BR102015013592A2 - sistema de energia renovável híbrido de múltiplos ciclos de geração de efeito quíntuplo com provisionamento de energia integrado, instalações de armazenamento e sistema de controle amalgamado. - Google Patents

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Abstract

"sistema de energia renovável híbrido de múltiplos ciclos de geração de efeito quíntuplo com provisionamento de energia integrado, instalações de armazenamento e sistema de controle amalgamado" a presente invenção provê sistemas de geração quíntupla à base de energia renovável em escala industrial para consumidor e instalação de armazenagem de energia. a presente invenção apresenta modal idades tanto móveis corno estacionárias. a presente invenção inclui recuperação de energia, produção de energia, processamento de energia, pirólise, utilização de processo de subproduto, processo de separação e sistemas de arrna7.enagern, bem corno urna arquitetura sistemas de sistemas de manipulação e aberta para integração e desenvol virnento de processos, sistemas e aplicações adicionais. o sistema da presente invenção usa principalmente métrica adaptável, biométrica e análise sensorial de irnagearnento térmico (incluindo sensores de entrada adicionais para análise) para monitoramento e controle corn a utilização de urn sistema de controle de automação e inteligência artificial integrado, desse modo fornecendo urn ecossistema favorável ao meio ambiente, equilibrado.

Description

(54) Título: SISTEMA DE ENERGIA RENOVÁVEL HÍBRIDO DE MÚLTIPLOS CICLOS DE GERAÇÃO DE EFEITO QUÍNTUPLO COM PROVISIONAMENTO DE ENERGIA INTEGRADO, INSTALAÇÕES DE ARMAZENAMENTO E SISTEMA DE CONTROLE AMALGAMADO.
(51) Int. Cl.: F03G 7/04 (30) Prioridade Unionista: 04/02/2015 US 14/613,994, 04/02/2015 US 14/613, 99411/06/2014 US 62/010,784 (73) Titular(es): KEVIN LEE FRIESTH (72) Inventor(es): KEVIN LEE FRIESTH (85) Data do Início da Fase Nacional:
10/06/2015 (57) Resumo: SISTEMA DE ENERGIA RENOVÁVEL HÍBRIDO DE MÚLTIPLOS CICLOS DE GERAÇÃO DE EFEITO QUÍNTUPLO COM PROVISIONAMENTO DE ENERGIA INTEGRADO, INSTALAÇÕES DE ARMAZENAMENTO E SISTEMA DE CONTROLE AMALGAMADO A presente invenção provê sistemas de geração quíntupla à base de energia renovável em escala industrial para consumidor e instalação de armazenagem de energia. A presente invenção apresenta modal idades tanto móveis corno estacionárias. A presente invenção inclui recuperação de energia, produção de energia, processamento de energia, pirólise, utilização de processo de subproduto, processo de separação e sistemas de arrna7.enagern, bem corno urna arquitetura sistemas de sistemas de manipulação e aberta para integração e desenvol virnento de processos, sistemas e aplicações adicionais. O sistema da presente invenção usa principalmente métrica adaptável, biométrica e análise sensorial de irnagearnento térmico (incluindo sensores de entrada adicionais para análise) para monitoramento e controle corn a utilização de urn sistema de controle de automação e inteligência artificial integrado, desse modo fornecendo urn ecossistema (...)
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1/332
SISTEMA DE ENERGIA RENOVÁVEL HÍBRIDO DE MÚLTIPLOS CICLOS DE GERAÇÃO DE EFEITO QUÍNTUPLO COM PROVÍSIONAMENTO DE ENERGIA INTEGRADO, INSTALAÇÕES DE ARMAZENAMENTO E SISTEMA DE CONTROLE AMALGAMADO
REFERÊNCIA REMISSIVA A PEDIDOS RELACIONADOS [0001] O presente pedido reivindica prioridade do pedido provisório dos Estados Unidos da América número de série 62/010.784 depositado em 11 de junho de 2 014 e intitulado QUINTUPLE-EFFECT GENERATION MULTI-CYCLE HYBRID RENEWABLE ENERGY SYSTEM WITH INTEGRATED ENERGY PROVISIONING, STORAGE FACILITIES AND AMALGAMATED CONTROL SYSTEM e do pedido não provisório dos Estados Unidos da América número de série 14/613.994 depositado em 4 de Fevereiro de 2015 e intitulado QUINTUPLE-EFFECT GENERATION MULTI-CYCLE HYBRID RENEWABLE ENERGY SYSTEM WITH INTEGRATED ENERGY PROVISIONING, STORAGE FACILITIES AND AMALGAMATED CONTROL SYSTEM que são pelo presente incorporados na íntegra a título de referência.
CAMPO DA INVENÇÃO [0002] A presente invenção refere-se a um sistema de energia renovável de geração de efeito Quíntuplo estacionável e móvel altamente escalonável e sistemas de armazenagem de energia. A presente invenção também se refere a processos de capturar e converter energia e monitorar os processos. Mais especificamente, a invenção refere-se a elementos abrangendo geração de energia distribuída, incluindo geração de energia solar e eólica híbrida, transferência de energia, conversão de energia, armazenagem de energia, aprovisionamento de energia,
2/332 interface de hardware e software inteligente oferecendo monitoramento de energia, controle/interface/automação de construção e análise. Os elementos incluem, porém não são limitados a, motores Stirling, sistemas de resfriamento de absorção e sistemas de armazenagem associadas.
HISTÓRICO [0003] Fontes de energia térmica da técnica anterior consistiram principalmente de Turbinas a gás, microturbinas, motores de reciprocar, Turbinas a vapor, Instalações de energia nuclear, Gerador térmico de Radioisótopo, Geotérmico, Motores Stirling, Células de combustível e outra fontes de entrada térmica operando em combinação com energia e aquecimento combinado (CHP). 0 método preferido da presente invenção encapsula um motor Stirling e sistema de resfriamento por absorção e sistema de armazenagem associado com sistema de controle integrado em um ecossistema de energia amalgamado.
[0004] Fontes térmicas e de energia da técnica anterior consistiram principalmente em turbinas a gás, microturbinas, motores de reciprocar, turbinas a vapor, instalações de energia nuclear, gerador térmico de radioisótopo, geotérmico, caldeiras, motores Stirling, células de combustível, sistemas solares térmicos, e outras fontes de entrada térmica, todos os quais genericamente utilizaram sistemas de ciclo único. Esses foram genericamente aceitos na técnica anterior como um método controlado e semicontrolado de criar trabalho usável como uma entrada de energia, esses métodos são bem documentados na técnica anterior e informações
3/332 tipicamente relacionadas e literatura de apoio são prontamente e publicamente disponíveis. Implementações de ciclo único da técnica anterior todos sofreram de eficiência mais baixa e incluir desenvolvimento e desempenho subpadrão para projeto não otimizado. A técnica anteriormente utilizou vapores como um meio primário para transferir energia térmica, o vapor sofre de baixa densidade desse modo igualando a rendimentos de transferência térmica mais baixos e eficiência em comparação com outros métodos diretos. A modalidade preferida da presente invenção oferece um sistema de gerenciamento térmico seguro que é compreendido de conexões como termossifão para uso de transferência térmica baixa, tubo de calor para uso de transferência térmica elevada, permutador térmico usando meios de transferência térmica como vapor, água e mistura de glicol, óleo ou sal derretido, uma combinação desses sistemas e componentes pode ser usada para gerenciamento de temperatura térmica da fonte de geração térmica. A modalidade preferida fornece reciclagem de energia e recuperação de calor residual aumentada desse modo obtendo eficiência adicional.
[0005] Cada denominado aperfeiçoamento da técnica anterior sequencial como o que é comumente, porém erroneamente referido como sistemas de ciclo combinado (CCS) foi baseado em lógica de projeto com falha por inclusão de métodos da técnica anterior propensos a problema e falha com soluções integradas não monetizadas não otimizadas, a técnica anterior incluiu tipicamente e incorporou muitas aplicações e processos independentes,
4/332 ineficientes em implementações da técnica anterior desse modo perpetrando desempenho subpadrão e eficiências operacionais baixas similarmente e características associadas.
[0006] Os métodos móveis da técnica anterior incluem automóveis, caminhões, trens e navios utilizando aplicações acionadas mecânicas, métodos estacionários da técnica anterior incluiríam aplicações não moveis como bombas, compressores, geradores, essas listas não devem ser consideradas como exaustivas. Os itens listados acima são somente fornecidos como exemplo de aplicações associadas de forças acionadas por energia ou combustível para a finalidade expressa de demonstrar aperfeiçoamento e extensão de funcionalidade de integração com métodos da técnica anterior e criar processos e aplicações para fazer o trabalho.
[0007] A modalidade preferida é abrangida na encapsulação de um sistema de monitor, controle e aprovisionamento de energia, análise unificada, motor Stirling, resfriamento de absorção, armazenagem térmica e aperfeiçoamento da eficiência de sistema a partir de processos de reciclagem e recuperação de energia de refugo térmico que define uma vantagem clara e presente para definir o método preferido da presente invenção em relação à técnica anterior e suas implementações.
[0008] A técnica anterior avançou, na realidade, nos sistemas de geração de ciclo único para usar um ciclo secundário, erroneamente denominado, direcionado e estritamente previsto como um sistema de ciclo combinado. Esse tipo de sistema adicionou um método de
5/332 geração secundária, tipicamente utilizando geração de vapor a partir da comunicação térmica de calor residual como seu processo para a finalidade de usar turbinas a vapor ineficientes, razões de custo de capital aumentado, operações caras e gerenciamento, demanda aumentada de água e uso a partir de fontes locais, a tecnologia também carrega com ela risco de explosão e potencial para ferimento em funcionários de riscos operacionais relacionados. 0 uso da técnica anterior de ciclos combinados utilizou tipicamente entradas de nível de uso de energia como alavancagem contra aumento em ganhos de eficiência total em avanço depreciado de eficiência de uso de energia. 0 método preferido da presente invenção vantagem adicional à técnica anterior compreende a aplicação e processos da modalidade preferida para expandir e aumentar as vantagens de valor adicionado em relação à técnica anterior em que energia térmica em excesso para armazenagem de energia térmica com entrada de energia térmica quente e fria para expandir a faixa de temperatura disponível, energia de geração elétrica adicionalmente pode ser armazenada como armazenagem de energia química como um meio para eficiência de sistema geral aperfeiçoada, utilização de energia e capacidade expandida de armazenagem de energia.
[0009] Tipicamente, métodos de transferência térmica como termossifões, tubos de calor e permutadores de calor utilizando meios de transferência como sal fundido, água, água/glicol, vapor e outros materiais de mudança de fase tipicamente exigem o uso de bombas e
6/332 compressores para pressão como o método aceito em geral de aplicações e processos para comunicar energia térmica a partir de ponto para ponto. Termossifões e tubos de calor adicionais podem ser substituídos pelos métodos acima para transferência e comunicação de energia térmica.
[0010] A técnica anterior utiliza tipicamente torres de resfriamento para resfriamento úmido e seco. Ventoinhas acionadas por energia elétrica. O método preferido da presente invenção utiliza motores Stirling utilizando calor residual térmico para fornecer base de entrada para geração de energia rotacional para a ventoinha de resfriamento e utilizando calor residual para fornecimento para resfriamento de absorção para eficiência mais elevada do uso Stirling da entrada térmica fria e facilitar capacidade de resfriamento mais elevada da torre de resfriamento utilizando calor residual para frio através de resfriamento de absorção. [0011] O método preferido da presente invenção estenderá eficiências e aperfeiçoamentos de desempenho por inclusão e integração com sistemas e dispositivos da técnica anterior anteriormente implementados como instalações de energia nuclear, instalações de energia de carvão, instalações de energia de gás natural, instalações de energia geotérmica, geradores térmicos de radioisótopo, e outras aplicações que usam aplicações intensas térmicas que geram energia térmica tipicamente utilizam sistemas acionados a vapor, tipicamente e genericamente utilizando turbinas a vapor. Esses sistemas utilizam comumente torres de resfriamento seco
7/332 e úmido no detrimento de apagar energia térmica usável através de liberação de vapor de torres de resfriamento ou sistema de resfriamento associado tipicamente utilizando energia adicional para acionar as ventoinhas de resfriamento de circulação, sistema de controle de vapor e bombeamento de água e liberação de água excessiva como vapor em muitas áreas é uma comodidade necessária nem sempre prontamente disponível em volume como é o caso com resfriamento úmido, ou como no caso de resfriamento seco o uso de energia excessiva com as circulações de ventoinhas de resfriamento, bombas de refrigerante e sistemas de controle de vapor. Sistemas de vapor também apresentam deterioração de seus componentes e tubos de sistema a partir dos efeitos cáusticos de água extraída de sólidos suspensos ou aditivos de equilíbrio de pH quando convertidos em vapor e suas propriedades altamente corrosivas aumentando custos de manutenção e operação.
[0012] 0 projeto da técnica anterior de um gerador termoelétrico de Radioisótopo (RTG) é simples pelos padrões de tecnologia nuclear: o componente principal é um recipiente robusto de um material radioativo (o combustível). Termopares tipicamente foram colocados nas paredes do recipiente, com a extremidade externa de cada termopar conectada a um dissipador de calor. Decaimento radioativo do combustível produz energia térmica como calor que flui através dos termopares para o dissipador de calor, gerando eletricidade no processo.
[0013] Tipicamente, implementação de RTG da técnica anterior usa um termopar que é um dispositivo
8/332 termoelétrico que foi tipicamente usado para converter energia térmica diretamente em energia elétrica utilizando o efeito Seebeck bem estabelecido. A aplicação consiste principalmente em dois tipos de metal, potencialmente compreendidos de semicondutores nos quais ambos podem conduzir eletricidade. Esses condutores são tipicamente conectados entre si em uma topologia de loop fechado. Se as duas junções desses condutores estiverem em temperaturas diferentes, uma corrente elétrica será tipicamente encontrada fluindo na malha.
[0014] RTG da técnica anterior utiliza em geral pares termoelétricos ou termopares para converter energia térmica a partir da reação térmica de material radioativo para conversão em eletricidade. Termopares em geral, são muito confiáveis e têm um tempo de vida relativamente longo, entretanto, são também altamente ineficientes; as eficiências acima de 10% nunca foram obtidas em geral e a maioria dos RTGs têm eficiências entre 3%-7% e saída de energia sustentada também é um fator de limitação imenso. A pesquisa foi feita com objetivo de aperfeiçoar a eficiência utilizando outras tecnologias para gerar eletricidade a partir da energia térmica disponível. 0 objetivo final é que por obter eficiência mais elevada traduziria em combustível menos radioativo exigido para gerar a mesma quantidade de energia, e, portanto um peso geral mais leve para o gerador. Esse é um fator criticamente importante em lançamento de voo espacial, drone e outro
9/332 desenvolvimento de protótipo e considerações de custo associadas.
[0015] Um conversor termiônico - um dispositivo de conversão de energia que se baseia no princípio de emissão termiônica - pode obter eficiências entre 10%20%, porém requer temperaturas mais elevadas do que aquelas nas quais RTGs padrão tipicamente operam. Outros isótopos radioativos potencialmente extremos podem também ter sido usados para fornecer energia, porém meias-vidas curtas tornam esses inexequíveis. Vários reatores nucleares limitados por espaço utilizaram anteriormente termiônica, porém reatores nucleares são genericamente demasiadamente pesados de usar na maioria das implementações de área pequena.
[0016] Geradores dinâmicos podem fornecer energia em um múltiplo de vezes mais elevado do que a eficiência de conversão de RTGs da técnica anterior. O método preferido da presente invenção consiste principalmente em uma fonte de energia abastecida com radioisótopo da geração seguinte chamado o Gerador de radioisótopo Stirling (SRG) que usa motores Stirling de pistão livre acoplados a alternadores ou um gerador para fins de converter energia térmica em eletricidade. Protótipos SRG demonstraram eficiência em torno de 20%. O uso de partes móveis não em contato, mancais de flexão não degradantes, e um ambiente hermeticamente vedado e isento de lubrificação não tem, em unidades de teste, demonstrado degradação apreciável durante de anos operação. Testes experimentais passados e resultados correspondentes demonstram que um SRG poderia continuar
10/332 a rodar por décadas com pouca ou nenhuma manutenção. A vibração pode ser eliminada como uma preocupação por implementação de equilíbrio dinâmico ou uso de movimento de pistão dual oposto. Aplicações de potencial de um sistema de energia de radioisótopo Stirling incluem exploração e missões de ciência para sondas de mar azul profundo, drones e submarinos, espaço profundo, sondas espaciais, módulos lunares, veículos para todos os terrenos, que incluiríam bases na Lua, Marte e outras bases estacionárias em potencial. O método preferido de vantagem de apresentação em relação à técnica anterior através de seu uso de entrada térmica disponível em um motor Stirling e resfriamento de absorção para aumentar a faixa de temperatura térmica disponível e aumentar uso dessa faixa de temperatura desse modo aumentando a eficiência e sua vantagem.
[0017] Tecnologia de dessecante líquido para realizar desumidificação está em uso desde a década de 30. Um dessecante líquido é simplesmente um líquido que tem uma afinidade elevada por água (naturalmente absorve umidade a partir do ar) e é usado como um agente de secagem. Um dessecante se refere a qualquer substância que tem uma afinidade elevada por água (higroscópico) e é usado como um agente de secagem.
[0018] Sistemas de ventilação de recuperação de calor (HRV) e ventilação de recuperação de energia (VER) são tipicamente sistemas de ventilação com duto genericamente consistindo em duas ventoinhas - uma para aspirar ar para dentro a partir do exterior e uma para remover ar interno viciado. Em toda a estação de
11/332 resfriamento, desumidificar o sistema funciona para resfriar e o ar externo, que entra. Isso é principalmente realizado pelo sistema tomando o calor rejeitado e enviando o mesmo para dentro do fluxo de ar de descarga para reciclar a energia térmica.
[0019] Subsequentemente esse ar resfria a bobina de condensador em uma temperatura mais baia do que se o calor rejeitado não tivesse entrado no fluxo de ar de descarga. Durante as estações de aquecimento, o sistema funciona em um maneirismo inverso. Ao invés de descarregar o calor no fluxo de ar de descarga, o sistema puxa energia térmica a partir do fluxo de ar de descarga para pré-aquecer o ar que entra. É nesse ponto que o ar passa através de uma unidade primária e então para dentro do espaço controlado. Com esse tipo de sistema, é normal, durante as estações de resfriamento, para o ar de descarga ser mais frio do que o ar de ventilação e, durante as estações de aquecimento, mais quente do que o ar de ventilação. É por esse motivo que o sistema funciona muito eficientemente e eficazmente. O Coeficiente de Desempenho (COP) aumentará muito à medida que as condições se tornam mais extremas e benefício adicional e eficiência a partir das cargas de sistema aumentadas quando comunicadas a partir da armazenagem térmica aumenta o valor geral e economia anual de energia [0020] Sistemas de ventilação de recuperação de energia (VER) são similares a sistemas HRV, porém transferem vapor de água carregado como umidade na forma de umidade bem como energia de calor, desse modo
12/332 controlando níveis de umidade. No caso da estação de verão, podem remover um pouco do vapor de água a partir do ar externo carregado de umidade antes de ser trazido para dentro; no caso da estação de inverno, podem transferir umidade na forma de umidade bem como energia de calor para o ar externo mais seco, mais frio que entra. Um permutador de calor de ar para ar, genericamente instalado em um espaço de teto, recupera calor a partir do ar interno antes de ser descarregado para o exterior, e aquece o ar que entra com o calor recuperado. A eficiência de um sistema VER é a razão de energia transferida entre os dois fluxos de ar em comparação com a energia total transportada através do permutador de calor. Um sistema de ventilação de recuperação de calor não é um sistema de aquecimento, porém é tipicamente capaz de recuperar entre 65%-95% do calor a partir do ar de descarga antes de ser descarregado para o exterior.
