UN SISTEMA DE CONVERSION DE ENERGIA CON RECUPERACION DE CALOR.
SE PRESENTA UN SISTEMA DE CONVERSION DE ENERGIA ELECTRICA (4) CON RECUPERACION DE CALOR QUE CONVIERTE UNA PRIMERA TENSION APLICADA A LOS TERMINALES DE ENTRADA (11,
12) DE UNA RED DE SUMINISTRO DE ENERGIA, EN UNA SEGUNDA TENSION CONTINUA QUE SE APLICA AL MENOS A UN CIRCUITO ELECTRONICO (2), EL SISTEMA COMPRENDE MEDIOS TERMOELECTRICOS (3), QUE TRANSFORMAN EL CALOR GENERADO EN ENERGIA ELECTRICA DURANTE EL FUNCIONAMIENTO NORMAL DE UN PRIMER DISPOSITIVO ELECTRONICO DEL SISTEMA DE CONVERSION (4) Y DEL CIRCUITO ELECTRONICO (2), LOS MEDIOS TERMOELECTRICOS (3) GENERAN EN SU SALIDA UNA TERCERA TENSION CONTINUA, QUE SE APLICA AL CIRCUITO ELECTRONICO (2)
Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E98401521.
Solicitante: ALCATEL ALSTHOM COMPAGNIE GENERALE D'ELECTRICITE.
Nacionalidad solicitante: Francia.
Dirección: 54, RUE LA BOETIE,75008 PARIS.
Inventor/es: DE LA CRUZ MORENO, ENRIQUE, OLLERO VELASCO, SALVADOR, RASCON MARTINEZ,MIGUEL.
Fecha de Publicación: .
Fecha Solicitud PCT: 22 de Junio de 1998.
Fecha Concesión Europea: 27 de Enero de 2010.
Clasificación Internacional de Patentes:
- H01L35/00 ELECTRICIDAD. › H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS. › H01L DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES; DISPOSITIVOS ELECTRICOS DE ESTADO SOLIDO NO PREVISTOS EN OTRO LUGAR (utilización de dispositivos semiconductores para medida G01; resistencias en general H01C; imanes, inductancias, transformadores H01F; condensadores en general H01G; dispositivos electrolíticos H01G 9/00; pilas, acumuladores H01M; guías de ondas, resonadores o líneas del tipo guía de ondas H01P; conectadores de líneas, colectores de corriente H01R; dispositivos de emisión estimulada H01S; resonadores electromecánicos H03H; altavoces, micrófonos, cabezas de lectura para gramófonos o transductores acústicos electromecánicos análogos H04R; fuentes de luz eléctricas en general H05B; circuitos impresos, circuitos híbridos, envolturas o detalles de construcción de aparatos eléctricos, fabricación de conjuntos de componentes eléctricos H05K; empleo de dispositivos semiconductores en circuitos que tienen una aplicación particular, ver la subclase relativa a la aplicación). › Dispositivos termoeléctricos que tienen una unión de materiales diferentes, es decir, que presentan el efecto Seebeck o el efecto Peltier, con o sin otros efectos termoeléctricos o termomagnéticos; Procesos o aparatos especialmente adaptados a la fabricación o al tratamiento de estos dispositivos de sus partes constitutivas; Detalles (dispositivos consistentes en una pluralidad de componentes de estado sólido formados en o sobre un sustrato común H01L 27/00).
- H01L35/30 H01L […] › H01L 35/00 Dispositivos termoeléctricos que tienen una unión de materiales diferentes, es decir, que presentan el efecto Seebeck o el efecto Peltier, con o sin otros efectos termoeléctricos o termomagnéticos; Procesos o aparatos especialmente adaptados a la fabricación o al tratamiento de estos dispositivos de sus partes constitutivas; Detalles (dispositivos consistentes en una pluralidad de componentes de estado sólido formados en o sobre un sustrato común H01L 27/00). › caracterizados por los medios de cambio de calor de la unión.
