дополнительной арматуры и соединений с помощью сменных сервисных панелей.

Высокий уровень безопасности благодаря электрическому каналу со степенью защиты IP 44 (защита от брызг воды и мелкой пыли), отдельные монтажные каналы и специальные соединительные муфты, защищенные от протекания.

Для управления требуется распределительный шкаф.

Потолочная система MediaWing - это полифункциональный комплекс оборудования для учебных аудиторий и школьных кабинетов. Модульная конструкция позволяет монтировать такую систему фактически в любом помещении, настраивая ее функционал под определенные учебные цели.

По устройству потолочную систему MediaWing можно разделить на 4 канала:

- Основной. Служит для подачи электроснабжения к учебным местам. Имеет разъемы для подключения низковольтного оборудования, сети компьютеров или ноутбуков. Опционально подключаются мультимедиа, телефонная сеть, громкоговорители и другое оборудование.

- Канал санитарно-технических коммуникаций. Предназначен для подачи через специальные трубки и фитинги сжатого воздуха, воды, газов, а также откачки воздуха для создания вакуума.

- Вентиляционный. Необходим для вентиляции комнаты. Подключается к вентиляционной системе кабинета либо к вытяжному шкафу.

- Канал освещения. Состоит из настраиваемой системы освещения направленного и ненаправленного типа.

Как и многие другие потолочные системы, MediaWing предназначена, в первую очередь, для электроснабжения учебных мест. В отличие от напольного способа подвода коммуникаций монтаж ее к потолку позволяет избежать механических воздействий на проводку и сэкономить полезное пространство.

Конструкция состоит из сборных модулей с длиной от 60 до 150 см. В собранном и запущенном виде все коммуникации подключаются к распределительному шкафу, доступ к которому имеется у учителя. Основное управление потолочной системой MediaWing также осуществляется учителем через клавиши на главной панели или пульт дистанционного управления.

Использование потолочной системы MediaWing в школе позволяет:

- обеспечить обучающихся всеми необходимыми коммуникациями (электроснабжение, подача воды и газа) для проведения лабораторных и исследовательских работ;

- организовать рабочее пространство более рационально;

- повысить уровень безопасности образовательной среды для обучающихся;

- объединить приборы и оборудование в удобную в управлении, единую коммуникационную сеть;

- создать дополнительное освещение и вентиляцию для рабочих мест и аудитории.

Системы MediaWing выпускаются немецким предприятием Waldner, которое специализируется на разработке и производстве модульного оборудования для профессиональных лабораторий более 60 лет. Особое внимание при проектировке потолочных систем MediaWing разработчики уделили их безопасности. Электрический канал снабжается специальной изоляцией для защиты от брызг воды и пыли (IP 44), соединительные участки системы надежно защищены от протечек.

Известна также потолочная система электроснабжения Арисмо (https://www.arismo-nauka.ru/ceiling-system-powerlift).

Потолочная система Арисмо обеспечивает пользователей подводом электропитания, цифровых данных и сжатого воздуха.

Возможны несколько вариантов комплектации интерфейса в зависимости от потребностей пользователя.

Система подвесная универсальная Арисмо с 7-ю модулями (6+1) (с распределительным шкафом).

Система подвесная универсальная Арисмо с 9-ю модулями (8+1) (с распределительным шкафом).

Особенности:

Высокая эргономичность благодаря управлению вручную.

Точки доступа Арисмо могут быть оснащены с одной или опционально с двух сторон.

Удобный доступ к коммуникациям пользователей при групповой работе благодаря размещению подключений с двух сторон точки доступа.

Высокая прочность конструкции.

Простота модернизации и изменения конфигурации системы.

Технической задачей же заявленного изобретения является расширение ассортимента потолочных систем электроснабжения, снижение стоимости, повышение надежности.

Техническим результатом заявленной потолочной системы в соответствии с поставленной технической задачей является расширение ассортимента потолочных систем электроснабжения, снижение стоимости, повышение надежности, расширение эксплуатационных свойств и повышение удобства использования.