[0021] Ventilação de recuperação de energia (ERV) é o processo de recuperação de energia de permutar a energia contida em unidades controladas típicas e formar ar de área e usar o mesmo para tratar se no verão préresfriaria ou no inverno pré-aqueceria o ar de ventilação externo que entra em unidades encerradas, sistemas HVAC comerciais e residenciais. Por exemplo, durante a estação mais quente, o sistema pré-resfria e desumidifica enquanto umidifica e pré-aquece na estação mais fria. 0 benefício de usar recuperação de energia é a capacidade de atender os padrões de energia & ventilação apropriados, enquanto melhora a qualidade de
13/332 ar interna e reduz as exigências de energia total e exigências de capacidade de equipamento HVAC associadas. [0022] A dessalinização é conhecida e genericamente aceita na técnica anterior como um ambiente controlado e semicontrolado para dessalinização e é bem documentado na técnica anterior e tipicamente informações relacionadas e literatura de apoio são prontamente e publicamente disponíveis. Esse aparelho pode produzir água potável em uma escala ultra grande, em um preço que é verdadeiramente competitivo com bombeamento a partir de um reservatório ou poço subterrâneo ou aquífero de poço profundo, e não produz efluente de salmoura a ser eliminado devido ao método preferido da presente invenção de evaporação, destilação, processamento, separação de minerais associados e componentes a partir de fontes de água do mar e oceano.
[0023] Muitos tipos diferentes e métodos foram desenvolvidos e usados durante séculos de seu uso para fontes de água doce e como método para extração de sal. Água doce e salgada são dois elementos essenciais exigidos para um ciclo de vida típico para sobrevivência de todas as criaturas vivas incluindo seres humanos. As fontes principais de sal são genericamente extraídas de rochas ou extraídas de água do mar a partir dos oceanos e mares. O consumo máximo de sal está em sua forma natural após ser produzido a partir de oceanos, mares ou extraído diretamente a partir das formações de rocha. Sal é necessário na regulagem do equilíbrio de fluido ou teor de água do corpo. Através do tempo, a conscientização sobre o uso e
14/332 abuso potencial de sal aumentou tremendamente e a demanda por sal iodado refinado aumentou dramaticamente durante os últimos anos. Ânsias por sal podem ocorrer como resultado de deficiências de minerais residuais ou devido à deficiência do próprio cloreto de sódio.
[0024] Sal é importante para preservação da vida, porém uso errôneo e consumo em excesso podem causar graves problemas à saúde, como pressão sanguínea elevada e inflamação, mais naqueles indivíduos que são genericamente predispostos à hipertensão. Dietas elevadas em sal também conhecido como sódio, ligaram a hipertensão e risco para o coração em alguns estudos. Pode também piorar doenças causadas por resposta imune anormal, a pesquisa de laboratório sugere.
[0025] Em estudos recentes, camundongos alimentados com dietas com teor elevado de sal tiveram uma versão mais grave de uma forma animal de esclerose múltipla, uma doença autoimune que afeta o sistema nervoso central. Estudos adicionais mostram que as células interagem com o corpo para promover inflamação. Doenças autoimunes, adicionalmente, doenças como psoríase e asma na qual o sistema que protege o corpo contra invasores ataca erroneamente a célula saudável da ingestão excessiva de sal.
[0026] Dessalinização ou dessalgação se referem a um de vários processos que são usados para remover uma quantidade desejada de sal e outros minerais da água salina, salmoura e água do mar. Tipicamente, dessalinização pode também se referir à remoção de sais e minerais a partir do solo. Genericamente, água do mar
15/332 é dessalinizada para produzir água doce, comumente mencionada como água potável que é adequada para consumo animal e humano ou usada para irrigação de cultura. Alguns subprodutos em potencial de dessalinização de água do mar se separada e processada são sal, gesso, cloreto de magnésio, sulfato de magnésio, cloreto de potássio, hidróxido de potássio, boro e bromo, a lista acima não é exaustiva e não reflete a lista inteira de sais recuperáveis e minerais de oceanos e mares.
[0027] Dessalinização é o método para acessar água doce usada em países que não têm fontes de água doce naturais e adicionalmente usadas a bordo de muitos navios de mar e submarinos. A maioria dos esforços atuais com dessalinização, reciclagem de escoamento de superfície e processamento de água residual são tipicamente focados em desenvolver modos eficazes em termos de custo de fornecer água potável doce para hidratação e irrigação. Juntamente e incluindo água residual que é uma das poucas fontes de água independente de chuva.
[0028] Implementações de abordagem de projeto passado e da técnica anterior de Centro de Dados genericamente mantinham a filosofia de encher o espaço até a capacidade com componentes e então tentar o melhor esforço utilizando os métodos mais bem conhecidos disponíveis para resfriar o mesmo e fornecer energia de emergência para fins de backup. Tipicamente, centros de dados foram projetados para espaçamento aperado e para fluxo de ar através do chão, para cima através dos casos de centro de dados e para fora através do topo que foi
16/332 então sangrado a partir do espaço através de dutos. Aparelhos de ar condicionado grandes tipicamente usados na técnica anterior ou resfriadores mecânicos, esforçam então para usar métodos mais imaginativos utilizando o que funcionou bem no passado com o uso de sistema de resfriamento evaporativo, isso foi emparelhado com um economizador do lado de ar externo por levar para dentro ar mais frio a partir do exterior que resfria a instalação e os computadores do centro de dados, a fraqueza desse tipo é a densidade extremamente baixa de ar, mais em sua capacidade de transferência de energia térmica altamente limitada e as temperaturas externas que mudam rapidamente afetando muito o desempenho e eficiência.
[0029] Concreto é um material compósito composto de material granular grosso gue agrega e/ou carga incorporada em uma matriz dura de material o cimento e/ou aglutinante que enche o espaço entre as partículas agregadas e cola as mesmas juntas. A palavra concreto vem da palavra latina concretus que significa compacto ou condensado, o particípio passivo perfeito de concrescere, de con que significa junto e “crescere que significa crescer.
[0030] Concreto estrutural moderno difere de concreto romano em dois detalhes importantes. Em primeiro lugar, sua consistência de mistura é fluida e homogênea, permitindo que a mesma seja derramada em formas ao invés de exigir disposição à mão juntamente com a colocação de agregado que, na prática romana, frequentemente consistiu em destroços. Em segundo lugar, aço de reforço
17/332 integral fornece montagens de concreto modernas grande resistência em tensão, ao passo que concreto romano podería depender somente da resistência da ligação de concreto para resistir à tensão.
[0031] Concreto é amplamente usado para fazer estruturas arquiteturais, fundações, paredes de bloco/tijoio, calçadas, pontes/passagens elevadas, rodovias, pistas, estruturas de estacionamento, represas, lagos/reservatórios, tubos, fundações para portões, cercas e postes e mesmo barcos. Concreto é usado em grandes quantidades quase em todo lugar que a humanidade tem necessidade para infraestrutura. A quantidade de concreto usada no mundo inteiro em uma comparação de tonelada para tonelada é tipicamente duas vezes aquela de aço, madeira, plástico e alumínio combinado. 0 uso de concreto como um material comumente excede todos os outros e é somente excedido pelo uso de água doce de ocorrência natural.
[0032] Concreto também é a base de uma grande indústria comercial. Globalmente, a indústria de concreto de mistura pronta, o maior segmento do mercado de concreto, é projetado para exceder US$100 bilhões em receita em 2015. Dado o tamanho da indústria de concreto, e o modo fundamental em que concreto é usado para moldar a infraestrutura do mundo moderno, é difícil exagerar o papel que esse material desempenha hoje.
[0033] Há muitos tipos de concreto disponível, criado por variar as proporções dos ingredientes principais abaixo. Desse modo ou por substituição para as fases agregada e de cimento, o produto acabado pode ser
18/332 moldado para sua aplicação com resistência variável, densidade ou propriedades de resistência térmica e química. Agregado consiste em grandes pedaços de material em uma mistura de concreto, genericamente um cascalho grosso ou rochas trituradas como pedra calcária ou granito, juntamente com materiais mais finos como areia. Cimento, comumente cimento Portland, e outros materiais de cimento como cinza volátil e cimento de escória, servem como aglutinante ou um Ligare para o agregado.
[0034] Água é então misturada com esse compósito seco, que produz um semilíquido que trabalhadores podem moldar (tipicamente por derramar o mesmo em uma forma ou molde). O concreto solidifica e endurece até resistência dura de rocha através de um processo químico chamado hidratação. A água reage com o cimento, que liga os outros componentes juntos, criando um material robusto, resistente e semelhante à pedra. Misturas químicas são adicionadas para obter propriedades variadas. Esses ingredientes podem acelerar ou diminuir a taxa na qual o concreto endurece, e transmitir muitas outra propriedades úteis. Reforços são frequentemente adicionados ao concreto. Concreto pode ser formulado com elevada resistência compressiva, porém sempre tem resistência à tração mais baixa. Por esse motivo é normalmente reforçado com materiais que são fortes em tensão (frequentemente aço ou mais recentemente com compósitos).
[0035] Misturas de minerais estão se tornando cada vez mais populares nas últimas décadas. O uso de
19/332 materiais reciclados como ingredientes de concreto está ganhando popularidade devido à legislação ambiental cada vez mais rigorosa, e a descoberta de que tais materiais frequentemente têm propriedades complementares e valiosas. 0 mais conspícuo desses é cinza volátil, um subproduto de instalações de energia com queima de carvão, e sílica defumada, um subproduto de fornos de arco elétrico industriais. O uso desses materiais em concreto reduz a quantidade de recursos necessários, visto que a cinza e exalação atuam como uma substituição de cimento. O método preferido da presente invenção usa gesso e cinza a partir da dessalinização para monetizar as duas aplicações e sua eficiência associada em relação à técnica anterior. Isso desloca um pouco da produção de cimento, um processo energeticamente caro e ambientalmente problemático, enquanto reduz a quantidade de refugo industrial que deve ser eliminado.
[0036] A mistura necessária depende do tipo de estrutura ou objeto sendo construído, como o concreto é misturado e fornecido, e como é colocado para formar a estrutura ou moldar o objeto. Cimento Portland é o tipo mais comum de cimento em uso geral hoje para construção dos dias modernos. É um ingrediente básico de concreto, argamassa e reboco. Consiste em uma mistura de óxidos de cálcio, silício e alumínio. Cimento Portland e materiais similares são feitos por aquecer pedra calcária (uma fonte de cálcio) com argila e triturar esse produto (chamado klinker) com uma fonte de sulfato (mais comumente gesso).
20/332 uma estrutura produzidos em [0037] Um tijolo é um bloco ou uma unidade única de um material cerâmico usado em construção de alvenaria. Tipicamente, tijolos são empilhados juntos ou dispostos como alvenaria usando vários tipos de argamassa para manter os tijolos juntos e fazer permanente. Tijolos são tipicamente tamanhos comuns ou padrão em quantidades a granel. Foram considerados com um dos materiais de construção mais fortes e de duração mais longa usados em toda a história registrada.
[0038] No sentido geral, um tijolo é uma unidade de construção que suporta peso de tamanho padrão. Tijolos são dispostos em cursos horizontais, às vezes secos e às vezes com argamassa. Quando o termo é usado nesse sentido, o tijolo pode ser feito de argila, cal e areia, concreto ou pedra moldada. Em um sentido menos clínico e mais coloquial, tijolos são feitos de terra seca, normalmente de subsolo contendo argila. Em alguns casos, como adobe, o tijolo é meramente seco. Mais comumente é queimado em um forno de algum tipo para formar uma cerâmica verdadeira. A técnica anterior apresenta ineficiência durante processo de forno que é uma exigência de energia substancial. A técnica anterior não foi adicionalmente capaz de beneficiar de qual método preferido da presente invenção usa bobinas e permutadores de calor para recuperar desperdício de energia para eficiências aumentadas de todos incluindo processos e aplicação intensa em energia térmica. A técnica anterior não teve sistemas de armazenagem de energia térmica para beneficiar a eficiência da
21/332 recuperação de energia térmica e reutilização de energia térmica.
[0039] A técnica anterior de processos e aplicação de fabricação de bloco e tijolo nunca foi totalmente ou parcialmente automatizada devido a seu projeto inerente e falhas de implantação. O método preferido da persente invenção usa métrica, biométrica e tecnologias de imageamento térmico de análise, monitoramento e controle do processo de fabricação de tijolo amalgamado com inteligência artificial e automação incluindo robótica para reduzir ou eliminar lesões e tempo de atividade aumentado, produtividade e volume aumentado.
[0040] Fundição de alumínio é o processo de extrair alumínio a partir de seu óxido, alumina, genericamente pelo processo Hall-Heroult, entretanto, alumina é extraída a partir do minério bauxita por meio do processo Bayer em uma refinaria de alumina. Esse é um processo eletrolítico visto que tal fundidor de alumínio usa quantidades tremendas de energia elétrica; tendem a ser localizados muito próximos a estações de geração de energia imensas, frequentemente hidroelétricas. Adicionalmente, são localizados perto de portos marítimos e oceano com uma maior parte de alumina importada de uso do fundidor. Uma quantidade muito grande de carbono é tipicamente usada nesse processo, frequentemente resultando em quantidades significativas de emissões de GHG com dióxido de carbono e monóxido de carbono mais prevalente. O método preferido da presente invenção integração de captura, sequestro e reutilização de emissões, cria uma solução favorável ao meio ambiente
22/332 enquanto reduz a pegada de carbono em relação à técnica anterior.
[0041] A técnica anterior definiu um processo chamado eletrólise Hall-Héroult que é a rota de produção típica para processo primário e método comumente usado para produção de alumínio. Esse processo usa uma célula de eletrólito que é tipicamente feita de um invólucro de aço com uma série de revestimentos de isolamento de materiais refratários. A célula consiste em um invólucro de aço externo revestido com tijolo como um recipiente e como estrutura de suporte. Compreendido no invólucro, blocos de catodo são cimentados juntos por pasta de bater. A base para o topo do revestimento de célula está em contato com o metal fundido que então atua como o catodo. O eletrólito fundido deve ser mantido em temperatura elevada dentro da célula para evitar solidificação. O anodo pré-cozido é tipicamente feito de carbono, genericamente na forma de grandes blocos sinterizados suspensos no eletrólito único tipo Soderberg de eletrodo predeterminado de blocos de carbono pré-cozidos que são genericamente usados como o anodo, enquanto a formulação principal e as reações fundamentais ocorrem em sua superfície são normalizadas para produção e distribuição de energia consistente.
[0042] Um fundidor de alumínio consiste em um grande número de células e tipicamente mencionado como potes nos quais o processo de eletrólise ocorre. Um fundidor pequeno típico pode conter algo de tão pouco quanto 40 potes que podem ser usados em pequenas instalações e até
Tipicamente um ou um número
23/332 as fundições maiores propostas até sessenta e cinco vezes aquela capacidade que aproxima-se a quase 2.500 potes em grandes instalações de fundição, cada pote produz tipicamente aproximadamente uma tonelada de alumínio de produção por dia. A fundição é operada como um processo de batelada, com o metal de alumínio depositado no fundo dos potes e periodicamente transferido para longe para processamento final. Fontes de energia devem ser consistentes e constantemente disponíveis.
[0043] A temperatura de sopro quente pode ser de 900 2C a 1.3002C (1.6002F a 2.3002F) dependendo da condição e projeto do forno. As temperaturas com as quais lidam podem ser 2.0002C a 2.3002C (3.6002F a 4.2002F). Óleo, alcatrão, gás natural, carvão em pó e oxigênio também podem ser injetados no forno em um nível de ventaneira (tuyere) na área de forno para combinar com o coque para liberar energia adicional e aumentar a percentagem de gases de redução presentes o que é necessário para aumentar a produtividade. No segundo estágio, conhecido como fabricação de aço, impurezas como enxofre, fósforo, e carbono em excesso são removidos e elementos de formação de liga como manganês, níquel, cromo e vanádio são adicionados para produzir o aço exato necessário. Laminadores de aço então transformam aço fundido em blocos, lingotes, placas e folha através de fusão, laminação a quente e laminação a frio.
[0044] Um laminador de aço integrado tem todas as funções para a produção de aço primário: A) fabricação de ferro (conversão de minério em ferro líquido); B)
24/332 recipientes para aço adicionais.
fabricação de aço (conversão de ferro fundido em aço líquido), fusão (solidificação do aço líquido); C) laminação de desbaste/laminação de tarugo (reduzir tamanho de blocos); e D) laminação de produto (formatos acabados). As matérias primas principais para um laminador integrado são minério de ferro, pedra calcária, e carvão (ou coque) ou uma entrada de carbono de substituição. Esses materiais são carregados em bateladas em um alto-forno onde os compostos de ferro no minério desprendem oxigênio em excesso e se tornam ferro líquido. Em intervalos de algumas horas, o ferro líquido acumulado é canalizado do alto-forno e fundido em ferro fundido ou dirigido para outros operações de fabricação de
Historicamente, o processo Bessemer foi um grande avanço na produção de aço econômico, porém foi agora totalmente substituído por outros processos como o forno de oxigênio básico.
[0045] Ferro fundido é ferro ou uma liga ferrosa que foi aquecida até liquefazer, e então derramada em um molde para solidificar. É normalmente feito de ferro fundido. Os constituintes da liga afetam sua cor quando fraturada: ferro fundido branco tem impurezas de carbeto que permitem que rachaduras passem através. Ferro fundido cinza tem flocos de grafite que defletem uma rachadura que passa e iniciam incontáveis novas rachaduras à medida que o material quebra.
[0046] Carbono (C) e silício (Si) são os principais elementos de formação de liga, com a quantidade variando de 2,l%-4% em peso e l%-3% em peso, respectivamente.
