OBTENCION Y APROVECHAMIENTO DE ENERGIA RESIDUAL.
Obtención y aprovechamiento de energía residual.
La invención consiste en el aprovechamiento de la energía residual obtenida como subproducto proveniente del Sector de Transformación de la Energía.
La obtención de energía se realizara mediante un centro de aprovechamiento de energía; en la ida del circuito de refrigeración (2) proveniente del condensador (5) de la central se situara una válvula de tres vías motorizada (1) con control de paso, que derivara el fluido proveniente de la central hacia un intercambiador de calor (3) por medio de la conducción (4) y accionado mediante un electro-circulador o bomba (7); el intercambiador de calor (3) tomará el fluido mediante la conducción (8) y será enviado al centro de aprovechamiento de energía y retornado al intercambiador (3) mediante el conductor (10) y accionado por el electro-circulador (9); la energía residual se enviara a la torre de refrigeración (15) mediante la conducción (12) y retornara hacia la central mediante la conducción (6).
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201100515.
Solicitante: BALBOA BELTRÁN, Marcos.
Nacionalidad solicitante: España.
Inventor/es: BALBOA BELTRÁN,Marcos, LÓPEZ DE FIGUEROA,Oscar Luis.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- F02G5/02 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA. › F02 MOTORES DE COMBUSTION; PLANTAS MOTRICES DE GASES CALIENTES O DE PRODUCTOS DE COMBUSTION. › F02G PLANTAS MOTRICES DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO DE GASES CALIENTES O PRODUCTOS DE COMBUSTION (plantas motrices de vapor, plantas motrices de vapor especial, plantas motrices que funcionan o con gases calientes o con productos de combustión junto con otro fluido F01K; plantas motrices de turbina de gas F02C; plantas motrices de propulsión a reacción F02K ); UTILIZACION DEL CALOR PERDIDO EN LOS MOTORES DE COMBUSTION, NO PREVISTA EN OTRO LUGAR. › F02G 5/00 Utilización no prevista en otra parte, del calor perdido por los motores de combustión. › Utilización del calor perdido en los gases de escape.
Fragmento de la descripción:
OBTENCIÓN Y APROVECHAMIENTO DE ENERGÍA RESIDUAL
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención, según se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a una valoración del residuo energético que producen las centrales térmicas, centrales eléctricas, centrales nucleares y en las industrias que emplean energía térmica a media y alta temperatura para proporcionar climatización y producción de agua caliente sanitaria (ACS) en el sector residencial, sector público y de servicios, así como el empleo de energía térmica en industrias demandantes de la misma para sus procesos productivos a baja temperatura.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Los sistemas actuales de District Heating, o Calefacción de Distrito, emplean plantas de cogeneración o calderas de combustible de gran potencia para la producción de energía ténnica, que nos permite satisfacer las demandas térmicas de climatización y ACS del Distrito para el sector residencial.
Las centrales de Ciclo Combinado, Centrales Nucleares y Centrales Térmicas de Carbón, en su proceso de generación de electricidad, mediante ciclo Brayton/Rankine en el Ciclo Combinado, y Rankine en las Centrales Nucleares y Térmicas de Carbón trabajan entre dos focos térmicos, uno de alta temperatura y otro de baja temperatura. Este foco de baja temperatura es una energía residual susceptible de ser aprovechada.
Las torres de refrigeración son e:mpleadas en algunas centrales con la fmalidad de enfriar el agua caliente procedente del circuito de enfriamiento
del condensador. Otras centrales siempre que se encuentren situadas junto a un río de gran caudal o a la orilla del mar, la refrigeración del condensador se realiza utilizando directamente el agua dlel rio o del mar.
Las industrias en las cuales el proceso de producción exige una alta cota ténnica, tales como papeleras, cementeras, cerámicas... existe una gran cantidad de energía térmica susceptible de aprovechamiento energético.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La irmovación consiste en el aprovechamiento de la energía residual obtenida como subproducto proveniente del Sector de Transformación de la Energía, en sus procesos de Centrales Térmicas de Carbón, Centrales de Ciclo Combinado y Centrales Nucleares.
También se incluye el aprovechamiento del calor residual de las industrias que emplean una gran cantidad de energía térmica, con el fin de desarrollar los productos propios de la industria, tal eomo ocurre en la industria papelera, cementera, cerámica ... para su posterior aprovechamiento con la fmalidad de cubrir las necesidades ténnicas del sector domestico, sector público, sector
industrial, sector servicios, centros de tratamiento térmico y centros de aguas
termales.
La innovación revaloriza energéticamente la energía disipada de los distintos procesos energéticos realizados en el sector transformador de la energía y sector industrial donde se necesitan grandes cantidades de energía térmica y la transforma en energía de climatización y ACS apta para el uso en distintos sectores como son el residencial, sector público, sector doméstico, industrial, servicios, sanitario...
La obtención de energía se realizara mediante un centro de aprovechamiento de energía, que nos ¡permita acondicionarla a los distintos usos fmales en función de las características de la demanda, como son temperatura y caudaL
El centro de transformación se situará de forma que trabaje en paralelo al sistema de refrigeración, (torre de refrigeración, río o mar) a fin de poder
mantener las condiciones de seguridad y funcionalidad de la planta de transformación de energía.
Para derivar el flujo de energía, hacia el centro de transformación se dispondrá de una válvula motorizada con control de paso, con la finalidad
transferir la energía demanda por el cenlro de transformación.
Dicha válvula cuenta con sensores de control y temperatura en distintos puntos del circuito de refrigeración y aprovechamiento térmico a fin de poder
mantener las condiciones de seguridad y operatividad de la planta.