Поставленная техническая задача и указанный технический результат достигаются потолочной системой электроснабжения, предназначенной для установки в учебных классах учебных заведений, включающей центральный шкаф управления, модули системы, кабельную трассу, соединяющую шкаф управления с модулями системы, при этом на фронтальной панели шкафа расположены сенсорная панель управления, ключ бесконтактного запуска системы, информационные лампы, кнопка аварийного отключения, на боковой панели шкафа расположен основной выключатель питания, причем модули системы подключаются к шкафу управления через кабельные трассы, проброшенные непосредственно внутри модулей системы, и каждый модуль системы состоит из трех независимых, изолированных друг от друга, сервисных каналов, соединенных в единую конструкцию и включающих основной канал электропитания, санитарно-технический канал, вентиляционный канал.

При этом, управление потолочной системой осуществляется посредством сенсорной панели цифрового контроллера, вмонтированного в шкаф управления, для реализации управления и мониторинга работы всей системы.

При этом, дополнительно к шкафу устанавливается сервисная тумба, в которой располагаются компрессоры сжатого воздуха и вакуума, усилитель акустический, модуль беспроводного соединения.

При этом, каждый модуль системы оснащен автоматически опускаемой/ поднимаемой стойкой с необходимыми выводами электроснабжения - 220 В, USB 5 В, AC/DC 0-30/0-42 В, точечное освещение, аварийная кнопка, краном для управления подачей сжатого воздуха с устройством быстрого съема шлангов, краном для управления подачей вакуума с устройством быстрого съема шлангов, вытяжным рукавом с дроссельным клапаном и функцией изменения положения в пространстве и креплением заборного зонта.

При этом, расположенные на фронтальной панели шкафа информационные лампы - это питание, компрессор сжатого воздуха, компрессор вакуума.

Итак, потолочная система электроснабжения представляет собой совокупность функционально объединенных аппаратных средств для решения задач электроснабжения и подведения лабораторных коммуникаций к рабочим местам учащихся, также приспособленную к модернизации и масштабированию в рамках одного помещения.

Потолочная система строится по модульному принципу, обеспечивая возможность оптимальной конфигурации в конкретных проектных решениях. В частности, допускается менять типы панелей коммутации, устанавливать дополнительные элементы (дисплеи, разъемы, выводы коммуникаций, индикаторы и т.п.).

В состав потолочной системы электроснабжения входят:

- центральный шкаф управления;

- модули системы;

- кабельная трасса, соединяющая шкаф управления с модулями системы.

Управление системой:

происходит посредством сенсорной панели цифрового контроллера, вмонтированного в шкаф управления, для реализации управления и мониторинга работы всей системы.

В программном интерфейсе контроллера присутствуют графические кнопки включения и выключения отдельных функциональных элементов (напряжение, сжатый воздух, освещение, вытяжные рукава и т.д.), настройка подачи требуемых напряжения и силы тока на клеммы постоянного и переменного тока.

Также программный интерфейс контроллера содержит инструкцию пользователя (паспорт системы) и информацию по соответствию ГОСТ/ТУ по безопасности и сертификации.

Устройство шкафа управления:

Материал изготовления шкафа - листовая сталь с порошковой матовой окраской.

На фронтальной панели шкафа расположены:

- сенсорная панель управления;

- ключ запуска;

- система бесконтактного запуска системы (опционально);

- информационные лампы: питание, компрессор сжатого воздуха, компрессор вакуума;

- кнопка аварийного отключения.

На боковой панели шкафа расположен:

- основной выключатель питания.

Дополнительно к шкафу устанавливается сервисная тумба из ЛДСП, в которой располагаются: компрессоры сжатого воздуха и вакуума, усилитель акустический, модуль беспроводного соединения Bluetooth. Тумба может быть установлена в смежном помещении, например, в лаборантской.

Устройство модуля системы:

каждый модуль системы рассчитан на использование от 2 до 4 учеников, в зависимости от количества располагаемых под ним посадочных мест.

Модули системы подвешиваются на высоте 2000 - 2200 мм от пола. При опускании откидной балки она фиксируется перпендикулярно над столом учеников для совершения лабораторных работ. Количество модулей системы определяется количеством учеников в классе. Модули системы подключаются к шкафу управления через кабельные трассы, проброшенные непосредственно внутри модулей системы.