- H02M3/00 H […] › H02 PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA ELECTRICA. › H02M APARATOS PARA LA TRANSFORMACION DE CORRIENTE ALTERNA EN CORRIENTE ALTERNA, DE CORRIENTE ALTERNA EN CORRIENTE CONTINUA O DE CORRIENTE CONTINUA EN CORRIENTE CONTINUA Y UTILIZADOS CON LAS REDES DE DISTRIBUCION DE ENERGIA O SISTEMAS DE ALIMENTACION SIMILARES; TRANSFORMACION DE UNA POTENCIA DE ENTRADA EN CORRIENTE CONTINUA O ALTERNA EN UNA POTENCIA DE SALIDA DE CHOQUE; SU CONTROL O REGULACION (transformadores H01F; convertidores dinamoeléctricos H02K 47/00; control de los transformadores, reactancias o bobinas de choque, control o regulación de motores, generadores eléctricos o convertidores dinamoeléctricos H02P). › Transformación de una potencia de entrada en corriente continua en una potencia de salida en corriente continua.
Clasificación PCT:
- H01L35/00 H01L […] › Dispositivos termoeléctricos que tienen una unión de materiales diferentes, es decir, que presentan el efecto Seebeck o el efecto Peltier, con o sin otros efectos termoeléctricos o termomagnéticos; Procesos o aparatos especialmente adaptados a la fabricación o al tratamiento de estos dispositivos de sus partes constitutivas; Detalles (dispositivos consistentes en una pluralidad de componentes de estado sólido formados en o sobre un sustrato común H01L 27/00).
- H01L35/30 H01L 35/00 […] › caracterizados por los medios de cambio de calor de la unión.
Clasificación antigua:
- H01L35/00 H01L […] › Dispositivos termoeléctricos que tienen una unión de materiales diferentes, es decir, que presentan el efecto Seebeck o el efecto Peltier, con o sin otros efectos termoeléctricos o termomagnéticos; Procesos o aparatos especialmente adaptados a la fabricación o al tratamiento de estos dispositivos de sus partes constitutivas; Detalles (dispositivos consistentes en una pluralidad de componentes de estado sólido formados en o sobre un sustrato común H01L 27/00).
- H01L35/30 H01L 35/00 […] › caracterizados por los medios de cambio de calor de la unión.
Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Irlanda, Finlandia, Chipre.
Fragmento de la descripción:
Un sistema de conversión de energía con recuperación de calor.
Objeto de la invención
La presente invención se refiere a un sistema de conversión de energía que suministra energía eléctrica a circuitos electrónicos que forman un sistema de telecomunicaciones. Además, dicho sistema de conversión de energía recupera el calor generado, tanto por dicho sistema de conversión como por dichos circuitos durante su funcionamiento normal, transformando dicho calor en energía eléctrica, que es suministrada de nuevo a dichos circuitos, aumentando el rendimiento energético global.
Estado de la técnica
Un sistema de telecomunicación comprende diferentes placas de circuitos impresos en las que están montados diferentes circuitos electrónicos. Dichos circuitos necesitan energía eléctrica para su funcionamiento, siendo suministrada por al menos un sistema de conversión de energía, por ejemplo, un convertidor de alimentación que suministra energía eléctrica continua con las características requeridas por dichos circuitos.
Durante el funcionamiento normal del sistema de conversión de energía y de los circuitos electrónicos, una parte de la energía eléctrica es consumida y otra parte es perdida, siendo dicha pérdida disipada en forma de calor por medio de disipadores que son estos normalmente voluminosos y caros.
El calor generado durante el funcionamiento normal de dicho sistema de telecomunicaciones debe ser evacuado del mismo, en caso contrario podría alcanzarse una temperatura lo suficientemente alta para impedir el funcionamiento normal de dichos circuitos.