Existe así mismo un circuito by-pass accionado por válvulas conectadas a los sensores de seguridad que permitirán puentear el centro de transformación y transferir toda la energía hacia la torre de refrigeración y mantener las condiciones de seguridad y operación de la planta.
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Los sensores serán colocados en los siguientes puntos.
• Sensores de Temperatura presión y caudal en el retorno del circuito hacia el condensador, de forma que si se alcanzan unos límites \5 criticos de presión y temperatura la válvula de control, o en su defecto el by-pass de seguridad, deriven toda el caudal hacia la torre de refrigeración.
• Sensor de temperatura y presión en la torre de refrigeración mediante el cual se conocerá , el potencial de refrigeración de la torre de refrigeración y mantener en todo momento las condiciones de seguridad y operación en la planta.
• Sensores de Temperatura, presión y caudal en el centro de transformación con el objetivo de realizar una gestión en la energía residual proveniente de centro de transformación de energía (Central
Térmica) .
Defmición del Proceso.
Circuito hidráulico.
En la ida del circuito de refrigeración (2) proveniente del condensador
(5) de la central se situara una válvula de tres vías motorizada (1) , que nos derivara el fluido proveniente de la central hacia un intercambiador de calor
(3) por medio de la conducción (4) y acc:ionado mediante un electro-circulador
El intercambiador de calor (3) tomara el fluido mediante la conducción
(8) Y será enviado al centro de aprov"chamiento de energía y retomado al intercambiador (3) mediante el conductor (10) y accionado por el e1ectrocirculador (9) de forma que se puedan mantener las condiciones de operación de la planta y el centro de aprovechamiento energético (18) , mediante el control de paso de la válvula motorizada de tres vías (1) y el régimen de operación del e1ectro-circulador (9) .
La porción de energía residual sobrante o que nos es susceptible de aprovechamíento por falta de demanda energética se enviará a la torre de refrigeración (15) mediante la conducción (12) y retomará hacia la central mediante la conducción (6) de forma que se puedan mantener las condiciones de operación de la planta.
Se instalara un sistema By-pass accionado por una válvula colocada en paralelo al sistema de aprovechamiento energético de forma que mediante el accionamiento de la válvula (11) el fluido de refrigeración tomará la conducción (16) , y se enviará directamente a la torre de refrigeración de forma que retomará a la central de transformación de energía mediante la conducción (6) a fm de mantener las condiciones de seguridad y operación de la planta de transformación de energía.
Sistema de Control.
El sistema de control se encargará de optimizar o obtener el mayor rendimiento posible en el centro de aprovechamiento energético así como mantener las condiciones de seguridad y operación de la planta térmica.
Un sensor (13) que contara con el control de la Temperatura, Presión y flujo nos proporcionara información sobre las condiciones de retomo del circuito de refrigeración. De forma que se optimice el proceso de transferencia de energía del circuito de refrigeradón al centro de aprovechamiento energético y mantener en un estado óptimo los rangos de operación del sistema de aprovechamiento energético.
Si se alcanzan limites críticos el centro de control permitirá el paso total del fluido de refrigeración hacia la torre de refrigeración. En caso de encontrarse en una situación de emerg, mcia la válvula (l!) accionada por el sistema de control derivaría el 100 % hacia la torre de refrigeración a fm de mantener las condiciones de seguridad y operación de la plana de transformación de energía.
Un sensor (14) nos proporcionara. información sobre las condiciones de temperatura, presión y nivel de la tomo de refrigeración a fm de conocer en
todo momento el potencial de refrigeración de la torre.
El centro de transformación contará con sensores en la ida (4) a fin de conocer los potenciales de energía de los que se dispone así como en el 10 retomo (10) con el objetivo de controlar el proceso de aprovechamiento energético.
El sistema de control (17) mediante las...
Reivindicaciones:
1. OBTENCIÓN Y APROVECHAMIENTO DE ENERGÍA RESIDUAL, caracterizada porque la obtención de energía se realizará mediante un centro de aprovechamiento de energía 2. OBTENCIÓN Y APROVECHAMIENTO DE ENERGÍA RESIDUAL, en todo de acuerdo con la reivindicación , mterior, caracterizado porque en la ida del circuito de refrigeración (2) proveniente del condensador (5) de la central se situara una válvula de tres vías moto:rizada (1) con control de paso, que nos derivara el fluido proveniente de la central hacia un intercambiador de calor
(3) por medio de la conducción (4) y accionado mediante un electro-circulador
3. OBTENCIÓN Y APROVECHAMIENTO DE ENERGÍA RESIDUAL, en todo de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
intercambiador de calor (3) tomará el fluido mediante la conducción (8) y será enviado al centro de aprovechamiento de energía y retornado al intercambiador (3) mediante el conductor (10) y accionado por el electrocirculador (9) .
4. OBTENCIÓN Y APROVECHAMIENTO DE ENERGÍA RESIDUAL, en todo de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la porción de energía residual se enviara a la torre de refrigeración (15) mediante la conducción (12) y retornara hacia la central mediante la conducción (6) .
5. OBTENCIÓN Y APROVECHAMIENTO DE ENERGÍA RESIDUAL, en todo de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la válvula motorizada (1) cuenta con s, ensores de control y temperatura en 5 distintos puntos del circuito de refrigemción y aprovechamiento térmico.
6. OBTENCIÓN Y APROVECHAMIENTO DE ENERGÍA RESIDUAL, en todo de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque existe un circuito by-pass accionado por válvulas conectadas a los sensores de seguridad.
7. OBTENCIÓN Y APROVECHAMIENTO DE ENERGÍA RESIDUAL, en todo de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los sensores de seguridad (13 y 14) serán "olocados en los siguientes puntos: los 15 sensores de temperatura, presión y caudal en el retomo del circuito hacia el condensador (13) y los sensores de temperatura y presión (14) en la torre de refrigeración.
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