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Ligas de ferro com menos teor de carbono são conhecidas como aço. Embora isso torne tecnicamente essas ligas de base ligas Fe-C-Si ternárias, o princípio de solidificação de ferro fundido é entendido a partir do diagrama de fase de carbono-ferro binário. Adicionalmente, cerâmica pode ser adicionada para uso de liga de alto desempenho. Uma vez que as composições da maioria dos ferros fundidos são em torno do ponto eutético do sistema de carbono-ferro, as temperaturas de fusão correlacionam estreitamente, normalmente variando de 1.150 a 1.200sC (2.100 a 2.190sF) que é aproximadamente 300sC (5729F) mais baixa que o ponto de fusão de ferro puro. O método preferido da presente invenção para aumentar a energia térmica de comunicação de eficiência a partir da armazenagem de energia térmica para fins de pré-aquecer e aquecer os processos de ferro fundido intensos em energia térmica.
[0047] Ferro fundido tende a ser frágil, exceto por feros fundidos maleáveis. Com seu ponto de fusão relativamente baixo, boa fluidez, capacidade de fusão, excelente capacidade de usinagem, resistência à deformação e resistência a desgaste, ferros fundidos se tornaram um material de engenharia com uma ampla gama de aplicações e são usados em tubos, máquinas e peças industriais automotivas, como cabeçotes de cilindro (diminuindo uso), blocos de cilindro e caixas de marcha (diminuindo uso). É resistente à destruição e enfraquecimento por oxidação (ferrugem).
[0048] Enzimas são proteínas que atuam como catalisadores. Enzimas diminuem a energia exigida para
26/332 que uma reação ocorra, sem serem gastas na reação. Muitos tipos de indústrias, para auxiliar na geração de seus produtos, utilizam enzimas. Os exemplos desses produtos são: queijo, álcool e pão. Fermentação é um método de gerar enzimas para fins industriais.
[0049] Fermentação envolve o uso de micro-organismos, como bactérias e levedura para produzir as enzimas. Há dois métodos de fermentação usados para produzir enzimas. Esses são fermentação submersa e fermentação de estado sólido. Fermentação submersa envolve a produção de enzimas por micro-organismos em um meio de nutriente líquido. As enzimas são recuperadas por métodos como centrifugação, para enzimas produzidas extracelularmente e lise de células para enzimas intracelulares. Muitas indústrias são dependentes ou interdependentes de enzimas para a produção de seus artigos. Indústrias que usam enzimas geradas pela fermentação são preparo, fabricação de vinho, cozimento, produção de queijo e outros usos que exigem quebra de materiais.
[0050] Processo de moagem de milho é aproximadamente 20% da colheita anual de milho atualmente usada por processadores de milho industrial para produzir uma variedade de produtos como edulcorantes, amidos, óleos, etanol e rações de animais. A grande maioria do resto é alimentada para animais domésticos, aves & peixes. Esse grão versátil compreende quatro componentes primários que tornam possível a fabricação de uma variedade de produtos e subprodutos. Os componentes típicos de milho são amido (61%), óleo de milho (4%), proteína (8%) e fibra (11%) - aproximadamente 16% do peso de grão de
27/332 milho é umidade. A modalidade preferida envolve moagem úmida de milho como o método principal de processamento e cada método produz produtos distintos e insumos para coprodutos e sua produção associada.
[0051] Embora o processo de moagem úmida seja intenso tem termos de capital com custos operacionais potencialmente mais elevados, a capacidade de produzir uma variedade de produtos pode ser uma compensação valiosa em lidar com mercados voláteis. O processo de moagem úmida resulta em rendimentos de etanol levemente mais baixos do que um processo de moagem seco tradicional uma vez que um pouco do amido fermentável existe o processo ligado aos coprodutos vendáveis.
[0052] O processo de moagem única de milho é projetado para extrair o uso mais elevado e proposição de valor de cada componente do grão de milho. O método preferido da presente invenção compreende o processo começando com os grãos de milho sendo embebidos em tanques grandes chamados tanques de maceração em uma solução de dióxido de enxofre aquosa diluída, adicionalmente as modalidades preferidas usam entrada de energia térmica a partir da armazenagem para auxiliar no amolecimento de grãos de milho e eliminar quaisquer bactérias que podem estar presentes que poderíam contaminar e degradar etapas adicionais no processo. O grão amolecido é então processado para remover o germe que é adicionalmente processado para remover o óleo de milho de alto valor. O Farelo de germe que permanece após o óleo é extraído e comercializado para uso em ração de animal.
28/332 [0053] Após remoção de germe, os componentes de grão restantes são separados para remover a fibra. A fibra é então combinada com o licor de maceração evaporado, concentrado e seco e outros fluxos de coproduto para produzir Alimento de glúten de milho. A proteína de glúten e amido subsequentemente passa através de peneiras e a pasta de glúten-amido é enviada para separadores centrífugos onde a proteína de glúten mais elevada e o amido mais pesado são separados. A proteína de glúten é então concentrada e seca para produzir Farelo de glúten de milho, uma alimentação de proteína a 60%. Rações de animal de alimentação de glúten de milho (CGF) e farelo de glúten de milho (CGM) . Para fins definidos em CGF e seu plâncton processado (algas verdes azuis) aditivos serão mencionados como grãos de alimentação aumentados (EFG). O método preferido da presente invenção incorpora o uso de energia térmica residual e geração de CO2 residual para entradas de plâncton que fornece mercados verticais comparados com expulsão da técnica anterior com pouca ou nenhuma recuperação ou reciclagem para beneficiar o mesmo.
[0054] Um pouco do amigo é então lavado e seco ou modificado e seco. Esses produtos de amido são comercializados para as indústrias alimentícias, de papel e têxtil. O amido restante pode ser processado em produtos como edulcorantes com elevado teor de frutose ou etanol. Tipicamente, um bushel médio de milho rende 14,29 Kg (31,5 lbs) de amido, 5,67 Kg (12,5 lbs) de alimentação de glúten, 1,13 Kg (2,5 lbs) de farelo de glúten e 0,73 Kg (1,6 lbs) de óleo de milho.
29/332 [0055] Etanol é considerado uma fonte de energia quase renovável devido ao fato de que a energia é parcialmente gerada utilizando um recurso, luz do sol, que não pode esgotar, deve ser observado, entretanto, que o plantio, fertilização e processo de colheita exigem grandes quantidades de energia que tipicamente feio de fontes não renováveis.
[0056] A criação de etanol inicia com a fotossíntese que faz com que um insumo, como cana de açúcar ou um grão como milho, ou mesmo switchgrass cresça. Esses insumos são processados através de processos celulósicos ou de moagem em etanol. Pode ser feito de produtos de petróleo através de hidratação catalítica de etileno com ácido sulfúrico como o catalisador. Etanol também pode ser obtido através de etileno ou acetileno, de carbeto de cálcio, carvão, gás de óleo e outras fontes. Etanol a base de não renovável derivado de petróleo (etanol sintético) é quimicamente idêntico a bioetanol e pode ser diferenciado somente por datação de radiocarbono. [0057] Bio-etanol é normalmente obtido a partir da conversão de insumo à base de carbono. Insumos agrícolas são considerados renováveis porque obtêm energia do sol usando fotossíntese, com a condição de que todos os minerais necessários para crescimento (como nitrogênio e fósforo) são retornados à terra. Etanol pode ser produzido de uma variedade de insumos como cana de açúcar, bagaço, miscantus, switchgrass, cevada, cânhamo, kenaf, doce, mandioca, girassol, frutas, beterraba, sorgo, batata, grao, batata milho, melado, restolho, grão, trigo, palha, algodão, outra biomassa,
30/332 bem como muitos tipos de refugo de celulose e colheitas o que for melhor de avaliação do produtor ao consumidor. [0058] Fibra de carbono é um tipo de filamento de carbono tecido. Para o material compósito rígido feito de fibra de carbono usado em aplicação aeroespacial e outras aplicações são comumente combinados formados em compósito por introdução de uma matriz de polímero reforçada com fibra de carbono.
[0059] Fibra de carbono da técnica anterior, alternativamente fibra de grafite, grafite de carbono ou CF, é um material consistindo em fibras tipicamente com aproximadamente 5 - 10 gm de diâmetro e composta principalmente na maior parte de átomos de carbono. Para produzir fibra de carbono, os átomos de carbono são ligados juntos em cristais que são mais ou menos alinhados paralelos ao eixo longo da fibra visto que o alinhamento de cristal fornece a razão de resistência elevada de fibra para volume (tornando o mesmo forte para seu tamanho). Vários milhares de fibras de carbono são enfeixadas juntas para formar uma estopa, que pode ser usado por si só ou tecido em um pano.
[0060] As propriedades de fibras de carbono, como rigidez elevada, resistência à tração elevada, baixo peso, resistência química elevada, tolerância à temperatura elevada e baixa expansão térmica. Devido a essas vantagens a popularidade e interesse crescente é um poço subterrâneo de esforço e investimento, isso se origina de indústrias como aeroespacial, engenharia civil, militar e esportes de motor, juntamente com uma gama de outros esportes de competição. Vale a pena
31/332 observar, entretanto, que Fibra de carbono é relativamente cara quando comparada com fibras similares, como fibras de vidro ou fibras de plástico. [0061] Fibras de carbono são normalmente combinadas com outros materiais para formar um material compósito avançado. Quando combinado com uma resina de plástico e enrolado ou moldado forma polímero reforçado de fibra de carbono (frequentemente mencionado como fibra de carbono) que tem uma razão de resistência para peso muito elevada normalmente comparada com as características de aço que também é extremamente rígido embora Fibra de carbono seja de certo modo frágil. Devese observar, entretanto que pode ser demonstrado que Fibras de carbono quando compostas com outros materiais, como com grafite e grafene para formar compósitos de carbono-carbono, que têm uma tolerância muito elevada a calor. Há uma gama de outros aditivos como titânio e outros elementos de ligação que podem aumentar as características das exigências de compósito buscadas. [0062] Um filamento de carbono com 6 pm de diâmetro pode ser comparado com o diâmetro de um cabelo humano. Cada fio de filamento de carbono é um feixe de muitos milhares de filamentos de carbono. Um único tal filamento é um tubo final com um diâmetro de 5-8 micrômetros e consiste quase exclusivamente de carbono. A estrutura atômica de fibra de carbono é similar àquela de grafite, consistindo em folhas de átomos de carbono (folhas de grafene) dispostas em um padrão hexagonal regular, a diferença estando no modo em que estas folhas entrelaçam. Grafite é um material cristalino no qual as
32/332 folhas são empilhadas paralelas entre si no modo regular. As forças intermoleculares entre as folhas são forças Van der Waals relativamente fracas, fornecendo a grafite suas características macias e frágeis.
[0063] Dependendo do precursor para fazer a fibra, fibra de carbono pode ser turbostrático ou grafítico, ou ter uma estrutura híbrida com partes tanto grafítica como turbostrática presentes. Em fibra de carbono turbostrática as folhas de átomos de carbono são casualmente dobradas, ou amassadas, juntas. Fibras de carbono derivadas de poliacrilonitrila (PAN) são turbostraticas, ao passo que fibras de carbono derivadas de piche de mesófase são gráficas após tratamento térmico em temperaturas excedendo 2.2002C. Fibras de carbono turbostráticas tendem a ter resistência à tração elevada, ao passo que fibras de carbono derivadas de piche de mesófase tratadas a calor têm módulo de Young elevado (isto é, rigidez ou resistência elevada à extensão sob carga) e elevada condutividade térmica. [0064] Fibra de carbono é mais notavelmente usada para reforçar materiais compósitos, particularmente a classe de materiais conhecidos como polímeros reforçados com grafite ou fibra de carbono. Materiais não de polímero podem ser também usados como a matriz para fibras de carbono. Devido à formação de carbetos de metal e considerações de corrosão, carbono viu sucesso limitado em aplicações de compósito de matriz de metal. Carbonocarbono reforçado (RCC) consiste em grafite reforçado com fibra de carbono, e é usado estruturalmente em aplicações de temperatura elevada. A fibra também
33/332 encontra uso na filtração de gases de temperatura elevada, como um eletrodo com área superficial elevada e resistência impecável à corrosão, e como um componente antiestático. A moldagem de uma camada fina de fibras de carbono melhora significativamente a resistência a incêndio de polímeros ou compósitos termorrígidos porque uma camada compacta densa de fibras de carbono reflete eficientemente o calor. 0 uso de compósitos de fibra de carbono é comumente usado como uma substituição direta para alumínio a partir de muitas aplicações comerciais em favor de outros metais devido a problemas de corrosão galvânica.
[0065] Precursores de fibras de carbono são poliacrilonitrila (PAN), raiom e piche. Fios de filamento de fibra de carbono são usados em várias técnicas de processamento: os usos diretos são para prepregging, enrolamento de filamento, pultrusão, tecedura, trançado, etc. O fio de fibra de carbono é classificado pela densidade linear (peso por comprimento unitário, isto é, 1 g/1.000 m = 1 tex) ou pelo número de filamentos por contagem de fios, em milhares. Por exemplo, 200 tex para 3.000 filamentos de fibra de carbono é três vezes tão forte quanto 1.000 fios de filamento de carbono, porém também é três vezes tão pesado. Esse fio pode ser então usado para tecer um pano ou tecido de filamento de fibra de carbono. A aparência desse pano genericamente depende da densidade linear do fio e da tecedura escolhida. Alguns tipos comumente usados de tecedura são sarja, cetim e simples. Fios de
34/332 filamento de carbono também podem ser tecidos ou trançados.
[0066] Pirólise é o aquecimento de um material orgânico, como biomassa, na ausência de oxigênio. Pirólise é a decomposição química induzida em materiais orgânicos por calor na ausência de oxigênio. Materiais orgânicos são transformados em componentes gasosos e um resíduo sólido (coque) contendo cinza e carbono fixo. O processo de pirólise típico é formalmente definido como decomposição química induzida em materiais orgânicos por calor na ausência de oxigênio. Na prática, não é possível obter uma atmosfera totalmente isenta de oxigênio; sistemas pirolíticos efetivos são operados com quantidades de oxigênio inferiores à estequiométrica. Como nenhum oxigênio está presente o material não combusta, porém os compostos químicos (isto é, celulose, hemicelulose e lignina) que compõem aquele material decompõem termicamente em gases combustíveis e carvão. [0067] A maioria desses gases combustíveis pode ser condensada em um líquido combustível, chamado óleo de pirólise ou bio-óleo, embora haja alguns gases permanentes como CO2, CO, H2, hidrocarbonetos leves. Tipicamente, pirólise de biomassa produz três produtos: um líquido, bio-óleo, um sólido, biocarvão e um gasoso (gás de síntese). A proporção desses produtos depende de vários fatores incluindo a composição do insumo e parâmetros de processo. Um pouco de oxigênio estará presente em qualquer sistema pirolítico, oxidação nominal ocorrerá. Se materiais voláteis ou semivoláteis estiverem presentes no refugo, a dessorção térmica
35/332 também ocorrerá. Pirólise é uma tecnologia emergente. Embora os conceitos básicos do processo tenham sido validados, os dados de desempenho para uma tecnologia emergente não são totalmente reconhecidos ainda.
[0068] Bio-óleo é uma mistura complexa densa de compostos orgânicos oxigenados. Tem um valor de combustível que é genericamente 50%-70% daquele de combustíveis à base de petróleo e pode ser usado como um combustível de caldeira ou upgraded para combustíveis de transporte renováveis. Usando o método acima da presente invenção consiste em separação promovendo saídas de produto puro com elevada qualidade quando comparado com bio-óleo de convenção processado por sistemas da técnica anterior. A densidade é > 1 Kg L-l, muito maior que aquela de insumo de biomassa, tornando o mesmo mais eficaz em termos de custo para transporte do que biomassa.
[0069] Toda produção de insumo baseada em pirólise segue o mesmo padrão básico. É similar em conceito e química aos processos de época que produziram petróleo, apenas ocorrendo durante um período de tempo muito mais curto. Biomassa como restolho de milho, pó de serra ou switchgrass ou outro agente ou material de biomassa é submetido à pressão elevada e calor em uma atmosfera isenta de oxigênio. O material decompõe, sem queimar, em água mais gases ricos em carbono, sólidos e líquidos. [0070] A porção de gás, na maior parte uma mistura de
H2 e CO chamada gás de síntese, pode ser usada como combustível ou adicionalmente processado em hidrocarbonetos. O sólido, conhecido como coque ou
36/332 queima, é em torno de 90% de carbono e foi normalmente e genericamente queimado para fornecer calor para o processo, o método preferido da presente invenção utiliza entrada de geração de energia renovável ao passo que coque tem um uso de valor mais elevado quando fornecido como o produto de carbono de base preferido como o coque na produção de alumínio e aço combinado e instalação de reciclagem. O líquido, conhecido como óleo de pirolise, é uma mistura de hidrocarbonetos oxigenados que podem ser quimicamente reduzidos para criar um combustível semelhante à gasolina.
[0071] A fermentação de etanol e pirólise não são os usos relacionados à energia únicos para biomassa. A cogeração pode queimar o material para gerar calor de turbina a vapor. A gaseificação pode converter o mesmo em gás de sínese, que pode ser processado em combustíveis líquidos utilizando química FischerTropsch, um processo industrial caro, porém estabelecido.
[0072] A pirólise fornece em geral um produto final de valor mais elevado por libra de biomassa do que a cogeração e pode ser transformado em um líquido mais eficaz em termos de custo do que a gaseificação e liquefeito na qualidade de combustíveis de queda e lubrificações criadas por bio. O método preferido da presente invenção de energia térmica renovável para pirólise forma uma solução primária para uso de biomassa para lubrificação renovável e queima e/ou produção de coque e redução e/ou eliminação da necessidade para uso
37/332 de combustíveis fósseis para energia ou como insumo de componente exigido para produção e base química moderna. [0073] Pirólise de materiais orgânicos produz gases combustíveis, incluindo monóxido de carbono, hidrogênio e metano, e outros hidrocarbonetos. Se os gases de descarga forem resfriados, líquidos condensam produzindo um resíduo de alcatrão/óleo e água contaminada. Pirólise ocorre tipicamente sob pressão e em temperaturas operacionais acima de 4302C (8002F). Os gases de pirólise exigem tratamento adicional. Deve ser observado que essa faixa térmica está bem compreendida na faixa de produção de energia térmica solar que seria igual a que nenhuma geração de energia externa seria necessária utilizando energia térmica armazenada como a base de entrada de energia.
[0074] Métodos de tratamento térmico convencionais, como forno rotativo, forno de soleira rotativo, ou forno de leito fluidifiçado, são usados para pirólise de refugo. Fornos usados para pirólise, potencialmente para inclinação seriam fisicamente similares, porém operariam em temperatura mais baixa e com menos fornecimento de ar do que seria necessário para combustão. Processo de sal fundido também pode ser usado para pirólise de refugo. Esses processos são descritos nas seguintes seções:
Forno Rotativo [0075] 0 forno rotativo é um cilindro giratório levemente inclinado, revestido com refratário que serve como uma câmara de aquecimento.
Forno de Leito Fluidificado
38/332 [0076] O leito fluidificado em circulação utiliza ar em alta velocidade para circular e suspender as partículas de refugo em uma malha de aquecimento e opera em temperaturas até 430sC (800sF).