Durante el proceso de diseño de dichos sistemas, las placas de circuitos impresos son distribuidas de tal modo que se facilita la extracción del calor generado durante su funcionamiento, siendo dicho diseño complejo algunas veces. Sin embargo, esta energía térmica es perdida en cualquier caso.
Además, se hace obligatorio el uso de sistemas de refrigeración, por ejemplo, sistemas de ventilación forzada que inyectan un chorro de aire que circula entre dichas placas y se desplaza longitudinalmente a través de las aletas de los disipadores, y de este modo facilita la extracción de dicha energía térmica.
En años recientes, ha aumentado la funcionalidad de los circuitos electrónicos y, por consiguiente, ha aumentado el consumo de energía eléctrica, lo que ha producido un incremento del calor generado durante el funcionamiento. Por consiguiente, ha aumentado la parte de energía eléctrica suministrada que se pierde en forma de calor.
Un ejemplo de técnica anterior de rescatar energía residual térmica desde un dispositivo electrónico puede ser hallado en el documento US 5.419.780. En el documento US 5.419.780, la energía residual térmica recuperada es usada para suministrar energía eléctrica a un ventilador de refrigeración auxiliar que, a su vez, es usado para refrigerar el dispositivo electrónico en cuestión. La invención actual se diferencia de la enseñanza del documento US 5.419.780 en que la energía residual térmica recuperada es realimentada al dispositivo electrónico que generó la energía residual térmica en la forma de energía eléctrica más bien que accionar un dispositivo auxiliar.
Caracterización de la invención
El objetivo principal de la presente invención es proporcionar un sistema de conversión de energía con recuperación de calor, que suministre energía eléctrica al menos a un circuito electrónico, de modo que se reduzca el consumo de energía eléctrica exigida desde dicho circuito a una red de suministro de energía, aumentando por tanto el rendimiento energético global.
Los medios de conversión de energía eléctrica convierten una primera tensión suministrada por una red de suministro de energía en una segunda tensión continua suministrada al menos a un circuito electrónico, que constituye la carga eléctrica.
Medios termoeléctricos transforman en energía eléctrica el calor generado durante el funcionamiento normal de al menos un circuito electrónico de dichos medios de conversión de energía eléctrica y su carga eléctrica.
Por tanto, los medios termoeléctricos generan una tercera tensión continua que es suministrada a dicho circuito electrónico. Por consiguiente, se reduce la cantidad de energía eléctrica exigida por dicho circuito electrónico desde los medios de conversión de energía eléctrica y, por tanto, desde la red de suministro de energía, aumentando así el rendimiento energético global.
Otro objeto que no forma parte de la invención reivindicada es reducir las dimensiones de los medios pasivos de refrigeración, por ejemplo disipadores, que están montados en los circuitos electrónicos que alcanzan la temperatura máxima. Por tanto, se reducen las dimensiones y el peso globales de los medios de conversión de energía eléctrica y del circuito electrónico.
Otro objeto que no forma parte de la invención reivindicada es reducir el consumo de los sistemas activos de refrigeración, por ejemplo aire acondicionado, puesto que hay menos calor que disipar. En general, el sistema de telecomunicación reduce su tensión térmica y su consumo de energía eléctrica.
Descripción breve de los dibujos
La invención será descrita con más detalle con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
- la Figura 1 muestra una vista en perspectiva de una placa de circuito impreso de acuerdo con la invención,
- la Figura 2 muestra un esquema eléctrico de una realización de acuerdo con la invención,
- la Figura 3 muestra una representación de medios termoeléctricos de acuerdo con la invención,
- la Figura 4 muestra un esquema eléctrico de la presente invención que muestra la conexión eléctrica entre los medios termoeléctricos y los medios de conversión de energía continua-continua, de acuerdo con la invención, y
- la Figura 5 muestra un esquema eléctrico de otro ejemplo que no forma parte de la invención reivindicada.
