Procedimiento para utilizar calor en un dispositivo de desarrollo de plantas o animales, sistema e invernadero correspondiente.

Un procedimiento de utilización de calor en un dispositivo de desarrollo de plantas o animales,

que comprende:

hacer circular un fluido de transferencia de calor a través de un circuito que forma un bucle de fluido cerrado, y en el circuito:

calentar el fluido de transferencia de calor por una fuente de calor (2, 9),

suministrar calor desde el fluido de transferencia de calor hasta un primer usuario de calor que consiste en una unidad (4) de desalinización térmica, y

devuelver al menos parte del fluido de transferencia de calor que ha sido enfriado por la unidad (4) de desalinización térmica;

caracterizado porque el fluido de transferencia de calor suministra calor a al menos un usuario (5, 6, 7, 25) de calor adicional conectados en una disposición en serie, ya sea antes o después de la unidad (4) de desalinización térmica.

Procedimiento para utilizar calor en un dispositivo de desarrollo de plantas o animales, sistema e invernadero correspondiente Campo de la invención La presente invención se refiere a un sistema y procedimiento para la utilización de calor en un dispositivo de crecimiento de plantas o animales, tal como un invernadero.

Antecedentes de la invención Los dispositivos de crecimiento de plantas o animales, tales como invernaderos y estanques de agua artificiales para el crecimiento de peces y granjas de ganado, se utilizan en todo el mundo. En tales dispositivos, la energía en forma de calor emitida por varios usuarios de calor, tales como una unidad de calentamiento, que sirven para proporcionar una temperatura adecuada del medio en el que crece el tipo específico de planta o animal (típicamente aire o agua) . La fuente de calor puede obtener su energía de cualquier manera, por lo general mediante la quema de combustibles fósiles o la captura de energía solar. Los usuarios de calor pueden variar de acuerdo con las circunstancias geográficas, como la disponibilidad de agua dulce o agua de mar. Por ejemplo, en lugares donde el agua de mar es abundante y el agua dulce es escasa, uno de los usuarios de calor puede ser una unidad de desalinización térmica.

El documento EP 1 071 317 B1 describe un invernadero y una fuente de calor para producir vapor que comprende al menos un colector situado por encima de espejos giratorios que puede seguir el movimiento del sol según las estaciones y puede hacer que el lado superior del invernadero sea prácticamente hermético a la luz. El agua, en forma de vapor, producida en el colector se distribuye a dos usuarios de calor, en una proporción determinada por las válvulas, y se hace fluir después de la condensación, de vuelta a la fuente de calor. Los dos usuarios de calor son (1) una unidad de desalinización térmica y (2) una turbina de vapor, para producir electricidad. El agua desalada producida se utiliza para el crecimiento de plantas en el invernadero. Parte de la radiación solar entra en el espacio interior del invernadero, donde se utiliza para la fotosíntesis por las plantas.

El procedimiento y el dispositivo descritos anteriormente no utilizan la energía de la fuente de calor de manera óptima.

El documento WO-A-99/53745 desvela un procedimiento de acuerdo con la porción pre-caracterizadora de la reivindicación 1 y un sistema de acuerdo con la parte pre-caracterizadora de la reivindicación 8.

Sumario de la invención De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se proporciona un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1. En una realización, el fluido de transferencia de calor suministra calor a al menos un usuario de calor adicional entre la absorción de calor desde la fuente de calor y el suministro de calor a la unidad de desalinización térmica.

El usuario de calor adicional puede ser un dispositivo de calentamiento del medio en el que las plantas o animales crecen, en particular un dispositivo de calentamiento de cultivos o de calentamiento de espacios. El usuario de calor adicional puede ser una máquina de ciclo Rankine orgánico. La fuente de calor puede ser una fuente de calor accionada con el sol, particularmente utilizando energía solar concentrada.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, se proporciona un sistema de acuerdo con la reivindicación 8. En una realización, el al menos un usuario de calor adicional se conecta entre y en una disposición en serie con la fuente de calor.

El dispositivo de calentamiento puede ser en particular un dispositivo de calentamiento de cultivos o un dispositivo de calentamiento de espacios del invernadero situado en la parte del circuito de fluido entre la salida de la unidad de desalinización y la entrada de la fuente de calor. El usuario de calor adicional puede ser un dispositivo de producción de sal, tal como un estanque de sal. El usuario de calor adicional puede ser una máquina de ciclo de vapor, en particular una máquina de ciclo Rankine orgánico.