Destruição de Sal Fundido [0077] A destruição de sal fundido é outro tipo de pirólise. Na destruição de sal fundido, um incinerador de sal fundido utiliza um leito de sal turbulento, fundido, como carbonato de cálcio, como uma transferência de calor e meio de purificação/reação para destruir materiais perigosos. Refugo sólido picado é injetado com ar sob a superfície do sal fundido. Gases quentes compostos principalmente de dióxido de carbono, fluxo, e componentes de ar não reagidos elevam através do banho de sal fundido, passam através de uma zona de reação secundária, e através de um sistema de limpeza e reciclagem de gás de emissão antes de descarregar na atmosfera. Outros subprodutos de pirólise reagem com o sal fundido alcalino para formar produtos inorgânicos que são retidos na corrida. Sal fundido gasto contendo cinza é canalizado a partir do reator, resfriado e reciclado.
[0078] A palavra agricultura no sentido de um terreno agrícola deriva do verbo farm uma fonte de receita, quer impostos, alfândega, alugueis de um grupo de casarões ou simplesmente para manter um mano individual pela posse de terra feudal de fazenda de taxa. A palavra provém do substantivo latino medieval firma significando um acordo fixo, contrato, a partir do adjetivo latino clássico firmus que significa forte,
39/332 corpulento, firme. Na idade medieval virtualmente todos os menos e principais propriedades e nobres estavam engajados no ramo de agricultura, muitos incluíam seus próprios ferreiro e outras classes de sub-habilidade para fornecer bases para serem de suporte de seus esforços de agricultura que era tipicamente uma fonte de receita principal, como tal para possuir um casarão e se tornar um nobre pela posse de fazenda de taxa se tornou sinônimo com a prática da própria agricultura. O controle da fazenda e propriedade de terra se tornou tradicionalmente um indicador principal de status e poder, especialmente nas sociedades agrárias europeias medievais.
[0079] Tipicamente, uma fazenda é uma área de terra comumente mencionada como agricultura ou água comumente mencionada como aquicultura, qualquer uma dessas pode incluir várias estruturadas principalmente dedicadas à e subestruturas que são prática de produzir e controlar alimentos (isto é, produção, grãos e animais como animais domésticos ou espécie aquática). É a instalação de produção básica usada para produção e/ou geração de alimento. Genericamente, uma fazenda pode pertencer e ser operado por um único indivíduo, família, comunidade, sociedade comercial ou uma companhia. Uma fazenda típica pode ser qualquer tamanho em escala a partir de uma fração de um acre até vários ou dezenas de milhares de acres.
[0080] Um negócio produzindo árvores frutíferas, bagas, xaropes ou nozes é chamado um pomar; uma vinha produz uvas. O estábulo é usado para operações
40/332 principalmente envolvidas no treinamento de cavalos. Fazendas comerciais e stud criam e produzem outros animais e animais domésticos. Uma fazenda que é usada principalmente para a produção de leite, creme ou queijo e outros produtos laticínios é tipicamente chamada uma fazenda de laticínios. Fazendas de especialidade adicionais incluem aquaponicas que pode ser aeroponicos ou hidropônicos para o crescimento de plantas ou aquatura de outro modo mencionada como fazenda aquática ou uma fazenda de piscicultura, que criaria peixes em pens e tanques para crescer como uma fonte de alimentos, e fazendas de árvores, que crescem árvores para venda para transplante, madeira ou uso decorativo.
[0081] Dessalinização, destilação, evaporador, aciaria, mini fábrica, produção de componente de polímero e plástico, produção de fibra de carbono, produção de ferro fundido, sistema de defesa TARDUS, Resfriamento por absorção, armazenagem fria, armazenagem seca, sistema de congelamento rápido, turbinas eólicas, geradores solares, solar térmico, solar fotovoltaico, armazenagem de energia térmica e química, processos e aplicações Stirling, resfriador, refrigeração, aquecimento e condicionamento de ar, aquecimento de água, destilação, sistemas de dessalinização e purificação de água, regeneração elétrica usando vários tipos de combustível, fontes químicas e térmicas em vários projetos e configurações para fornecer uma geração de energia responde para atender a necessidades de energia para incluir outros processos e aplicações e processos de separação são bem conhecidos na técnica
41/332 anterior. É previsto que a fiação elétrica, condutos de transferência de material líquido, semilíquido e sólido podem consistir em condutos, dutos, tubos, mangueiras, tubagem pneumática, correias transportadoras, ou qualquer meio de circuitos e malhas de conexão, transportando matéria sólida e/ou semissólida.
[0082] Entretanto, a técnica anterior dos sistemas e dispositivos acima, particularmente quando as invenções referenciadas são fisicamente implantadas não são genericamente planejadas, estabelecidas ou orquestradas para beneficiar de eficiência mais elevada como componentes integrais como elementos em um ambiente de sistema de controle de multiníveis integrado por formar um ciclo lógico completo e essencial ou de outro modo seria mencionado como um ecossistema de energia, genericamente sistemas são planejados para implantação com uma base de eficiência como um dispositivo independente com desempenho de projeto de sistema subpar.
[0083] A implantação da técnica anterior tinha exigido contagem de parte mais elevada, custos de fabricação aumentados, custos de montagem montados, custos de transporte aumentados, contagem de subparte aumentada e partes mais caras com inventário de partes customizadas maior exigido, subsistemas duplicados e de sobreposição, custos de reparo e manutenção problemática frequentes, elevação de custo nivelado de energia e produção de produtos, adicionalmente causa despesas operacionais mais elevados, conexão de energia de rede e perdas de linha de transferência.
42/332 [0084] Projetos de rede inteligente da técnica anterior e integrações usam principalmente medidores inteligentes em conexões de consumidor para monitorar uso. O aperfeiçoamento em relação à técnica anterior de implementação de rede inteligente da presente invenção é efetuado através do uso de monitoramento, identificando as fontes de uso de energia através do dispositivo de transmissão de dados, entrada manual de consumidor e a partir de sua pegada de sinal elétrico comum, armazenagem de conjuntos de dados de perfil, responder com assunções de energia apropriadas a partir de perfis de uso extraídos, análise de uso de horário de dia para resposta de carga de energia aumentada em relação à qualidade de energia e disponibilidade de energia para aumentar a estabilidade de rede.
[0085] A tecnologia de energia eólica é tipicamente usada para converter energia cinética a partir do vento em energia mecânica e/ou eletricidade. Para extrair energia do vento, uma turbina eólica pode incluir um rotor com um conjunto de pás e um eixo de rotor conectado às pás. O vento que passa sobre as pás conectadas ao rotor pode fazer com que as pás girem e o eixo de rotor gire. Além disso, o eixo de rotor giratório pode ser acoplado a um sistema mecânico que executa uma tarefa mecânica como bombear água, compressores de separação de gás de atmosfera, fornecer energia rotacional para gerar eletricidade. Alternativamente, o eixo de rotor pode ser conectado a um gerador elétrico que converte a energia rotacional em eletricidade, que pode subsequentemente ser usado para
43/332 acionar um consumidor, dispositivo comercial ou industrial e/ou rede elétrica.
[0086] A tecnologia de energia solar é tipicamente usada para converter energia de luz a partir do sol em energia térmica e/ou eletricidade fotovoltaica. Para extrair energia solar, uma superfície de coleta e/ou refletor como é o caso com tecnologias solares térmicas para concentrar as energias solares na superfície de coletor solar acima mencionada. A energia solar que atinge a superfície de coleta é convertida em energia elétrica gerada fotovoltaica ou como calor gerado térmico para uso direto, transferência e/ou armazenagem. Entretanto, a natureza variável de vento e disponibilidade de energia solar pode interferir com carga de base e/ou geração de eletricidade em demanda, produtos e subprodutos gerados a partir de energia solar e eólica. Por exemplo, a armazenagem de energia utilizando técnicas químicas e térmicas pode ser necessária para compensar flutuações em eletricidade, produtos e subprodutos gerados a partir de energia solar e eólica e/ou manter serviço de aprovisionamento de energia elétrica e/ou térmica seguro e/ou em uma rede elétrica pública e privada.
[0087] Armazenagem de energia térmica (TES) pode ser aprovisionada com fluidos e meios de transferência de energia térmica gerada a partir de sistemas coletores de reação térmica solar e/ou elétrica e/ou reação química e/ou a partir de conversão térmica é realizada por ação de mecanismos de resfriamento, particularmente resfriadores de absorção não baseados em compressores,
44/332 particularmente especiais, e outros dispositivos configurados para absorver, dissipar ou transferir transferência de energia térmica para armazenagem de energia térmica em baixa temperatura. Energia térmica adicional pode ser gerada através da transferência a partir de um elemento de aquecimento e/ou resfriamento ou outros processos de aplicação derivados para iniciar transferência térmica para um meio, adicionalmente como um método para energia elétrica para técnica de armazenagem de energia térmica.
[0088] A Energia térmica em demanda é tornada disponível a partir de Sistemas de armazenagem de energia térmica bombeando fluidos de transferência térmica para uso direto como uma produção de energia térmica de um serviço como fornecendo energia térmica para um aquecimento de espaço, aquecedor de água ou outras aplicações intensivas térmicas e operações podem ser usadas para resfriar outras unidades e áreas nas unidades, como água dirigida para a unidade de aquicultura ou atmosfera da unidade de aeroponicos, armazenagem fria ou armazenagem de congelamento rápido. Esse processo pode ser conduzido através de fluido para dispositivo de transferência térmica como um motor Stirling e/ou turbina a vapor e/ou uso de aplicações intensivas térmicas e/ou através de um líquido de transferência térmica secundário para armazenagem e reutilização de energia térmica de refugo.
[0089] Reserva de energia de backup de rede comercial também chamada armazenagem de energia de escala de rede comercial se refere aos métodos usados para armazenagem
45/332 de energia em uma escala de rede comercial em uma rede de energia comercial. A energia é armazenada durante momentos em que a produção a partir dos componentes de geração de energia excede consumo de energia localizada e as armazenagens são usadas em tempos em que o consumo excede produção de carga de base disponível ou estabelece uma exigência de energia de linha de base mais elevada.
[0090] Desse modo, a produção de energia não necessita ser drasticamente aumentada e diminuída para atender as exigências momentâneas de consumo, os níveis de produção são mantidos em um nível estável mais consistentemente com qualidade de energia aperfeiçoada. Isso tem a vantagem de que instalações de energia baseadas em armazenagem de energia e/ou energia térmica podem ser eficiente e facilmente operadas em níveis de produção constantes.
[0091] Em particular, o uso de fontes de energia intermitentes conectados a rede comerciais como solar térmico e fotovoltaico bem como turbinas eólicas pode beneficiar da armazenagem térmica de energia de rede comercial. Energia derivada de fontes de vento e solar é de natureza inerentemente variável, significando a quantidade de energia elétrica produzida varia com tempo, dia da semana, estação e fatores ambientais aleatórias que ocorre na variabilidade das condições climáticas.
[0092] Em um sistema intensivo térmico e/ou de rede de energia elétrica com armazenagem de energia, fontes de energia que se baseiam em energia gerada a partir de
46/332 vento e solar devem ter representação de armazenagem de energia de escala de rede comercial casada para ser aumentada e diminuída para casar com a elevação e queda de produção de energia a partir de fontes de energia intermitentes. Desse modo, a armazenagem de energia de rede comercial é um método que o comercial pode usar para adaptar a produção de energia para consumo de energia, os quais podem variar ao longo do tempo. Isso é feito para aumentar eficiência e diminuir o custo de produção de energia e/ou integrar e facilitar o uso de fontes de energia intermitente.
[0093] A armazenagem de energia térmica mais comumente usa mistura de sal fundido como um meio de armazenagem e transferência de temperatura elevada que é usado para armazenar calor coletado por um sistema de coleta solar, entrada térmica gerada de biogás ou por injeção de armazenagem térmica gerada elétrica. A armazenagem de energia térmica consistindo em substâncias comumente disponíveis e meios de armazenagem, por exemplo, água congelada em gelo para armazenar energia como um meio de armazenagem de temperatura fria.
[0094] A energia armazenada pode ser usada para gerar eletricidade ou fornecer energia térmica durante disponibilidade de geração de energia solar e/ou eólica inadequada ou durante eventos de condições climáticas extremas. Eficiências térmicas durante um ano de 99% foram previstas. O Sistema de armazenagem de energia térmica mostrou que a eletricidade em armazenagem para eletricidade para fora (eficiência de viagem de ida e
47/332 volta) na faixa de 75% a 93% utilizando sistemas de recuperação de energia aumentada.
[0095] Geradores de Radioisótopo Stirling (SRG) da técnica anterior, tipicamente usavam motores Stirling de pistão livre acoplados a alternadores ou um gerador para fins de converter energia térmica em eletricidade. Motores Stirling são um motor de calor conhecido que tem eficiência mais elevada do que sistemas à base de vapor que podem converter energia térmica em eletricidade. O programa RPS está desenvolvendo a tecnologia Stirling para uso possível em missões espaciais futuras. A NASA tinha planejado anteriormente completar o desenvolvimento de duas unidades de Gerador de radioisótopo Stirling avançado (ASRG), infelizmente para desenvolvimento de energia em geral a decisão de descontinuar o desenvolvimento de um sistema ASRG ocorreu no final de 2013. O Glen Resarch Center da NASA continua o desenvolvimento e teste de tecnologia de motor Stirling do tipo pistão livre para uso potencial por missões de exploração espacial futuras e atuais. Dentro de um motor Stirling de pistão livre com gerador linear, um pistão móvel é acionado pelo calor de uma fonte de combustível. O pistão moveria um ímã para frente e para trás através de uma bobina de arame como um gerador linear para gerar corrente elétrica no arame. [0096] Como o processo usado para converter energia térmica em eletricidade, conhecido como o ciclo Stirling, é mais eficiente do que os sistemas acionados solares fotovoltaicos e termoelétricos, geradores usando tecnologia Stirling podem fornecer um meio mais
48/332 eficiente de produzir energia para espaçonave do que sistemas de energia existentes. Implementações da técnica anterior de ASRG e o tipo original de protótipos de SRG demonstraram tipicamente uma eficiência muito mais baixa e geração mais baixa de energia a partir de falhas de projeto inerentes do que pode ser obtido com a modalidade preferida da presente invenção.
[0097] Todos os edifícios e áreas alvo necessitando controle ambiental exigem ventilação mecânica controlada, ou a função de introdução intencional e controlada de ar externo para o espaço de controle condicionado pretendido. Edifícios, casas e áreas ambientais controladas vedam intencionalmente os edifícios para um grau mais elevado de qualidade de ar e controle ambiental. A maioria das diretrizes e padrões de qualidade de ar especifica, entretanto, que quase 30% do espaço de ar de área de controle deve ser recirculado a cada hora. Um manipulador de ar tipicamente com uma ventoinha eficiente operará em um ciclo de carga de no mínimo 33% incluindo chamadas para aquecimento e resfriamento. Em média durante o ano, genericamente o controle de ciclagem de ventoinha ativará a ventoinha aproximadamente 15% do tempo sem demanda coincidente de aquecimento ou resfriamento.
[0098] A técnica anterior e sua implementação eram genericamente componentes descasados não planejados nem integrados de tal modo a eliminar sobreposição de componente e material, reduzindo eficiência e aumentando muito os custos de manutenção e instalação. Invólucros de edifício devem ser construídos hermeticamente construídos
49/332 vedados e então ventilados corretamente para exigências de saúde, conforto e ventilação ambiental. Para controlar um sistema de controle ambiental deve ser um sistema encerrado e adequadamente mantido. A eliminação de vazamentos que causam problemas de impressão deve ser eliminada para permitir troca de fluxo de ar de controle fácil entre o ar viciado interno e a fonte de ar fresco externo. Deve ser observado, entretanto, que um invólucro de edifício hermeticamente vedado ou área de controle exige tanto ventilação mecânica como controle de fonte de organismo e poluente que são necessários para assegura que haja qualidade de ar interno razoável e remoção de poluentes e alérgenos a partir do interior do edifício, casa ou área de controle.
[0099] Sistemas de ventilação de recuperação de calor (HRV) e ventilação de recuperação de energia (ERV) são sistemas de ventilação com duto tipicamente consistindo em duas ventoinhas - uma para aspirar ar para dentro a partir do exterior e uma para remover ar interno viciado. Um permutador de energia térmica ar para ar comumente chamado um permutador de calor, genericamente instalado em um espaço de teto, recupera energia térmica a partir do ar interno antes de ser descarregado para o exterior e trocas térmicas com o ar de entrada com a energia térmica recuperada.
[00100] Tipicamente, sistemas de controle ambiental efetuam alterações em temperatura, umidade e qualidade de ar do ar ambiente na área controlada. Tais sistemas amalgamados incluem aquecimento, desumidificação, umidificação, luz resfriamento, ultravioleta,
50/332 filtração de ar e ventilação, são genericamente ineficientes e não tem qualidade ambiental. Além disso, uma vez que parte da energia de resfriamento em potencial do sistema de ar condicionado típico é usada erroneamente para desumidificação, a capacidade de resfriamento do ar condicionado é significativamente reduzida e desempenho com carga é intensamente degradado.
[00101] Métodos da técnica anterior usavam aplicações e processos isolados dos vários sistemas com seus mecanismos e seus componentes de suporte criam instâncias como houve um aumento em capacidades, porém o desempenho geral do sistema e sua eficiência de uso de energia aumentada era relativamente ruim.
[00102] Tipicamente, em sistemas desumidificadores do tipo dessecante líquido, umidade deve ser transferida a partir do reservatório desumidificador resfriado para o reservatório de evaporador aquecido. Uma vez que a umidade está na forma de um dessecante de baixa concentração, isso é realizado por bombear ou de outro modo transferir o dessecante. Uma vez que o dessecante também contém íons dessecantes que atuam como um agente de secagem deve ser, portanto retornado ao reservatório desumidificador resfriado para manter o nível de íon dessecante exigido para desumidificação. Isso é genericamente obtido no modo de desumidificação por permitir reservatórios no reservatório desumidificador resfriado e reservatório aquecido da seção de evaporador que são interconectados através de dutos com uma parede comum entre os dois reservatórios que limita a
51/332 comunicação e somente permite que transferência muito controlada e fluxo bidirecional limitado ocorram naturalmente enquanto também forma uma estratificação térmica entre os reservatórios sem a necessidade de bombas ou outros meios de circulação.
[00103] Células de combustível de carbonato fundido (MCFC) são células de combustível de temperatura elevada que operam em temperatura de 600 2C e acima. A temperatura operacional elevada de Células de combustível de óxido sódio (SOFC) tornam SOFCs e MCFCs candidatos adequados para aplicação de recuperação de energia de refugo e reciclagem para uso com motores de calor Stirling e resfriamento por absorção ou dispositivos de recuperação de energia adicionais ou como sistema combinado de resfriamento, congelamento, calor e energia com saída de energia rotacional opcional, que aumenta adicionalmente a eficiência geral de sistema e combustível.