Descripción de la invención
Como se muestra en la Figura 1, unos medios 4 de conversión de energía eléctrica con recuperación de calor están conectados a una red de suministro de energía, convirtiendo una primera tensión aplicada a los terminales 11 y 12 de entrada (mostrados en la Figura 2) en una segunda tensión continua. Dichos medios 4 de conversión de energía eléctrica comprenden al menos un primer dispositivo electrónico.
La segunda tensión continua es aplicada al menos a un circuito electrónico 2, por ejemplo un circuito integrado que constituye la carga eléctrica.
Para describir mejor una realización preferida, en lo sucesivo se considerará que los medios 4 de conversión de energía eléctrica y el circuito integrado (circuito electrónico 2) están montados sobre la misma placa 1 de circuito impreso y que también están muy próximos entre sí, sin restringir el uso de la invención a está realización preferida.
Con referencia a la Figura 2, el sistema de energía comprende medios termoeléctricos 3 que convierten el calor generado, durante el funcionamiento normal de los medios 4 de conversión de energía y del circuito integrado (circuito electrónico 2), en una tercera tensión continua, siendo aplicada a dicho circuito electrónico 2.
En un ejemplo que no forma parte de la invención reivindicada, la tercera tensión continua, puede tener características diferentes que la segunda tensión continua. Para adaptar las características de la tercera tensión a las características de la segunda tensión continua, los medios termoeléctricos 3 son conectados a los medios 8 de conversión de energía continua-continua, como se muestra en la Figura 4.
Los medios 8 de conversión de energía continua-continua adaptan la tercera tensión a una cuarta tensión continua, cuyas características son iguales que las de la segunda tensión continua, estando conectados a los medios 4 de conversión de energía eléctrica. Dichos medios 8 de conversión de energía continua-continua comprenden al menos un segundo dispositivo electrónico.
Asimismo, los medios 8 de conversión de energía continua-continua comprenden dispositivos de control que regulan su funcionamiento de tal modo que la tercera tensión continua es un valor determinado y, por tanto, el rendimiento funcional y la potencia suministrada por el conjunto formado por los medios termoeléctricos 3 y los medios 8 de conversión de energía continua-continua son...
Reivindicaciones:
1. Un sistema eléctrico (2, 3, 4) con recuperación de calor, que comprende: medios (4) de conversión de energía eléctrica que tienen al menos un dispositivo electrónico, en el que dichos medios (4) de conversión de energía eléctrica convierten una primera tensión aplicada a sus terminales (11, 12) de entrada en una segunda tensión continua, al menos un circuito electrónico (2) y medios termoeléctricos (3) que convierten en una tercera tensión continua la energía térmica generada durante el funcionamiento de dicho al menos un dispositivo electrónico comprendido en dichos medios (4) de conversión de energía eléctrica y de dicho circuito electrónico (2), en el que las tensiones continuas segunda y tercera son aplicadas a dicho circuito electrónico (2).
2. Un sistema eléctrico (2, 3, 4) con recuperación de calor, que comprende: medios (4) de conversión de energía eléctrica que tienen al menos un dispositivo electrónico, en el que dichos medios (4) de conversión de energía eléctrica convierten una primera tensión aplicada a sus terminales de entrada (11, 12) en una segunda tensión continua, al menos un circuito electrónico (2) y medios termoeléctricos (3) que convierten en una tercera tensión continua la energía térmica generada durante el funcionamiento de dicho al menos un dispositivo electrónico comprendido en dichos medios (4) de conversión de energía eléctrica y de dicho circuito electrónico (2), comprendiendo además medios (8) de conversión de energía continua-continua que adaptan la tercera tensión continua a una cuarta tensión continua, en el que las tensiones continuas segunda y cuarta son aplicadas a dicho circuito electrónico (2).
3. Un sistema eléctrico según la reivindicación 2, en el que los medios (8) de conversión de energía continua-continua comprenden unos medios de control que regulan el funcionamiento de dichos medios (8) de conversión de energía continua-continua de tal modo que la cuarta tensión continua es igual que la segunda tensión continua.
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