De acuerdo con una realización ejemplar, mediante la adición de al menos un usuario de calor adicional en una disposición en serie de usuarios de calor, se hace posible disponer los usuarios de calor de tal manera que el fluido de transferencia de calor que llega a ellos tiene una temperatura dentro de un intervalo de operación eficaz de cada uno de los usuarios de calor, sin tener que descartar o de otro modo degradar o disminuir la facilidad de uso del calor en el fluido de transferencia de calor. Como resultado, el procedimiento ofrece un uso más eficaz del calor procedente de la fuente de calor en la que, por ejemplo, el calor en el fluido de transferencia de calor puede ser más eficaz cuanto menos calor se descargue (al medio ambiente) o reducirse en calidad o facilidad de uso mediante su mezcla con fluidos fríos. Esto se puede entender, por ejemplo, mediante la comparación de la disposición en serie con una disposición en paralelo de los usuarios de calor: en una disposición en serie, la diferencia de temperatura

total, o, en una analogía con un circuito eléctrico, el "potencial" de calor total, se utiliza por cada usuario de calor, aunque la mayoría de los usuarios de calor operarán sólo en su forma más eficaz cuando se opera en un subintervalo de dicha diferencia de temperatura total. Al disponer los usuarios de calor en serie, y en un orden apropiado, se hace un uso óptimo del calor en el fluido. Esto incluye el uso óptimo de la energía, es decir, la cantidad de energía que puede ser retirada del fluido de transferencia de calor con respecto a las condiciones (tales como la temperatura, la presión, potencial eléctrico) del entorno en el que opera. Ventajosamente un dispositivo de desalinización térmica permite una disposición óptima de este tipo con un número de otros usuarios de calor.

Además, puesto que se hace un uso más eficaz de la fuente de calor, una fuente de calor más pequeña será suficiente. Como resultado de ello, menores costes de inversión son posibles para un dispositivo que tiene la misma capacidad de crecimiento.

Por otra parte, se observa que el suministro de calor a un usuario de calor también puede ser indirecto, como por ejemplo a través de un intercambiador de calor o a través de un medio secundario en un circuito y dos intercambiadores de calor.

En un realización ejemplar del dispositivo y procedimiento de acuerdo con la presente invención, los intervalos de temperatura del fluido de transferencia de calor en los usuarios de calor están dentro de los intervalos de temperatura óptima de operación de los respectivos usuarios de calor en el circuito de fluido y, para todos los usuarios de calor en el circuito de fluido cerrado, la temperatura de salida del fluido de calor de un componente, que es un usuario de calor o fuente de calor, es igual la temperatura de entrada de fluido calor del siguiente componente. De esta manera, el calor producido en la fuente de calor se puede utilizar totalmente en los usuarios de calor, sin que el calor se descargue fuera de los usuarios de calor.

En otra realización ejemplar, el usuario de calor adicional es un dispositivo de calentamiento del medio en el que las plantas o animales crecen, en particular un dispositivo de calentamiento de cultivos o de calentamiento de espacios en el que el fluido de transferencia de calor en operación se enfría más desde de una temperatura de partida igual o más baja que la temperatura de salida de la unidad de desalinización térmica. De esta manera, la unidad de desalinización térmica y el dispositivo de calentamiento de cultivos o de espacios pueden hacer un uso eficaz del calor disponible, debido a sus temperaturas de operación alineadas.

En otra realización ejemplar, el usuario de calor adicional es un dispositivo de producción de sal que produce sal de la salmuera creada en la unidad de desalinización térmica en la que el fluido de transferencia de calor en operación se enfría aún más desde una temperatura de partida igual o inferior a la temperatura de salida de la unidad de desalinización térmica. Esta puede ser otra disposición eficaz de energía, de dos componentes que en la práctica se utilizan a menudo en conjunto, a fin de que hacer tanto agua dulce como salmuera del agua de mar y de hacer simultáneamente sal a partir de la salmuera. El agua dulce se puede utilizar en el dispositivo de crecimiento de plantas o animales, y la sal se puede utilizar también o comercializar.

En otra realización, o además de las realizaciones anteriores, el usuario de calor adicional puede ser una máquina de ciclo de vapor, en particular una máquina de ciclo Rankine orgánico, en el que el fluido de transferencia de calor en operación... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento de utilización de calor en un dispositivo de desarrollo de plantas o animales, que comprende:

hacer circular un fluido de transferencia de calor a través de un circuito que forma un bucle de fluido cerrado, y en el circuito:

calentar el fluido de transferencia de calor por una fuente de calor (2, 9) , suministrar calor desde el fluido de transferencia de calor hasta un primer usuario de calor que consiste en una unidad (4) de desalinización térmica, y devuelver al menos parte del fluido de transferencia de calor que ha sido enfriado por la unidad (4) de desalinización térmica;

caracterizado porque el fluido de transferencia de calor suministra calor a al menos un usuario (5, 6, 7, 25) de calor adicional conectados en una disposición en serie, ya sea antes o después de la unidad (4) de desalinización térmica.

2. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que los intervalos de temperatura de fluido de transferencia de calor para los usuarios (4, 5, 6, 7, 25) de calor están dentro de los intervalos de temperatura de operación óptimos de los usuarios (4, 5, 6, 7, 25) de calor respectivos en el circuito de fluido y, para todos los usuarios (4, 5, 6, 7, 25) de calor en el circuito de fluido, la temperatura de salida del fluido de calor de un componente, que es un usuario (4, 5, 6, 7, 25) de calor o fuente de calor (2, 9) , es igual a la temperatura de entrada de fluido calor del siguiente componente.

3. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que el usuario de calor adicional es un dispositivo (7) de calentamiento del medio en el que las plantas o animales se desarrollan.

4. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que el usuario de calor adicional es un dispositivo (5) de producción de sal que produce sal a partir de la salmuera creada en la unidad (4) de desalinización térmica en la que el fluido de transferencia de calor se enfría aún más desde una temperatura inicial igual o menor que la temperatura de salida de la unidad (4) de desalinización térmica.

5. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que el usuario de calor adicional es una máquina (25) de ciclo de vapor en la que el fluido de transferencia de calor se enfría desde una temperatura inicial más baja que o igual a la temperatura de salida de la fuente (2, 9) de calor hasta una temperatura inferior o igual a la temperatura de entrada de la unidad (4) de desalinización térmica.

6. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que al menos parte del fluido de transferencia de calor se almacena temporalmente en un acumulador (9) térmico para su uso posterior en al menos uno de los usuarios (4, 5, 6, 7, 25) de calor.

7. El procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que la fuente (2) de calor es una fuente de calor solar.

8. Un sistema para utilizar el calor en un dispositivo de desarrollo de plantas o animales, que comprende:

un circuito de fluido, que comprende:

una bomba (8, 10) , adaptada para hacer circular el fluido de transferencia de calor a través del circuito de fluido que forma un bucle de fluido cerrado; una fuente (2, 9) de calor adaptada para añadir calor al fluido de transferencia de calor en el circuito de fluido; y un usuario de calor que consiste en una unidad (4) de desalinización térmica adaptada para calentarse por el fluido de transferencia de calor en el circuito de fluido;

caracterizado porque al menos un usuario (5, 6, 7, 25) de calor adicional es conectado en una disposición en serie con la fuente (2, 9) de calor y la unidad (4) de desalinización térmica, ya sea antes o después de la unidad (4) de desalinización térmica.

9. El sistema de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el usuario de calor adicional es un dispositivo (7) de calentamiento del medio adecuado para el desarrollo de cultivos

10. El sistema de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el usuario de calor adicional es un dispositivo (5) de producción de sal adecuado para producir la sal a partir de la salmuera creada en la unidad (4) de desalinización térmica.

11. El sistema de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el usuario de calor adicional es una máquina (25) de ciclo de vapor situado en la parte del circuito de fluido entre la salida de la fuente (15) de calor y la entrada de la unidad (29) de desalinización.

12. El sistema de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende un acumulador (9) térmico con una entrada (14) de fluido en comunicación de fluido directa con el circuito de fluido, y con al menos una salida de fluido en comunicación directa de fluido con una entrada de fluido de uno de los usuarios de calor.

13. El sistema de acuerdo con la reivindicación 12, en el que el acumulador (9) térmico comprende un depósito (9) 5 vertical, que comprende:

una entrada (14) de fluido en comunicación de fluido directa con la salida (15) de la fuente (2) de calor; y al menos un fluido de transferencia de calor del despegue de salida (19) situado a una altura entre la entrada (14) de fluido en la parte superior y una salida (16) en la parte inferior del depósito vertical (9) ; en el que la al menos una salida (19) de descarga del fluido de transferencia de calor está en comunicación de fluido directa con el circuito de fluido de transferencia de calor; en el que la altura de la salida (19) de descarga del fluido de transferencia de calor se elige de manera que, durante la operación, la temperatura del fluido de transferencia de calor en la salida (19) de descarga del fluido de transferencia de calor es igual o próxima a la temperatura del fluido de transferencia de calor en el usuario de calor en el punto donde el fluido de transferencia procedente de la salida (19) de descarga del fluido de transferencia de calor se añade al fluido a través del usuario de calor.

14. El sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones 8-13, en el que la fuente de calor es una fuente (2) de calor solar.

15. Un invernadero que comprende un sistema de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8-14.