Каждый модуль системы состоит из трех независимых, изолированных друг от друга, сервисных каналов, соединенных в единую конструкцию: основной канал электропитания, санитарно-технический канал, вентиляционный канал.

Основной канал оснащен опускаемой частью, содержащей оконечные выводы кабельной трассы на своих фронтальных поверхностях (передняя и задняя). Тип опускания из неактивного состояния происходит из горизонтальной плоскости в вертикальную (перпендикулярно полу/потолку).

Крепление модулей системы к потолку выполнено при помощи вертикальных кронштейнов, обеспечивающих устойчивость потолочной системы, опорного кронштейна, системы вертикальных винтовых шпилек, позволяющих осуществлять выравнивание подвесного модуля системы (после монтажа системы) с шагом 1 мм. Тросовые соединения (талреп) для обеспечения надежности продольного и поперечного закрепления модулей системы реализованы на каждом модуле системы.

Материалом изготовления модулей системы должен быть листовой алюминий и сталь, сформованные в сервисные каналы методом гибки, применение пластиковых элементов или изготовление модуля системы из отдельных элементов (пластин) и соединенных посредством винтовых или заклепочных соединений не допускается. Покрытие модуля системы - матовая порошковая окраска. Элементы трасс (шланги, провода, соединители, крепеж), за исключением оконечных быстросъемных коннекторов, находятся внутри габаритов подвесных модулей системы.

Оснащение каждого модуля системы:

Кран для управления подачей сжатого воздуха с устройством быстрого съема шлангов -1-2 шт. Кран для управления подачей вакуума с устройством быстрого съема шлангов - 1 - 2 шт. Вытяжной рукав «суставного» типа с дроссельным клапаном и функцией изменения положения в пространстве и креплением заборного зонта - 1-2 шт. Вытяжной рукав оборудован креплением, позволяющим вращать рукав на 360 градусов. Количество точек («суставов») изменения направления вытяжного рукава - 3. Материал изготовления вытяжного рукава (колена и зонтик) - алюминий, материал изготовления суставов вытяжного рукава-ABS пластик. LED источники освещения - 4 шт. В модуле системы располагается звуковая колонка с Bluetooth подключением к усилителю, расположенному в шкафу управления или сервисной тумбе.

Функционал опускаемых стоек электроснабжения:

Подача электропитания 220 В на стойки переменного тока, розетки типа «евро» - 4 шт.;

Подача постоянного тока через клеммы 4 мм - 8 шт.;

Подача переменного тока через клеммы 4 мм - 8 шт.;

Выходное напряжение постоянного тока в диапазоне - от 0 до 30 В;

Выходное напряжение переменного тока в диапазоне - от 0 до 42 В;

Дискретность регулировки ограничения тока - 0,1 А;

Дискретность регулировки выходного напряжения - 0,1 В;

Максимально допустимый постоянный ток - 10 А.

На фиг. 1 представлен пример потолочной системы электроснабжения, на которой (1) - канал сжатого воздуха и вакуума, (2) канал электрики, (3) канал вентиляции, (4) вытяжной рукав 050 мм - 2 шт., (5) блок подсветки рабочей зоны, (6) откидная балка (7) вольтметр - 2 шт., (8) панель AC-DC - 2 шт., (9) блок розеток - 2 шт., (10) кнопка аварийной остановки - 1 шт., (11) динамик звукового оповещения - 1 шт., (12) система подвеса модуля системы.

На фиг. 2 представлена компоновка системы, в которую входят (13) шкаф управления, (14) потолочный модуль системы «Гибрид» 1-2 вытяжки (опционально), (15) зацеп распорки, (16) трос распорки, (17) гайка М10, (18) шпилька М10.

Таким образом, заявленная потолочная система расширяет ассортимент отечественных потолочных систем электроснабжения, обеспечивает снижение стоимости, повышение надежности, расширение эксплуатационных свойств и повышение удобства использования.