[00104] Em termodinâmica, o termo endotérmico descreve um processou reação no qual o sistema absorve energia a partir de seu ambiente em volta na forma de calor. O termo foi cunhado por Marcellin Berthelot a partir das raízes gregas endo, derivadas da palavra endon que significa dentro e a raiz therm que significa quente. O uso pretendido e sentido é aquele de uma reação que depende da absorção ou recebimento de calor se for para prosseguir para trabalho. O oposto de um processo endotérmico é um processo exotérmico, um que libera, irradia energia na forma de calor.
52/332 [00105] Uma SOFC é um dispositivo de conversão eletroquímica exotérmica que produz eletricidade diretamente a partir da oxidação de um combustível. Células de combustível são caracterizadas por seu material de eletrólito; a SOFC tem um eletrólito de cerâmico ou óxido sólido. As vantagens dessa classe de células de combustível incluem eficiência, estabilidade em longo prazo, flexibilidade de combustível, baixas emissões, custo de sistema relativamente baixo e com geração de energia térmica para recuperação de energia de refugo térmico e potencial para ganhos de eficiência de sistema. A maior desvantagem potencial são as temperaturas operacionais elevadas que podem resultar em tempos de partida mais longos juntamente com problemas de compatibilidade mecânica e química. O método preferido da presente invenção introduz recuperação de energia de refugo térmica, armazenagem térmica e comunicação de energia controlada para uso adicional para eficiência aumentada, isso também reduzirá e potencialmente eliminará tempos de partida longos.
[00106] Células de combustível de óxido sólido é uma classe de células de combustível caracterizadas pelo uso de um material de óxido sólido como o eletrólito. SOFCs usam um eletrólito de óxido sólido para conduzir íons de oxigênio negativos a partir do catodo para o anodo. A oxidação eletroquímica dos íons de oxigênio com hidrogênio ou monóxido de carbono ocorre, desse modo, no lado de anodo. SOFCs tipicamente operam em temperaturas muito elevadas, tipicamente entre 500 e 1.0002C. Avanços recentes permitem que temperaturas de faixa elevada mais
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baixas sejam usadas como a modalidade preferida da
presente invenção. Nessas temperaturas, SOFCs não
necessitam de metais nobres caros como material de
catalisador de platina com sua disponibilidade limitada para iniciar reações eletroquímicas, como é atualmente necessário para células de combustível extremamente caras de temperatura mais baixa como PEMFCs, e não são vulneráveis a envenenamento de catalisador de monóxido de carbono, porém sofrem de otimização de eficiência, PEMFCs sofrem das dificuldades com exposição a congelamento e vulnerabilidade do sistema de controle de umidade, dano à célula de combustível a partir de contaminações, despesas e perda de eficiência a partir do uso de energia dos métodos para remover impurezas da entrada de ar atmosférico para fontes de oxigênio.
[00107] Entretanto, a vulnerabilidade a envenenamento de enxofre foi amplamente observada e o enxofre deve ser removido antes de entrar na célula através do uso de leitos de adsorvente ou outros meios. 0 método preferido da presente invenção pode usar nitrato de amônio de hidroxila e/ou nitrato de amônio de trietanol e/ou uma mistura dos mesmos para incluir água como a base de entrada de combustível que tem hidrogênio e oxigênio em sua matriz química como um combustível de densidade elevada com métodos de armazenagem relativamente fáceis como um combustível líquido. Alternativamente, um método da presente invenção é uso da energia rotacional para fornecer energia para dispositivo de absorção de oscilação de pressão (PSA) ou uma unidade de separação de ar (ASU) que pode usar entrada térmica usando
54/332 destilação, um método adicional abrangeria o uso de absorvente ou materiais de filtro poroso específicos para fins de aprovisionamento de entrada de oxigênio puro ou quase puro na célula de combustível.
[00108] Células de combustível de óxido sólido têm uma ampla variedade de aplicações a partir do uso como unidades de energia auxiliar em veículos até unidades de geração de energia estacionária com saídas de 100 W a 20 MW obtendo uma eficiência próxima de um dispositivo SOFC até a marca anteriormente teórica de 60% e excedendo aquela marca com a inclusão de modalidade preferida. A temperatura operacional mais elevada tornam as SOFCs candidatas adequadas para a modalidade preferida usando aplicação e processos para incluir um Motor Stirling que é um dispositivo endotérmico e amalgamado com um dispositivo de recuperação adicional consistindo principalmente em um sistema de resfriamento de absorção para permitir um sistema para resfriamento, congelamento, aquecimento e funcionalidade de energia (CCCFHP) combinado com integração de sistema em um sistema de análise unificada, monitor, controle e aprovisionamento de energia, que aumenta ainda mais a eficiência, redundância e confiabilidade geral do sistema.
[00109] Uma célula de combustível de óxido sólido é composta de quatro camadas, três das quais são cerâmicas (consequentemente o nome). Uma única célula consistindo nessas quatro camadas empilhadas juntas tem tipicamente somente alguns milímetros de espessura. Centenas dessas células são então conectadas em série para formar o que
55/332 a maioria das pessoas se refere como uma pilha SOFC. As cerâmicas genericamente usadas em SOFCs não se tornam eletricamente e ionicamente ativas até atingirem temperatura muito elevada e como consequência as pilhas têm de operar em temperaturas que variam de 500 a 1.0002C. A redução de oxigênio em íons de oxigênio ocorre no catodo. Esses íons podem então difundir através do eletrólito de óxido sólido para o anodo onde podem eletro quimicamente oxidar o combustível. Nessa reação, um subproduto de água é desprendido bem como dois elétrons. Esses elétrons então fluem através de um circuito externo onde podem trabalhar. O ciclo então repete à medida que esses elétrons entram novamente no material de catodo.
[00110] Tipicamente, a maior parte do tempo de paralisação de uma SOFC origina do equilíbrio mecânico da instalação, pré-aquecedor de ar, pré-reformador e/ou craqueador de amônia, pós-combustão, permutador de calor de água, meio de oxidação de gás de cauda de anodo, e equilíbrio elétrico da instalação, eletrônica de energia, sensor de sulfeto de hidrogênio e ventoinhas. A geração de energia térmica interna a partir da SOFC para reformação e craqueamento leva a uma grande diminuição no equilíbrio de custos de planta em projetar e construir um sistema completo. A geometria de design de célula de combustível planar é a geométrica do tipo de encaixe típico empregada pela maioria dos tipos de células de combustível, onde o eletrólito é encaixado entre os eletrodos.
56/332 [00111] Com relação à cerâmica principalmente cerâmica monolítica tem propriedades atraentes como rigidez elevada, resistência, estabilidade em temperaturas elevadas, tornando as mesmas úteis para aplicações biomédicas, eletrônica, automotiva, industrial, defesa e espacial. Entretanto, cerâmica monolítica tende a ser frágil, mecanicamente não confiável e condutor elétrico ruim, o que limita seu uso. Para aperfeiçoar essas propriedades compósitos de matriz de cerâmica foram desenvolvidos. Tem havido uma quantidade considerável de pesquisa relatada na literatura sobre compósitos de cerâmica de fibra.
[00112] Nitrato de hidroxil amina tem sido genericamente produzido por um de vários processos utilizando sulfato de hidroxil amina e convertendo o mesmo no produto final por processos como eletrodiálise ou um processo de permuta de cátion. Alguns processos produzem hidroxil amina aquosa a partir de sulfato de hidroxil amônio. Entretanto, até o presente nenhum foi encontrado que produza os sais de hidroxil amina aquosa por neutralização do ácido correspondente, sem causar decomposição espontânea após adição do ácido concentrado. Inversamente, a adição do hidroxil amina a ácido nítrico causa decomposição espontânea do produto HAN, mesmo quando o ácido nítrico foi diluído a menos que aproximadamente 50% em peso.
[00113] Nitrato de hidroxil amina tem várias aplicações comerciais, como uso como o componente ou um dos componentes de um combustível líquido. É nessa aplicação que uma forma altamente purificada do composto é
57/332 necessária, especialmente quando deve ser empregado como combustível onde a solução de nitrato de hidroxil amônio (HAN) é estável em uma solução aquosa, porém deve ser totalmente livre de elementos de metal de transição, como ferro e cobre.
[00114] O sal de hidroxil amina produzido pelos processos eletrolíticos da técnica anterior pode ser convertido em nitrato de hidroxil amina em resistência baixa de solução e em um estado impuro. A reação de deslocamento duplo empregada requer uma célula eletroquímica que tenha uma pluralidade de compartimentos e necessitam de membranas de permuta de ânion e/ou membranas bipolares. A desvantagem desse projeto requer custos de capital significativos e custos de energia extremamente elevados.
[00115] Custos de processamento de dessalinizar água do mar (infraestrutura, energia e manutenção) são genericamente mais elevados do que as alternativas (água doce de rios, reservatórios, aquíferos ou água subterrânea, técnicas de reciclagem de água e conservação de água), porém alternativas nem sempre são aplicáveis como efeitos de área a partir da queda de chuva baixa, acúmulos baixos de neve e/ou secas. Custos de aquisição de água esperados para 2013 variam de 50 centavos a 1 dólar norte-americano por metro cúbico, gráfico na Figura 1. O consumo de energia de dessalinização de água do mar pode ser potencialmente tão baixo quanto 3 kWh por metro cúbico, isso é similar ao consumo de energia de fontes de água doce existentes transportadas em distâncias extremas, porém isso é igual
58/332 a custos bem mais elevados do que tipicamente visto com fontes de água potável doce locais que usam aproximadamente 0,2 kWh ou menos por metro cúbico quando e se a água estiver disponível.
[00116] As leis de física determinarão consumo mínimo de energia para dessalinização de água do mar de aproximadamente 1 kWh por metro cúbico, isso excluiría a pré-filtração e bombeamento de foz/admissão e pósfiltração se necessário a partir de níveis de contaminação mais intensos do que normal. Menos de 2 kWh por metro cúbico foram obtidos com tecnologia de membrana de osmose inversa existente, deixando escopo limitado para reduções adicionais de energia. Estimado, o fornecimento de toda água doméstica por dessalinização de água do mar aumentaria o consumo de energia doméstica nos Estados Unidos em torno de 10%, que é aproximadamente a quantidade de energia usada por um refrigerador doméstico comumente usado.
[00117] A destilação de água do mar tem sido, de longe, extremamente proibitivo em termos de custo, históricos operacionais muito precários, e conhecido como sendo potencialmente desfavorável ao meio ambiente. Os sistemas tanto de osmose inversa como destilação retornam salmoura concentrada juntamente com, às vezes, outros produtos químicos adicionados usados para desespumar, reduzir incrustação ou matar crescimento de planta, ser eliminado, normalmente bombeado de volta para o oceano aumentando a salinidade e zonas quentes. Esses problemas causaram grande preocupação a partir do potencial elevado para dano ao ecossistema ambiental do
59/332 oceano. Métodos da técnica anterior e outros comumente usados de fazer água potável podem apresentar potencialmente ameaças adicionais e o potencial para dano que necessita também incluir o custo de eliminação do efluente de salmoura de subproduto. Além das preocupações ambientais que o processo de dessalinização apresenta, os custos elevados e falta de disponibilidade de fontes de energia exigidas associadas a processos de destilação ou Osmoses inversas têm essencialmente limitado ou eliminado o uso difundido. O método preferido da presente invenção com seus processos e aplicações incluídas são incorporados como um sistema de destilação de água do mar ou oceano, todas essas preocupações e problemas são acalmados ou removidos e aberto um mercado vertical para produtos processados é criado aumentando a viabilidade financeira.
[00118] O processo tradicional usado nessas operações é destilação a vácuo que é essencialmente a ebulição de água em pressão inferior à atmosférica e desse modo uma temperatura muito mais baixa do que a normal. Isso é porque a energia de mudança de fase necessária para ebulição de um líquido ocorre quando a pressão de vapor é igual à pressão ambiente e a pressão de vapor aumenta com a temperatura. Desse modo, devido à temperatura reduzida, calor residual de baixa temperatura a partir de energia elétrica e no método preferido da presente invenção de energia térmica residual a partir da geração de Motor Stirling ou outra energia térmica residual a partir de processos industriais pode ser recuperada.
60/332 [00119] Os processos concorrentes principais usam membranas para dessalinizar, principalmente aplicando tecnologia de osmose inversa. Processos de membrana usam membranas semipermeáveis e pressão para separar sais da água. Sistemas de membrana de instalação de osmose inversa utilizam tipicamente menos energia do que destilação térmica, o que levou a uma redução em custos de dessalinização geral durante a última década. A dessalinização permanece intensa em termos de energia, entretanto, e custos futuros continuarão a depender do preço da tecnologia tanto de energia como dessalinização.
[00120] A geração quíntupla é o processo de usar térmica em excesso da geração de energia para outra tarefa: nesse caso a produção de água potável a partir da água do mar ou água subterrânea salobra em uma instalação integrada, ou de múltiplas finalidades, onde uma instalação de energia fornece a energia para dessalinização. Alternativamente, a produção de energia da instalação pode ser dedicada à produção de água potável (uma instalação independente), ou energia em excesso pode ser produzida e incorporada na rede de energia (uma instalação de geração quíntupla verdadeira) ou como o método preferido da presente invenção comunica energia térmica em excesso para armazenagem de energia térmica para uso posterior.
[00121] A geração quíntupla assume várias formas, e teoricamente qualquer forma de produção de energia pode ser usada. Entretanto, a maior parte de técnica anterior planejada e atual e tipo de cogeração atual de
61/332 instalações de dessalinização usam combustíveis fósseis ou energia nuclear como sua fonte de energia. A vantagem de instalações de múltiplas finalidades é que podem ser mais eficientes em uso terrestre, consumo de energia, desse modo tornando a dessalinização uma opção mais viável para água potável.
[00122] Adicionalmente, a tendência atual em instalações de múltiplas finalidades está no projeto de configurações híbridas, nas quais permeiam a partir de um componente de dessalinização de osmose inversa é misturado com destilado a partir de dessalinização térmica. Basicamente, dois ou mais processos de dessalinização são combinados juntamente com a produção de energia, com o método preferido da presente invenção mesmo eficiências mais elevadas, rendimentos de produção e fluxos de receita podem ser obtidos com inclusão e amalgamento de etapas adicionais e estágios com os processos e aplicações associadas.
[00123] Fatores que genericamente determinam os custos para dessalinização incluem capacidade e tipo de instalação, localização, água de alimentação, mão de obra, energia, financiamento, e eliminação de concentrado. A dessalinização ainda agora controla pressão, temperatura e concentrações de salmoura para otimizar a eficiência. Vale a pena observar que os custos estão caindo, e genericamente positivos em torno da tecnologia para áreas afluentes em proximidade a oceanos, água dessalinizada pode ser uma solução para algumas áreas com stress hídrico.
62/332 [00124] Tipicamente com métodos de dessalinização da técnica anterior e processos produzem grandes quantidades de um concentrado, que podem ser aumentadas em temperatura, e contêm resíduos de pré-tratamento e produtos químicos de limpeza, seus subprodutos de reação, e metais pesados devido à corrosão. O prétratamento químico e limpeza são uma necessidade na maioria das instalações de dessalinização, o que inclui tipicamente o tratamento contra bioincrustação, incrustação, espumação e corrosão em instalações térmicas, e contra bioincrustantes, sólidos suspensos e depósitos de incrustação em plantas de membrana.
[00125] As tentativas falhas da técnica anterior para limitar o impacto ambiental de retornar a salmoura com sua salinidade aumentada e sua temperatura aumentada para os mares ou oceanos, tenta diluir o concentrado e sua temperatura com outro fluxo de água entrando no oceano, como embocadura de um tratamento de água residual ou instalação de energia. Embora embocaduras de água de resfriamento de instalação de energia de água do mar não sejam tão frescas quanto embocaduras de instalação de tratamento de água residual, salinidade e temperatura são somente levemente reduzidos. Com instalação de energia média a grande e instalação de dessalinização, o fluxo de ar de resfriamento da instalação de energia é provável de ser pelo menos maior que aquele da instalação de Outro método para reduzir o aumento em salinidade é misturar a salmoura através de um difusor em uma zona de mistura. Por exemplo, após a tubulação varias vezes dessalinização
63/332 contendo a salmoura atingir o fundo do mar, pode dividir em muitas ramificações, cada liberando salmoura gradualmente através de pequenos furos ao longo de seu comprimento. A mistura pode ser combinada com diluição de instalação de água residual ou instalação de energia. [0012 6] Salmoura é mais densa que água do mar devido à concentração de soluto mais elevada. O fundo do oceano está na maior parte em risco porque a salmoura com sua salinidade e temperatura aumentadas afunda e permanece lá tempo longo o suficiente para danificar o ecossistema. A reintrodução cuidadosa pode minimizar esse problema, porém não elimina o dano ao ambiente. Condições oceanográficas típicas da técnica anterior fora da costa permitem diluição rápida do subproduto de temperatura aumentada, concentrado, desse modo somente capaz de minimizar o dano ao meio ambiente.
[00127] Alguns métodos de dessalinização, particularmente em combinação com lagos de evaporação e solar stills (dessalinização solar), não descarregam salmoura. Os mesmos não usam produtos químicos em seus processos nem a queima de combustíveis fósseis. Os mesmos não funcionam com membranas ou outras partes críticas, como componentes que incluem metais pesados, desse modo não causam refugo tóxico (e manutenção elevada).
[00128] A desvantagem desse método são os sais e contaminantes que sobram e exigirá limpeza e recuperação, também pode chamar atenção indesejada de órgãos ambientais para o acúmulo de refugo e dano potencial a partir de refugo lixiviando em lençóis
64/332 freáticos. Atualmente, aproximadamente 50% da produção de sal do mar do mundo se baseiam em fontes de energia fóssil.
[00129] A destilação instantânea de multiestágios (MSF) é um processo de dessalinização de água que utiliza tipicamente energia térmica para destilar água do mar por salpicar uma porção da água no vapor, tipicamente isso é feito com múltiplos estágios do que é essencialmente permutadores de calor regenerativo contracorrente. Instalações de destilação instantânea de multiestágios produzem em geral aproximadamente 60% de toda água dessalinizada no mundo.
[00130] A instalação tem uma série de espaços de efeito também chamados estágios, cada contendo um permutador de calor e um coletor de condensado. A sequência tem uma extremidade fria e uma extremidade quente enquanto estágios intermediários têm temperaturas intermediárias. Os estágios têm pressões diferentes correspondendo aos pontos de ebulição de água nas temperaturas de estágio. Após a extremidade quente há um recipiente chamado o aquecedor de salmoura. O método preferido da presente invenção comunica energia térmica exigida a partir da armazenagem térmica com um conforme necessário e em demanda para necessidades de entrada de energia de destilação de multi-flash.
[00131] Quando a instalação está operando em estado constante, água de alimentação na temperatura térmica de entrada fria flui, ou é bombeada, através de permutadores de calor nos estágios e aquecimentos através de regeneração. Quando atinge o aquecedor de
65/332 salmoura já está quase na temperatura máxima. No aquecedor de salmoura, uma quantidade de energia térmica adicional é adicionada. Após o aquecedor de salmoura, a água flui através das válvulas de volta para os estágios que têm temperatura e pressão mais baixas. À medida que flui de volta através dos estágios a água é agora chamada concentrada de outro modo genericamente mencionada como salmoura, para distinguir a mesma da água de entrada. Na realidade em cada estágio, e uma pequena fração da água de salmoura ferve (flashes) até vapor desse modo reduzindo a temperatura até atingir o equilíbrio. 0 vapor resultante é um pouco mais quente do que a água de alimentação no permutador de calor. 0 vapor esfria e condensa contra os tubos de permutador de calor, desse modo aquecendo a água de alimentação como descrito anteriormente em um modo de regeneração alimentando a eficiência operacional.
[00132] A evaporação total em todos os estágios é até aproximadamente 15% da água fluindo através do sistema, dependendo da faixa de temperaturas usadas. Com temperatura crescente há dificuldades de crescimento de formação de incrustação e corrosão. 1202C parece ser uma entrada de energia térmica máxima, embora a prevenção de incrustação possa exigir temperaturas de entrada térmica abaixo de 702C.
[00133] A água de alimentação leva para longe o calor latente em excesso do vapor condensado, mantendo a temperatura baixa do estágio. A pressão na câmara permanece constante à medida que quantidades iguais de vapor são formadas quando salmoura quente nova entra no
66/332 estágio e vapor é removido à medida que condensa nos tubos do permutador de calor. O equilíbrio é bem estável, porque se em algum ponto mais vapor se forma, a pressão aumenta, portanto reduz a evaporação e aumenta a condensação.
[00134] No estágio final a salmoura e o condensado tem uma temperatura perto da temperatura de entrada. A salmoura e condensado são então bombeados para fora a partir do campo de pressão baixa no estágio até a pressão ambiente. A salmoura e condensado ainda carregam uma quantidade pequena de energia térmica que é recuperada a partir do sistema quando são descarregados através do regenerador. A recuperação de energia térmica ajuda a compensar essa perda.
[00135] A energia térmica adicionada no aquecedor de salmoura na técnica anterior normalmente vem na forma de vapor quente a partir de um processo industrial colocalizado com a instalação de dessalinização. 0 vapor é deixado condensar contra tubos que carregam a salmoura. 0 método preferido utiliza um meio fluido devido à perda reduzida a partir da densidade aumentada.
[00136] A energia que torna possível a evaporação está toda presente na salmoura à medida que sai do aquecedor. O motivo para deixar a evaporação acontecer em múltiplos estágios ao invés de um estágio único na temperatura e pressão mais baixas, é que em um estágio único, a água de alimentação aquecería somente até uma temperatura intermediária entre a temperatura de entrada e o aquecedor, enquanto grande parte do vapor não condensaria e o estágio não manteria a pressão e
67/332 temperatura mais baixas. Instalações dessa natureza operam tipicamente a 23-27kWh por metro cúbico que é aproximadamente 9 0MJ por metro cúbico de água fresca destilada.
[00137] Como a água salgada mais fria entrando no processo permuta contracorrente de outro modo mencionado como um regenerador, fluxos contrários com a água destilada/água residual salina, relativamente pouca energia térmica sai no escoamento - grande parte do calor é captado pela água salina mais fria fluindo em direção ao aquecedor e a energia é reciclada.
[00138] Além disso, instalações de destilação MSF, especialmente as grandes, são frequentemente emparelhadas com instalações de energia em uma configuração de geração conjunta. Calor residual a partir da instalação de energia é usada para aquecer a água do mar, fornecendo resfriamento para a instalação de energia ao mesmo tempo. Isso reduz a energia necessária pela metade a dois terços, o que altera drasticamente a econômica da instalação, uma vez que a energia é de longe o custo operacional maior de instalações MSF. Osmose inversa, o concorrente principal da destilação MSF, requer mais pré-tratamento da água do mar e mais manutenção, bem como energia na forma de trabalho (eletricidade, energia mecânica) ao contrário de calor residual do tipo baixo mais barato.
[00139] Destilação de efeito múltiplo (MED) é um processo de destilação frequentemente usado para dessalinização de água do mar. Consiste em múltiplos estágios ou efeitos. Em cada estágio a água de
68/332 alimentação é aquecida por vapor em tubos. Parte da água evapora, e esse vapor flui para dentro dos tubos do próximo estágio, aquecendo e evaporando mais água, cada estágio reutiliza essencialmente a energia a partir do estágio anterior. Os tubos podem ser submersos na água de alimentação, porém mais tipicamente a água de alimentação é pulverizada no topo de um grupo de tubos horizontais, e então goteja a partir do tubo para tubo até ser coletada no fundo do estágio.
[00140] A instalação pode ser vista como uma sequencia de espaços fechados separados por paredes de tubos, com uma fonte de calor em uma extremidade e um dissipador de calor na outra extremidade. Cada espaço consiste em dois subespaços em comunicação, o exterior dos tubos do estágio (n) e o interior dos tubos no estágio (n+1). Cada espaço tem uma temperatura e pressão mais baixas do que o espaço anterior, e as paredes de tubo têm temperaturas intermediárias entre as temperaturas dos fluidos em cada lado. A pressão em um espaço não pode estar em equilíbrio com as temperaturas das paredes dos dois subespaços. Tem uma pressão intermediária. Então a pressão é demasiadamente baixa ou a temperatura demasiadamente elevada no primeiro subespaço e a água evapora. No segundo subespaço, a pressão é demasiadamente elevada ou a temperatura demasiadamente baixa e o vapor condensa. Isso carrega energia de evaporação a partir do primeiro subespaço mais quente para o segundo subespaço mais frio. No segundo subespaço a energia flui por condução através das paredes do tubo para o espaço seguinte mais frio.
69/332 [00141] Quanto mais fino o metal nos tubos e mais finas as camadas de líquido em cada lado das paredes de tubo, mais eficiente é o transporte de energia a partir de espaço para espaço. A introdução de mais estágios entre a fonte de calor e dissipador reduz a diferença de temperatura entre os espaços e reduz grandemente o transporte de calor por superfície unitária dos tubos. A energia fornecida é reutilizada mais vezes para evaporar mais água, porém o processo demora mais tempo. A quantidade de água destilada por estágio é diretamente proporcional à quantidade de transporte de energia. Se o transporte for tornado lento, pode-se aumentar a área superficial por estágio, isto é, o número e comprimento dos tubos, à custa de custo aumentado de instalação. [00142] A instalação de osmose inversa é uma instalação de processamento onde o processo de osmose inversa ocorre. Uma instalação de osmose inversa moderna média necessita de seis quilowatts-horas de eletricidade para dessalinizar um metro cúbico de água. O processo também reduz em uma quantidade de refugo muito salgado. O desafio para essas instalações é encontrar modos para reduzir o consumo de energia, utilizar fontes de energia sustentável e melhorar o processo de dessalinização e inovar na área de gerenciamento de refugo para lidar com o refugo. Instalações de tratamento de água independentes utilizando osmose inversa, chamadas unidades de purificação de água de osmose inversa, são normalmente usadas em um contexto militar.
[00143] Osmose inversa (RO) é uma tecnologia de purificação de água que usa uma membrana semipermeável.
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Essa tecnologia de membrana não é adequadamente um método de filtração. Em RO, uma pressão aplicada é usada para superar a pressão osmótica, uma propriedade coligativa que é acionada por potencial químico, um parâmetro termodinâmico. RO pode remover muitos tipos de moléculas e íons a partir de soluções e é usado em processos industriais como na produção de água potável. 0 resultado é que o soluto é retido no lado pressurizado da membrana e o solvente puro é deixado passar para o outro lado. Para ser seletivo, essa membrana não deve permitir moléculas ou íons grandes através dos poros (furos), porém deve permitir que componentes menores da solução (como o solvente) passem livremente.
[00144] No processo de osmose normal, o solvente move naturalmente a partir de uma área de concentração de soluto baixa (Potencial de água elevado), através de uma membrana, para uma área de concentração de soluto elevado (Potencial de água baixo) . O movimento de um solvente puro é acionado para reduzir a energia livre do sistema por igualar concentrações de soluto em cada lado de uma membrana, gerando pressão osmótica. A aplicação de uma pressão externa para inverter o fluxo natural de solvente puro, desse modo, é osmose inversa. O processo é similar a outras aplicações de tecnologia de membrana. Entretanto, há diferenças principais entre osmose inversa e filtração. 0 mecanismo de remoção predominante em filtração de membrana é peneirar, ou exclusão de tamanho, de modo que o processo possa teoricamente obter exclusão perfeita de partículas independente de parâmetros operacionais como pressão influente e
71/332 concentração. Além disso, a osmose inversa envolve um mecanismo de difusão de modo que eficiência de separação seja dependente da concentração de soluto, pressão, e taxa de fluxo de água. Osmose inversa é mais comumente conhecido por seu uso em purificação de água potável a partir da água do mar, removendo o sal e outros materiais efluentes a partir das moléculas de água. [00145] Osmose é um processo natural. Quando dois líquidos de concentração diferente são separados por uma membrana semipermeável, o fluido tem tendência a mover a partir de concentrações de soluto baixa para alta para equilíbrio de potencial químico. Formalmente, osmose inversa é o processo de forçar um solvente a partir de uma região de concentração elevada de soluto através de uma membrana semipermeável para uma região de concentração baixa de soluto por aplicar uma pressão em excesso da pressão osmótica. A aplicação maior e mais importante de osmose inversa é a separação de água pura a partir da água do mar e águas salobras; água do mar ou água salobra é pressurizada contra uma superfície da membrana, causando transporte de água esgotada de sal através da membrana e emergência de água de beber potável a partir do lado de baixa pressão.
[00146] As membranas usadas para osmose inversa têm uma camada densa na matriz de polímero - a pele de uma membrana assimétrica ou uma camada polimerizada interfacial em uma membrana compósita de filme fino onde a separação ocorre. Na maioria dos casos, a membrana é projetada para permitir que somente água passe através dessa camada densa, enquanto evita a
72/332 passagem de solutos (como íons de sal) . Esse processo requer que uma pressão elevada seja exercida no lado de concentração elevada da membrana, normalmente 2-17 bar (30-250 psi) para água doce e salobra, e 40-82 bar (6001.2 00 psi) para água do mar, que tem em torno de 27 bar (390 psi) de pressão osmótica natural que deve ser superada. Esse processo é conhecido melhor por seu uso em dessalinização (remoção do sal e outros minerais a partir da água do mar para obter água doce) , porém tem também sido usado para purificar água doce para aplicações médica, industrial e doméstica.
[00147] Em fornos de cimento modernos muitas características avançadas são usadas para diminuir o consumo de combustível por tonelada de klinker produzido. Fornos de cimento são instalações industriais extremamente grandes, complexas e inerentemente sujas, e têm muitas emissões indesejáveis. Dos vários ingredientes usados no concreto o cimento é o mais energeticamente caro. Mesmo fornos eficientes e complexos exigem 3,3 a 3,6 gigajoules de energia para produzir uma tonelada de klinker e então triturar o mesmo em cimento. Muitos fornos podem ser abastecidos com refugos inflamáveis com a fonte de combustível mais comumente usada sendo pneus usados. As temperaturas extremamente elevadas e longos períodos de tempo nessas temperaturas permitem que os fornos de cimento queimem eficientemente e completamente combustíveis mesmo difíceis de usar.
[00148] Nos últimos anos, alternativas foram desenvolvidas para ajudar a substituir cimento. Produtos
73/332 como PLC (Cimento de Pedra calcária Portland) que incorporam pedra calcária como um material de substituição na mistura de materiais, estão sendo atualmente testados e avaliados. Isso se deve principalmente à produção de cimento sendo um dos produtores maiores previstos (aproximadamente 5% a 10%) de emissões de gás estufa globais. A combinação de água com um material do tipo de cimento forma uma pasta de cimento pelo processo de hidratação. A pasta de cimento cola a mistura de agregado junta, enche espaços vazios quaisquer contidos na mistura, e faz a mesma fluir mais livremente. Uma razão de água para cimento mais baixa fornece um concreto mais durável, mais forte, enquanto mais água fornece um concreto de fluxo livre com um mais elevado. Água pura é necessária ser usada para fazer com que o concreto elimine os problemas de ligação ao endurecer ou como causa de falha prematura do objeto ou estrutura. A hidratação envolve muitas reações diferentes, frequentemente ocorrendo simultaneamente ao mesmo tempo. À medida que as reações prosseguem, os produtos do processo de hidratação de cimento ligam gradualmente juntos as partículas de cascalho e areia individuais e outros componentes do concreto para formar uma estrutura ou objeto sólido quente, ainda assim macia.
[00149] Pedras decorativas como quartzito, pequenas pedras de rio ou vidro triturado são às vezes adicionados à superfície de concreto para um acabamento agregado exposto decorativo, popular entre projetistas de paisagem enquanto permitem que o produto de cimento
74/332 seja decorativo, agregado exposto adiciona robustez a caminhos, entrada e paredes de concreto.
[00150] Concreto é forte em compressão, visto que o agregado carrega eficientemente a carga de compressão. Entretanto, é fraco em tensão visto que o cimento retendo o agregado no lugar pode rachar, permitindo que a estrutura falhe. Concreto reforçado pode adicionar barras de reforço de aço, fibras de aço, fibra de vidro, fibra de carbono, fibra compósita ou fibra de plástico para carregar cargas de tração. O uso desses aditivos será permanentemente incorporado em concreto derramado para criar uma estrutura de concreto reforçada.
[00151] Misturas químicas são materiais na forma de pó ou fluidos que são adicionados ao concreto para dar ao mesmo certas características não obteníveis com misturas de concreto puro. Em uso normal, dosagens de mistura são menos de 5% em massa de cimento e são adicionadas ao concreto no momento de batelada/mistura. Aceleradores aceleram a hidratação (endurecimento) do concreto. Materiais típicos usados são Ca(NO3)2 e NaN03. Retardadores tornam lenta a hidratação de concreto e são usados em escoramento grandes ou difíceis onde endurecimento parcial antes que o escoamento seja concluído é indesejável. Retardadores de poliol típicos são açúcar, sacarose, gluconato de sódio, glicose, ácido cítrico e ácido tartárico.
[00152] Aprisionamentos de ar adicionam e aprisionam minúsculas bolhas de ar no concreto, o que reduz dano durante ciclos de congelar-descongelar, aumentando a durabilidade. Entretanto, ar aprisionado abrange uma
75/332 troca com resistência, visto que cada 1% de ar pode diminuir a resistência compressiva em 5%. Plastificantes aumentam a capacidade de trabalho de plástico ou concreto fresco, permitindo que o mesmo seja colocado mais facilmente, com menos efeito de consolidação. Um plastificante típico é lignossulfonato. Plastificantes podem ser usados para reduzir o teor de água de um concreto enquanto mantém a capacidade de trabalho e são às vezes chamados redutores de água devido ao seu uso. Tal tratamento melhora suas características de resistência e durabilidade. Super plastificantes (também chamados redutores de água de alcance elevado) são uma classe de plastificantes que têm menos efeitos prejudiciais e podem ser usados para aumentar a capacidade de trabalho mais do que é prático com plastificantes tradicionais. Os compostos usados como super plastificantes incluem condensado de formaldeído de naftaleno sulfonatado, condensado de formaldeído de melamina sulfonatada, condensado de formaldeído de acetona, e éteres de policarboxilato.
[00153] Pigmentos podem ser usados para mudar a cor de concreto, por estética. Inibidores de corrosão são usados para minimizar a corrosão de aço e barras de aço em concreto. Agentes de ligação são usados para criar uma ligação entre concreto antigo e novo (tipicamente um tipo de polímero). O bombeamento ajuda a melhorar a capacidade de bombeamento, espessar a pasta e reduzir a separação e sangria.
[00154] Há materiais inorgânicos que têm também propriedades hidráulicas pozzolanicas ou latentes. Esses
76/332 materiais de grão muito fino são adicionados à mistura de concreto para melhorar as propriedades de concreto (misturas minerais) ou como substituição para cimento Portland (cimentos misturados).
[00155] Cinza volátil: um subproduto de instalações de geração elétrica queimadas com carvão, é usado para parcialmente substituir cimento Portland (em até 60% em massa). As propriedades de cinza volátil dependem do tipo de carvão queimado. Em geral, cinza volátil silicioso é pozolânico, enquanto cinza volátil calcário tem propriedades hidráulicas latentes.
[00156] Instalação de usina de concreto mostrando um misturador de Concreto sendo cheio a partir dos silos de ingredientes. A produção de concreto é o processo de misturar juntos os vários ingredientes - água, agregado, cimento e quaisquer aditivos para produzir concreto. A produção de concreto é sensível a tempo. Após mistura dos ingredientes, os trabalhadores devem colocar o concreto no lugar antes que endureça. Em uso moderno, a maior parte da produção de concreto ocorre em um tipo grande instalação industrial chamada uma instalação de concreto, ou frequentemente uma instalação de batelada. [00157] Em uso geral, instalações de concreto vêm em dois tipos principais, instalações de mistura pronta e instalações de mistura central. Uma instalação de mistura pronta mistura todos os ingredientes exceto água, enquanto uma instalação de mistura central mistura todos os ingredientes incluindo água. Uma instalação de mistura central oferece controle mais preciso da qualidade de concreto através de medições melhores da
77/332 quantidade e água adicionada, porém deve ser colocada mais próxima ao local de trabalho onde o concreto será usado, uma vez que a hidratação começa na instalação. [00158] Uma instalação de concreto consiste em tremonhas de armazenagem grandes para vários ingredientes reativos como cimento, armazenagem para ingredientes a granel como agregado e água, mecanismos para a adição de vários aditivos e correções, maquinaria para usar precisamente, mover, e misturar um pouco ou todos esses ingredientes, e instalações para dispensar o concreto misturado, frequentemente para um caminhão misturador de concreto.
[00159] Concreto moderno é normalmente preparado como um fluido viscoso, de modo que possa ser derramado em formas, que são recipientes eretos no campo para fornecer o concreto seu formato desejado. Há muitos modos diferentes nos quais a cofragem de concreto pode ser preparada, como formação de deslizamento e construção de placa de aço. Alternativamente, concreto pode ser misturado em formas não fluidas mais secas e usado em cenários de fábrica para fabricar produtos de concreto pré-fundidos.
[00160] Há uma ampla variedade de equipamento para processar concreto, de ferramentas manuais para maquinaria industrial pesada. Qualquer que seja o equipamento que os construtores usem, entretanto, o objetivo é produzir o material de construção desejado; os ingredientes devem ser adequadamente misturados, colocados, moldados e retidos nas limitações de tempo. Após a mistura estar onde deve estar, o processo de cura
78/332 deve ser controlado para assegurar que o concreto obtenha os atributos desejados. Durante preparação de concreto, vários detalhes técnicos podem afetar a qualidade e natureza do produto.