Изобретение относится к электрифицированным потолочным системам (конструкциям) и конкретно относится к учебному оборудованию. Техническим результатом является расширение ассортимента потолочных систем электроснабжения, повышение надежности. Предложена потолочная система, включающая центральный шкаф управления, модули системы, кабельную трассу, соединяющую шкаф управления с модулями системы. На фронтальной панели шкафа расположены сенсорная панель управления, ключ бесконтактного запуска системы, информационные лампы. На боковой панели шкафа расположен основной выключатель питания. Модули системы подключаются к шкафу управления через кабельные трассы, проброшенные непосредственно внутри модулей системы. Каждый модуль системы состоит из трех независимых изолированных друг от друга сервисных каналов, соединенных в единую конструкцию и включающих основной канал электропитания, санитарно-технический канал, вентиляционный канал. Управление потолочной системой осуществляется посредством сенсорной панели цифрового контроллера, вмонтированного в шкаф управления, для реализации управления и мониторинга работы всей системы. К шкафу устанавливается сервисная тумба, в которой располагаются компрессоры сжатого воздуха и вакуума, усилитель акустический, модуль беспроводного соединения. Каждый модуль системы оснащен краном для управления подачей сжатого воздуха с устройством быстрого съема шлангов, краном для управления подачей вакуума с устройством быстрого съема шлангов, вытяжным рукавом с дроссельным клапаном и функцией изменения положения в пространстве и креплением заборного зонта. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Потолочная система электроснабжения, предназначенная для установки в учебных классах учебных заведений, включающая центральный шкаф управления, модули системы, кабельную трассу, соединяющую шкаф управления с модулями системы, при этом на фронтальной панели шкафа расположены сенсорная панель управления, ключ бесконтактного запуска системы, информационные лампы, в том числе лампа компрессора вакуума, кнопка аварийного отключения, на боковой панели шкафа расположен основной выключатель питания; дополнительно к шкафу устанавливается сервисная тумба, в которой располагается компрессор вакуума, причем модули системы подключаются к шкафу управления через кабельные трассы, проброшенные непосредственно внутри модулей системы; каждый модуль системы состоит из трех независимых изолированных друг от друга сервисных каналов, соединенных в единую конструкцию и включающих канал электропитания, санитарно-технический канал, вентиляционный канал, и каждый модуль системы оснащен автоматически поднимаемой стойкой.

2. Потолочная система электроснабжения по п. 1, отличающаяся тем, что управление потолочной системой осуществляется посредством сенсорной панели цифрового контроллера, вмонтированного в шкаф управления, для реализации управления и мониторинга работы всей системы.

3. Потолочная система электроснабжения по п. 1, отличающаяся тем, что в установленной сервисной тумбе располагаются компрессор сжатого воздуха, усилитель акустический, модуль беспроводного соединения.

4. Потолочная система электроснабжения по п. 3, отличающаяся тем, что автоматически поднимаемая стойка, которой оснащен каждый модуль системы, содержит необходимые выводы электроснабжения - 220В, USB 5В, AC/DC 0-30/0-42В, точечное освещение, аварийную кнопку, кран для управления подачей сжатого воздуха с устройством быстрого съема шлангов, кран для управления подачей вакуума с устройством быстрого съема шлангов, вытяжной рукав с дроссельным клапаном и функцией изменения положения в пространстве и креплением заборного зонта.

5. Потолочная система электроснабжения по п. 3, отличающаяся тем, что модуль системы оснащен автоматически опускаемой/поднимаемой стойкой.

6. Потолочная система электроснабжения по п. 5, отличающаяся тем, что автоматически опускаемая/поднимаемая стойка, которой оснащен каждый модуль системы, содержит необходимые выводы электроснабжения - 220В, USB 5В, AC/DC 0-30/0-42В, точечное освещение, аварийную кнопку, кран для управления подачей сжатого воздуха с устройством быстрого съема шлангов, кран для управления подачей вакуума с устройством быстрого съема шлангов, вытяжной рукав с дроссельным клапаном и функцией изменения положения в пространстве и креплением заборного зонта.

7. Потолочная система электроснабжения по п. 1, отличающаяся тем, что на фронтальной панели шкафа расположены информационные лампы: питание, компрессор сжатого воздуха.