[00161] Quando inicialmente misturado, cimento Portland e água rapidamente formam um gel de cadeias emaranhadas de cristais de entrelaçamento, e componentes do gel continuam a reagir ao longo do tempo. Inicialmente o gel é fluido, o que melhora a capacidade de trabalho e ajuda na colocação do material, porém à medida que o concreto endurece, as cadeias de cristais unem em uma estrutura rígida, neutralizando a fluidez do gel e fixando as partículas de agregado no lugar. Durante cura, o cimento continua a reagir com a água residual em um processo de hidratação. Em concreto adequadamente formulado, após esse processo de cura ter terminado o produto tem as propriedades químicas e físicas desejadas. Entre as qualidades tipicamente desejadas, estão resistência mecânica, baixa permeabilidade à umidade, e estabilidade volumétrica e química.
[00162] Mistura completa é essencial para a produção de concreto de alta qualidade, uniforme. Por esse motivo o equipamento e métodos devem ser capazes de misturar eficazmente materiais de concreto contendo o agregado especificado maior para produzir misturas uniformes da depressão mais baixa prática para o trabalho.
[00163] Mistura de pasta separada mostrou que a mistura de cimento e água em uma pasta antes de combinar esses materiais com agregados pode aumentar a resistência compressiva do concreto resultante. A pasta é
79/332 genericamente misturada em um misturador do tipo cisalhamento em alta velocidade em um w/cm (razão de água para cimento) de 0,30 a 0,45 por massa. A prémistura de pasta de cimento pode incluir misturas como aceleradores ou retardadores, super plastificantes, pigmentos ou sílica defumada. A pasta pré-misturada é então misturada com agregados e qualquer água de batelada restante e a mistura final é concluída no equipamento de mistura de concreto convencional.
[00164] Concreto misturado de energia elevada (HEM) é produzido por meio de mistura de alta velocidade de cimento, água e areia com consumo de energia específico líquido de pelo menos 5 kilojoules por quilograma da mistura. Um plastificante ou um super plastificante é então adicionado à mistura ativada, que pode posteriormente ser misturada com agregados em um misturador de concreto convencional. Nesse processo, areia fornece dissipação de energia e cria condições de cisalhamento elevado na superfície de partículas de cimento. Isso resulta no volume total de água interagindo com cimento. A mistura ativada de líquido pode ser usada por si só ou espumada (expandida) para concreto leve. Concreto HEM endurece em condições de temperatura baixa e subzero e possui um volume aumentado de gel, o que reduz drasticamente capilaridade em materiais sólidos e porosos.
[00165] A capacidade de trabalho é a capacidade de uma mistura de concreto fresca (plástico) encher a forma/molde adequadamente com o trabalho desejado (vibração) e sem reduzir a qualidade do concreto. A
80/332 capacidade de trabalho depende do teor de água, agregado (distribuição de tamanho e formato), teor de cimento e idade (nível de hidratação) e pode ser modificado por adicionar misturas químicas, como super plastificante. A elevação do teor de água ou adição de misturas químicas aumenta a capacidade de trabalho de concreto. Água excessiva leva a sangria aumentada (água de superfície) e/ou segregação de agregados (quando o cimento e agregados começam a separar) com o concreto resultante tendo qualidade reduzida. O uso de um agregado com uma gradação indesejável pode resultar em um projeto de mistura muito duro com uma depressão muito baixa, que não pode ser prontamente feito mais trabalhável por adição de quantidades razoáveis de água.
[00166] A capacidade de trabalho pode ser medida pelo teste de depressão de concreto, uma medida simplista da plasticidade de uma batelada fresca de padrões de teste de concreto. Depressão é normalmente medido por encher um cone Abrams com uma forma de amostra de uma batelada fresca de concreto. O cone é colocado com a extremidade larga para baixo sobre uma superfície não absortiva de nível. É então cheio em três camadas de volume igual, com cada camada sendo socada com uma haste de aço para consolidar a camada. Quando o cone é cuidadosamente levantado, o material encerrado cai uma certa quantidade, devido à gravidade. Uma amostra relativamente seca cai muito pouco, tendo um valor de queda de uma ou duas polegadas (25 ou 50 mm) a partir de um pé (305 mm) . Uma amostra de concreto relativamente úmida pode cair tanto quanto oito polegadas (203 mm) . A
81/332 capacidade de trabalho também pode ser medida pelo teste de tabela de fluxo.
[00167] Queda pode ser misturas químicas como plastificante sem alterar Algumas outras misturas, aumentada pela adição de plastificante ou super a razão de água-cimento. especialmente mistura de aprisionar ar, podem aumentar a queda de uma mistura. Concreto de fluxo elevado, como concreto de autoconsolidação, é testado por outros métodos de medição de fluxo. Um desses métodos inclui a colocação do cone na extremidade estreia e observação de como a mistura flui através do cone enquanto é gradualmente levantado. Após mistura, concreto é um fluido e pode ser bombeado para o local exato onde necessário. Concreto tem resistência compressiva relativamente elevada, porém resistência à tração muito mais baixa. Por esse motivo é normalmente reforçado com materiais que são fortes em tensão (frequentemente aço e mais recentemente uso de compósitos). A elasticidade de concreto é relativamente constante em baixos níveis de tensão, porém começa a diminuir em níveis de tensão mais elevados à medida que rachadura de matriz desenvolve. Concreto tem um coeficiente muito baixo de expansão térmica e encolhe à medida que amadurece. Todas as estruturas de concreto racham até certo ponto, devido a encolhimento e tensão. Concreto que é submetido a forças de duração longa é propenso a deformar.
[00168] Testes podem ser realizados para assegurar que concreto corresoondem a as propriedades de especificações para a aplicação. Misturas diferentes de
82/332 ingredientes de concreto produzem resistências diferentes, que são medidas em psi ou MPa. Resistências diferentes de concreto são usadas para finalidades diferentes. Concreto com Resistência muito baixa (2.000 psi ou menos) pode ser usado quando o concreto deve ser leve. Concreto leve é frequentemente obtido por adicionar ar, espumas ou agregados leves, com o efeito colateral de que a resistência é reduzida. Para a maioria dos usos de rotina, concreto de 3.000 psi a 4.000 psi é frequentemente usado. Concreto de 5.000 psi é prontamente disponível comercialmente como uma opção mais durável, embora mais cara. Concreto de 5.000 psi é frequentemente usado para projetos civis maiores. As resistências acima de 5.000 psi são frequentemente usadas para elementos de construção específicos. Por exemplo, as colunas de piso mais baixas de edifícios de concreto muito altos podem usar concreto de 12.000 psi ou mais, para manter o tamanho das colunas pequeno. Pontes podem usar vigas longas de 10.000 psi de concreto para diminuir o número de vãos exigidos. Ocasionalmente, outras necessidades estruturais podem exigir concreto de resistência elevada. Se uma estrutura deve ser muito rígida, concreto de resistência muito elevada pode ser especificado, mesmo muito mais forte do que é necessário para sustentar as cargas de serviço. Resistências tão elevadas quanto 19.000 psi foram usadas comercialmente por esses motivos.
[00169] Tijolos de argila modernos são formados em um de três processos - lama mole, prensa seca ou extrusado. Normalmente, tijolo contém os seguintes ingredientes:
83/332 sílica (areia) - 50% a 60% em peso, alumina (argila) 20% a 30%, em peso, cal - 2% a 5% em peso, óxido de ferro - < 7% em peso, magnésia - menos de 1% empeso. [00170] O método de lama mole é o mais comum, visto que é o mais econômico. Começa com a argila bruta, preferivelmente em uma mistura com 25%-30% de areia para reduzir encolhimento. A argila é primeiramente triturada e misturada com água até a consistência desejada. A argila é então pressionada em moldes de aço com uma prensa hidráulica. A argila moldada é então queimada (queimada) a 900-1.000sC para obter resistência. O método preferido da presente invenção comunica energia térmica a partir da armazenagem térmica para fins de fornecer energia térmica para pré-aquecer e aquecer o forno para o processo de queima.
[00171] Em alvenarias modernas, isso é normalmente feito em um forno de túnel continuamente queimado, no qual os tijolos são queimados à medida que movem lentamente através do forno em transportadores, trilhos ou carros de forno, que obtém um produto de tijolo mais consistente. Os tijolos têm frequentemente cal, cinza e matéria orgânica adicionados, o que acelera o processo de queima.
[00172] Uma vala circular ou oval é cavada, com 6-9 metros de largura, 2-2,5 metros de profundidade e 100150 metros em circunferência. Uma chaminé de descarga alta é construída no centro. Metade ou mais da vala é cheia de tijolos verdes (não queimados) que são empilhados em um padrão de treliça aberto para permitir fluxo de ar. A treliça é coberta com uma camada de
84/332 telhado de tijolo acabado. Em operação, novos tijolos verdes, juntamente com tijolos de telhado, são empilhados em uma extremidade da pilha de tijolos; tijolos acabados resfriados são removidos a partir da outra extremidade para transporte até seus destinos. No meio, os trabalhadores de tijolo criam uma zona de queima por deixar cair combustível (carvão, madeira, óleo, resíduo e assim por diante) através de furos de acesso no teto acima da vala.
[00173] A vantagem do projeto acima é uma eficiência de energia muito maior em comparação com fornos de scove ou prendedor. Placas ou metal em folha são usados para encaminhar o fluxo de ar através da treliça de tijolo de modo que fluxos de ar fresco primeiramente através dos tijolos recentemente queimados, aquecendo o ar, a seguir através da zona de queima ativa. 0 ar continua através da zona de tijolo verde (pré-aquecimento e secagem dos tijolos) e finalmente para fora da chaminé, onde os gases em elevação criam sucção que puxa ar através do sistema. A reutilização de ar aquecido fornece economia no custo de combustível.
[00174] 0 método de prensa seca é similar ao método de tijolo de lama mole, porém inicia com uma mistura de argila muito mais grossa, de modo a formar tijolos de borda mais aguda, mais precisos. A força maior em pressão e a queima mais longa tornam esse método mais caro.
[00175] Blocos ou tijolos extrusados estilo europeu são usados em construção de parede única com acabamentos aplicados no interior e exterior. Seus muitos espaços
85/332 vazios compreendem uma proporção maior do volume do que as paredes finas, sólidas de argila queimada. Tais tijolos são feitos em larguras de 15, 25, 30, 42 e 50 cm. Alguns modelos têm propriedades de isolamento térmico muito elevadas, tornando os mesmos adequados para construção de energia zero.
[00176] As matérias primas para tijolos de silicatocálcio incluem cal misturado com quartzo, Flint triturada ou rocha siliciosa triturada juntamente com substâncias corantes de mineral. Os materiais são misturados e deixados até que cal seja totalmente hidratada; a mistura é então pressionada em moldes e curada em uma autoclave por duas ou três horas para acelerar o endurecimento químico. Os tijolos acabados são muito precisos e uniformes, embora as elevações acentuadas necessitem de manipulação cuidadosa para evitar dano a tijolo (e camada de tijolos). Os tijolos podem ser feitos em uma variedade de cores; branco é comum porém tons pastel podem ser obtidos. Esse tipo de tijolo é comum na Suécia, especialmente em casas construídas ou renovadas na década de 70, onde é conhecido como Mexitegel (em: Mexí[can]tijolos). Na índia esses são conhecidos como tijolos de Cinza volátil, fabricados usando o processo FaL-G (cinza volátil, cal e gesso). Tijolos de silicato-cálcio são também fabricados no Canadá e nos Estados Unidos e atendem os critérios expostos em ASTM C73 - 10 Especificação padrão para tijolo de silicato de cálcio (tijolo de cal-areia). Tem energia incorporada mais
86/332 baixa do que cimento baseado em tijolo de argila e pedra feito pelo homem.
[00177] A cor queimada de tijolos de argila é influenciada pelo teor químico e mineral das matérias primas, a temperatura de queima, e a atmosfera no forno. Por exemplo, tijolos na cor rosa são o resultado de um teor elevado de ferro, tijolos brancos ou amarelos têm um teor mais elevado de cal. A maioria dos tijolos queima em várias matrizes de vermelho; à medida que a temperatura é aumentada a cor move através de vermelho escuro, roxo e então até marrom ou cinza em torno de 1.300sC (2.3722F). tijolos de silicato de cálcio têm uma gama maior de tons e cores, dependendo das substâncias corantes usadas. Os nomes de tijolos podem refletir sua origem e cor, como tijolo de London Stock e Cambridgeshire White.
[00178] Tijolos formados de concreto são normalmente denominados blocos, e são tipicamente de cor cinza pálida. São feitos de um concreto de agregado pequeno, seco que é formado em moldes de aço por vibração e compactação em uma máquina estática ou de depositar ovos. Os blocos acabados são curados ao invés de queimados utilizando vapor em baixa pressão. Blocos de concreto são fabricados em uma gama de formatos e tamanhos muito maior do que tijolos de argila e também são disponíveis com uma faixa mais ampla de tratamentos de superfície - um número dos quais simulam a aparência de tijolos de argila.
[00179] Tijolos de pedra natural são de utilidade moderna limitada devido a sua massa comparativa enorme,
87/332 as necessidade de fundação consequentes, e a mão de obra especializada e demora necessária em sua construção e assentamento. São muito duráveis e considerados mais bonitos do que tijolos de argila por alguns. Somente algumas pedras são adequadas para tijolos. Materiais comuns são granito, pedra calcária e arenito. Outras pedras podem ser usadas (por exemplo, mármore, slate, quartzito e assim por diante) porém essas tendem a ser limitadas a uma localidade específica.
[00180] Para manipulação e assentamento eficientes, os tijolos devem ser pequenos o suficiente e leves o bastante para serem pegos pelo pedreiro utilizando uma mão (deixando a outra mão livre para uma colher de pedreiro). Os tijolos são normalmente dispostos planos e como resultado o limite efetivo na largura de um tijolo é ajustada pela distância que pode ser convenientemente coberta entre o polegar e os dedos de uma mão, normalmente aproximadamente quatro polegadas (cerca de 100 mm) . Na maioria dos casos, o comprimento de um tijolo é aproximadamente duas vezes sua largura, aproximadamente oito polegadas (aproximadamente 200 mm) ou levemente maior. Isso permite que os tijolos sejam dispostos ligados em uma estrutura que aumenta a estabilidade e resistência (por um exemplo, vide a ilustração de tijolos dispostos em English bond, no início desse artigo). A parede é construída usando cursos alternados de tijolos colocados ao comprido, tijolos dispostos no sentido do comprimento, e tijolos travados, tijolos dispostos no sentido da largura. Os tijolos travados ligam a parede junta sobre sua largura.
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Na realidade, essa parede é construída em uma variação de English bond chamado English crossbond, onde as camadas sucessivas de tijolos colocados ao comprido são deslocadas horizontalmente entre si pela metade de um comprimento de tijolo. No English bond verdadeiro, as linhas perpendiculares do stretcher estão em linha entre si.
[00181] Um tijolo maior faz uma parede mais espessa (e desse modo mais isolante). Historicamente, isso significou que tijolos maiores eram necessários em climas mais frios enquanto um tijolo menor era adequado, e mais econômico, em regiões mais quentes. Atualmente isso não é mais uma questão, visto que paredes modernas tipicamente incorporam materiais de isolamento especializados. Tijolos são usados para construção, calçamento de bloco e calçamento. Nos EUA, calçamento de tijolos foi considerado incapaz de resistir a tráfego intenso, porém está retornando ao uso como um método de acalmar tráfego ou como uma superfície decorativa em locais de pedestres. Tijolos nas indústrias de vidro e metalurgia são frequentemente usados para revestimento de fornos, em particular tijolos refratários como sílica, magnésia, chamotte e tijolos refratários neutros (cromomagnesita). Esse tipo de tijolo deve ter boa resistência a choque térmico, capacidade refratária sob carga, elevado ponto de fusão, e porosidade satisfatória. 0 tijolo correto para um trabalho pode ser selecionado de uma escolha de cor, textura superficial, densidade, peso, absorção e estrutura de poro,
89/332 características térmicas, movimento de unidade e térmico e resistência a incêndio.
[00182] No processo de produção de aço e devido a custo de energia e tensão estrutural associados a aquecimento e resfriamento de um alto-forno, tipicamente esses recipientes de fabricação de aço principais operarão em um campanha de produção contínua com duração de vários anos. Mesmo durante períodos de demanda baixa de aço, pode não ser exequível deixar o alto-forno ficar frio, embora ajuste da taxa de produção seja possível. Moinhos integrados são grandes instalações que são tipicamente somente econômicas para construir em capacidade atual de 2.000.000 toneladas e acima. Produtos finais feitos por uma instalação integrada são normalmente seções estruturais grandes, placa pesada, tira, haste de arame, trilhos de ferrovias, e ocasionalmente produtos longos como barras e tubo.
[00183] Ferro fundido é feito por fundir novamente ferro fundido, frequentemente juntamente com quantidades substanciais de ferro de refugo, aço de refugo, pedra calcária, carbono (coque) e tomando várias medidas para remover contaminantes indesejáveis. Fosforo e enxofre podem ser queimados do ferro fundido, porém isso também queima o carbono, que deve ser substituído. Dependendo da aplicação, os teores de silício e carbono são ajustados nos níveis desejados, que pode ser algo de 2%3,5% e l%-3% respectivamente. Outros elementos são então adicionados à corrida antes da forma final ser produzida por fusão. Ferro é às vezes fundido em um tipo especial de alto-forno conhecido como uma cúpula, porém mais
90/332 frequentemente fundido em fornos de indução elétrica ou fornos de arco elétrico.
[00184] Após conclusão da fusão, o ferro fundido é derramado em um forno de retenção ou panela. O método preferido da presente invenção se origina do uso de energia térmica comunicada a partir de armazenagem de energia térmica para aumentar a eficiência de energia, eficiência adicional pode ser obtida com o método preferido da presente invenção reciclando e recuperando calor residual através do uso de permutadores de calor e bobinas perto do forno para coletar a energia térmica residual para comunicação para armazenagem.
[00185] As propriedades de ferro fundido são alteradas pela adição de vários elementos de formação de liga, ou ligantes. Ao lado do carbono, silício é o ligante mais importante porque força carbono para fora da solução. A única liga muito importante é a inclusão de cerâmica que faz uma combinação de liga de desempenho muito elevado com o silício que é comumente usado em cilindros e outras aplicações de desempenho elevado. Ao invés disso o carbono forma grafite que resulta em um ferro mais macio, reduz encolhimento, diminui a resistência e diminui a densidade. Enxofre, quando presente, forma sulfeto de ferro, que evita a formação de grafite e aumenta a dureza. O problema com enxofre é que torna o ferro fundido derretido fraco, o que causa defeitos de curto prazo. Para neutralizar os efeitos de enxofre, manganês é adicionado porque os dois formam sulfeto de manganês ao invés de sulfeto de ferro. 0 sulfeto de
91/332 manganês é mais leve do que a corrida de modo que tenda a flutuar para fora da corrida e para dentro da escória. [00186] Ferro fundido cinza é caracterizado por sua microestrutura grafítica, o que causa fraturas do material para ter uma aparência cinza. É o ferro fundido mais comumente usado e o material fundido mais amplamente usado com base em peso. A maioria dos ferros fundidos têm uma composição química de 2,5%-4,0% de carbono, l%-3% de silício e o restante é ferro. Ferro fundido cinza tem menos resistência à tração e resistência a choque do que aço, porém sua resistência compressiva é comparável com aço de carbono baixo e médio.
[00187] Ferro fundido branco é um tipo de ferro fundido que exibe superfície fraturada branca devido à presença de cementite. Com um teor mais baixo de silício (agente de grafitar) e taxa de resfriamento mais rápida, o carbono em ferro fundido branco precipita para fora da correia como a cementite de fase metastável, Fe3C, ao invés de grafite. A cementite que precipita a partir da corrida forma como partículas relativamente grandes, normalmente em uma mistura eutética, onde a outra fase é austenita (que em resfriamento pode transformar em martensita).
[00188] Ferro maleável começa como uma fusão de ferro branco que é então tratada a calor a aproximadamente 900sC (1.6502F). O método preferido da presente invenção se origina do uso de energia térmica comunicada a partir da armazenagem de energia térmica para aumentar a eficiência de energia. Grafite separa muito mais
92/332 lentamente nesse caso, de modo que a tensão superficial tem tempo para formar em partículas esferoidais ao invés de flocos. Devido a sua relação de aspecto mais baixa, esferoides são relativamente curtos e distantes entre si, e têm uma seção transversal mais baixa, vis-à-vis um fônon ou rachadura se propagando. Têm também limites cegos, ao contrário de flocos, que alivia os problemas de concentração de tensão enfrentados por ferro fundido cinza. Em geral, as propriedades de ferro fundido maleável são mais similares a aço brando. Há um limite em quão grande uma parte pode ser fundida em ferro maleável, uma vez que é feita de ferro fundido branco. [00189] Ferro fundido dúctil ou nodular é um desenvolvimento mais recente. Quantidades minúsculas de magnésio ou cério adicionadas a essas ligas tornam lento o crescimento de precipitados de grafite por ligação com as bordas dos planos de grafite. Controle rigoroso de outros elementos e temporização, permite que o carbono separe como partículas esferoidais à medida que o material solidifica. As propriedades são similares a ferro maleável, porém partes podem ser capazes de fundir com seções moldadas consideravelmente maiores.
[00190] A conversão de CO2 capturado e sequestrado em produtos como produtos químicos, plásticos, combustíveis, materiais de construção, e outras commodities tanto é um método favorável ao meio ambiente como economicamente vantajoso. A incorporação em formulações de polímero existentes (plásticos) resulta em espumas de embalagem com resistência à tração mais elevada e capacidade de suporte de carga, e adesivos
93/332 revestimentos com adesão aperfeiçoada, resistência coesiva, e propriedades de resistência a condições climáticas, como resistência a água e UV. Exigências de capital e custos operacionais para produzir os polímeros de combustíveis não fósseis espelham estreitamente custos de produção convencionais, e os produtos demonstram resistência aumentada e resistência ambiental em relação a polímeros existentes. O escopo de produção é uma gama diversa de aplicações incluindo espumas de embalagem flexíveis, rígidas e microcelulares, termoplásticos, adesivos de poliuretano e vedantes, e resinas de revestimento para latas de bebida e alimentos.
[00191] Cada filamento de carbono é produzido de um polímero precursor como poliacrilonitrila (PAN), raiom, ou piche de petróleo. Para polímeros sintéticos como PAN ou raiom, o precursor é primeiramente fiado em fios de filamento, utilizando processos químicos e mecânicos para inicialmente alinhar os átomos de polímero em um modo para aumentar as propriedades físicas finais da fibra de carbono completo. Composições de precursor e processos mecânicos usados durante fiação de fios de filamento podem variar entre fabricantes
Após estiramento ou fiação, os fios de filamento de polímero são então aquecidos para expulsar átomos não de carbono (carbonização) produzindo a fibra de carbono final. [00192] Os fios de filamento de fibras de carbono podem ser adicionalmente tratados para melhorar as qualidades de manipulação, e então enrolados em bobinas. A síntese de fibra de carbono a partir de Poliacrilonitrila (PAN)
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1) Polimerização de acrilonitrila em PAN 2) Ciclização durante processo de baixa temperatura 3) tratamento de carbonização oxidativo em temperatura elevada (hidrogênio é removido). Após esse processo de grafitar inicia quando nitrogênio é removido e as cadeias são unidas em planos de grafite. Um método de fabricação comum envolve aquecimento dos filamentos PAN fiados até aproximadamente 3002C em ar, o que quebra muitas das ligações de hidrogênio e oxida o material.
[00193] 0 PAN oxidado é então colocado em um forno, o método preferido da presente invenção usa energia térmica a partir da armazenagem de energia térmica para fornecer pré-aquecimento e aquecimento do forno, tendo uma atmosfera inerte de um gás como argônio, e aquecido até aproximadamente 2.0002C, o método preferido da presente invenção também incluiría o uso de permutadores
de calor e bobinas perto do forno para fins de
reciclagem e recuperação de energia residual térmica
para fins de comunicar para armazenagem de energia
térmica aumentando as eficiências gerais do sistema, essa energia térmica induz a ação de grafitar do material, mudando a estrutura de ligação molecular. Quando aquecido nas condições corretas, a partir do método preferido da presente invenção energia térmica é comunicada ao forno para forçar essas cadeias a ligarem lado a lado (polímeros de escada), formando folhas de grafene estreitas que eventualmente fundem para formar um filamento colunar, único. O resultado é normalmente 93%-95% de carbono. Fibra de qualidade inferior pode ser fabricada utilizando piche ou raiom como o precursor ao
95/332 invés de PAN. O carbono pode se tornar adicionalmente intensificado, como módulo elevado, ou carbono de resistência elevada, por processos de tratamento de calor. Carbono aquecido na faixa de 1.500 - 2.0002C (carbonização) apresenta a resistência à tração mais elevada (820.000 psi, 5.650 MPa ou N/mm2) enquanto fibra de carbono aquecida de 2.500 a 3.0002C (grafitar) exibe um módulo de elasticidade mais elevado (77.000.000 psi ou 531 GPa ou 531 kN/mm2) .
[00194] Sistema de arma de energia dirigida (DEWS) é um sistema de arma que emite energia ou projétil acelerado de energia direcionado em um alvo especificado em uma direção projetada ou determinada ou percurso de voo de um alvo pretendido. DEWs da técnica anterior têm sido tipicamente categorizados pela frequência na qual operam como RF (para radiofrequência) e como Laser, que é uma arma baseada no tipo de descarga de energia.
[00195] Enzimas comercialmente disponíveis agora estão genericamente em custos de entrada econômicos comparáveis em razão com o processo químico de valor adicionado e produtos verticais associados. Além disso, qualquer redução substancial no custo de produção de enzimas será um estímulo positivo para a comercialização de depilação enzimática. Proteases são um dos grupos mais importantes de enzimas industriais e respondem por quase 60% da venda total de enzimas. Os usos principais de proteases livres ocorre em limpeza a seco, detergentes, processamento de carne, fabricação de queijo, e produção de enzimas digestivas.
96/332 [00196] Uma ampla gama de microrganismos incluindo os mesmos são disponíveis comercialmente; e quase substituíram totalmente a hidrólise química de amido na indústria de processamento de amido. Embora muitos microrganismos produzam essa enzima, a mais comumente usada por sua aplicação industrial são Bacillus licheniformis, Bacillus amyloliguifaciens e Aspergillus niger. Amilases se destacam como uma classe de enzimas, que são de aplicações úteis nas indústrias de alimentos, preparo, têxtil, detergente e farmacêutica.
[00197] Biomassa comum pode ser facilmente determinada após secagem simples em forno bem como em dissector e pesagem por balança digital. Proteases fúngicas são de importância específica. Fermentação submersa é o cultivo de microrganismos em caldo de nutriente líquido. Enzimas industriais podem ser produzidas utilizando esse processo. Isso envolve crescimento seletivo de microrganismos cuidadosamente selecionados. O método preferido da presente invenção compreende um sistema de controle ambiental estabilizado e controlado por inteligência artificial utilizando métrica adaptável, biométrica e sensoriamento de imageamento térmico para análise ativa, monitoramento e controle de aprendizagem de máquina fornecendo elementos de ecossistema sustentável abrangendo um sistema de crescimento de fermentação simétrica de volume elevado enquanto incorpora um biorreator de microalgas e sistema de produção de reator de organismo. Através do monitoramento da saúde das enzimas através de análise de inteligência artificial, monitoramento e controle de
97/332 análise térmica de fermentação, sistemas de reator e biorreator modificarão cenários ambientais para crescimento otimizado e produção através de um processo de algoritmos de aprendizagem de máquina. O processo de colher enzimas a partir do meio de fermentação as células microbianas e outros insolúveis devem ser removidos.
[00198] Esse processo é tipicamente realizado por centrifugação. Em geral, a maioria das enzimas industriais são extracelulares (secretadas por células no ambiente externo), permanecem na mistura fermentada após a biomassa ter sido removida. A biomassa pode ser reciclada como um aditivo de alimento após seco ou pode ser usado fertilizante se for tratado com cal para inativar os microrganismos e estabilizar o mesmo para armazenagem e aplicação. As enzimas no caldo restante são então concentradas por evaporação, filtração de membrana ou cristalização dependendo de sua aplicação Se preparados de enzima pretendida. necessários, forem puros são normalmente isolados por cromatografia de permuta de íon ou gel. Certas aplicações exigem produtos de enzima sólidos, assim as enzimas de pó bruto são transformadas em grânulos para tornar os mesmos mais convenientes para uso. Às vezes formulações de líquido são preferidas porque são mais fáceis de manipular e dosar juntamente com outros ingredientes líquidos. Enzimas usadas em conversão de amido para converter glicose em frutose são imobilizadas, tipicamente nas superfícies de grânulos inertes retidos em reação.
98/332 [00199] Fermentação em meio líquido é de dois tipos dependendo do modo de operação. A. Fermentação de batelada, B. Fermentação contínua. Os reatores de batelada são o tipo mais simples de modo de operação de reator. Quando a fermentação terminou o conteúdo é esvaziado para processamento à jusante. O reator é então limpo, cheio novamente, reinoculado e o processo de fermentação começa novamente. Reatores contínuos: meio fresco é continuamente adicionado e o fluido de biorreator é continuamente removido. Como resultado, células continuamente recebem meio fresco e produtos e produtos residuais e células são continuamente removidos para processamento. O reator pode desse modo ser operado por períodos de tempo longo sem ter de ser fechado. Reatores contínuos podem ser muitas vezes mais produtivos do que reatores de batelada. Isso é parcialmente devido ao fato de que o reator não tem de ser fechado tão regularmente e também devido ao fato de que a taxa de crescimento das bactérias no reator pode ser mais facilmente controlada e otimizada.
[00200] Além disso, células também podem ser imobilizadas em reatores contínuos, para evitar sua remoção e desse modo aumentar adicionalmente a produtividade desses reatores. Reatores contínuos não são ainda tão amplamente usados na indústria, porém encontram aplicação principal em tratamento de água residual. Reator de batelada alimentada é o tipo mais comum de reator usado na indústria. Nesse reator, meio fresco é contínuo ou às vezes periodicamente adicionado ao biorreator porém ao contrário de um reator contínuo,
99/332 não há remoção contínua. O fermentador é esvaziado ou parcialmente esvaziado quando o reator está cheio ou a fermentação termina. Como com o reator contínuo, é possível obter produtividades elevadas devido ao fato de que a taxa de crescimento das células pode ser otimizada por controlar a taxa de fluxo da alimentação que entra no reator.
[00201] O processo de produção de etanol tem tipicamente algumas etapas básicas para produção em grande escala de etanol que são: fermentação microbiana (levedura) de açucares, destilação, desidratação, e desnaturação (opcional para vantagem de imposto de revenda). Antes da fermentação, algumas culturas exigem sacarificação ou hidrólise de carboidratos como celulose e amido em açucares. Sacarificação de celulose é chamada celulólise (produção de etanol celulósico). Enzimas são usadas para converter amido em açúcar.
[00202] A fermentação de etanol é tipicamente usada no processo de etanol no qual etanol é produzido por fermentação microbiana do açúcar. Fermentação microbiana funcionará atualmente somente diretamente com açucares. Dois componentes principais de plantas, amido e celulose, são ambos compostos de açucares, e podem em princípio ser convertidos em açucares para fermentação. Há três métodos principais consistindo principalmente do uso de açúcar (por exemplo, cana de açúcar) e amido (por exemplo, milho) isso também incluiría o método mais recente do qual há grandes esforços atualmente tratando da área de etanol celulósico, onde a parte de celulose de uma planta é quebrada em açucares e subsequentemente
100/332 convertida em etanol. O método preferido da presente invenção comunicará energia térmica a partir da armazenagem de energia térmica para fins de auxiliar e manter temperaturas de fermentação adequadas.
[00203] Para que o etanol seja usável como combustível ou outros usos pretendidos, a maior parte da água deve ser removida. Grande parte da água é removida por destilação, porém a pureza é limitada a 95%-96% devido à formação de um azeótropo de etanol-água em baixo ponto de ebulição com etanol máximo (95,6% m/m (96,5% v/v) e 4,4% m/m (3,5% v/v) de água) . Essa mistura é chamada etanol hidratado e pode ser usada como um combustível individualmente, porém ao contrário de etanol anidro, etanol hidratado não é miscível em todas as razões com gasolina, assim a fração de água é tipicamente removida em tratamento adicional para ser usada como combustível ou outros usos pretendidos.
[00204] Há basicamente três processos de desidratação para remover a água a partir de uma mistura de etanol/água azeotrópica. O primeiro processo, usado em muitas instalações de etanol combustível anteriores, é chamada destilação azeotrópica e consiste em adicionar benzeno ou cicloexano à mistura. Quando esses componentes são adicionados à mistura, forma uma mistura azeotrópica heterogênea em equilíbrio de vapor-líquidolíquido, que quando destilada produz etanol anidro no fundo da coluna, e uma mistura de vapor de água, etanol, e cicloexano/benzeno. Quando condensado, isso se torna uma mistura líquida de duas fases. A fase mais pesada, pobre no meio de retenção (benzeno ou cicloexano), é
101/332 extraída do meio de retenção e reciclada para a alimentação, enquanto a fase mais leve juntamente com condensado a partir da extração é reciclada para a segunda coluna. Outro método destilação extrativa, consiste componente ternário relativa de etanol.
anterior, chamado em adicionar um que aumentará a volatilidade Quando a mistura ternária é destilada, produzirá etanol anidro no fluxo superior da coluna.
[00205] Pirólise é uma decomposição termoquímica de material orgânico em temperaturas elevadas na ausência ou quase ausência de oxigênio ou halogênio. Consiste principalmente e envolve a alteração simultânea de composição química e fase física, e é irreversível. A palavra é cunhada dos elementos derivados gregos pyro fogo e lise separação.
[00206] Pirólise é um tipo de termólise que é comumente observado em materiais orgânicos expostos a temperaturas elevadas. Decomposição térmica ou termólise é uma decomposição química causada por calor. A temperatura de decomposição de uma substância é a temperatura na qual a substância quimicamente decompõe. A reação é normalmente endotérmica visto que calor é necessário para quebrar as ligações químicas no composto sendo submetido à decomposição. Quando não controlado e a decomposição é suficientemente exotérmica, uma malha de realimentação positiva é criado produzindo abalo térmico e pode resultar potencialmente em uma explosão. Pirólise é um dos processos envolvidos em carbonização madeira, começando a 200-3002C (390-502F). Tipicamente, a
102/332 pirólise de substâncias orgânicas produz produtos de líquido e gás e deixa um resíduo sólido mais rico em teor de carbono, queima ou coque. Pirólise extrema, o método primário de produção de fibra de carbono é um processo no qual a pirólise deixa na maior parte carbono como o resíduo, é chamado carbonização.
[00207] O processo de pirólise é intensamente usado na indústria química, por exemplo, para produzir carvão, carvão ativado, metanol, e outros produtos químicos a partir da madeira, para converter dicloreto de etileno em cloreto de vinil para fazer PVC, para produzir coque a partir de carvão, converter biomassa em gás de sínese e bioqueima ou bio coque, transformar refugo em substâncias seguramente descartáveis, e transformar hidrocarbonetos de peso médio a partir de óleo em mais leves como gasolina. Esses usos especializados de pirólise podem ser chamados de vários nomes, como destilação seca, destilação destrutiva ou craqueamento. [00208] Pirólise também desempenha tipicamente um papel importante em vários procedimentos de cozimento, como assar, fritura, grelhar e caramelizar. Além disso, é uma ferramenta de análise química, por exemplo, em espectrometria de massa e em carbono-14 datação. Muitos compostos químicos altamente importantes para vida necessária, como fósforo e ácido sulfúrico, foram primeiramente obtidos por esse processo. Pirólise tem sido genericamente assumido como ocorrendo durante catagênese, a conversão de matéria orgânica enterrada em combustíveis fósseis, consequentemente uso de pirólise de pressão e energia térmica. Também é a base de
103/332 pirografia. Em seu processo de embalsamar, os egípcios antigos usavam uma mistura de substâncias, incluindo metanol, que obtinham a partir da pirólise de madeira. [00209] Pirólise difere de outros processos de temperatura elevada como combustão e hidrólise em que normalmente não envolve reações com oxigênio, água ou quaisquer outros reagentes. Na prática, não é possível obter uma atmosfera totalmente livre de oxigênio. Como algum oxigênio está presente em qualquer sistema de pirólise, uma pequena quantidade de oxidação ocorre. [00210] O termo tem sido também aplicado à decomposição de material orgânico na presença de água superaquecida ou vapor (pirólise hidratada) , por exemplo, no craqueamento a vapor de óleo.
[00211] Pirólise é normalmente a primeira reação química que ocorre na queima de muitos combustíveis orgânicos sólidos, como madeira, pano e papel, e também de alguns tipos de plástico. Em um fogo com madeira, as chamas visíveis não são devido à combustão da própria madeira, porém ao invés dos gases liberados por sua pirólise, ao passo que a queima sem chama de um sólido, chamada combustão lenta, é a combustão do resíduo sólido (queima ou carvão) deixado atrás por pirólise. Desse modo, a pirólise de materiais comuns como madeira, plástico e roupas é extremamente importante para segurança contra incêndio e combate a incêndio.
[00212] Em muitas aplicações de pirólise industrial como produção de carvão, produção de bioqueima, produção de coque, produção de fibra de carbono, produção de carbono pirolítico, biocombustíveis, eliminação de
104/332 refugo de plástico, eliminação de pneu de refugo, processo é feito operacionais acima temperaturas para refugo sob pressão e em de 4302C (8062F).
agrícola, por exemplo, temperaturas típicas são 450 a 5502C (840 a 1.0002F). 0 método preferido da presente invenção pode comunicar energia térmica a partir da armazenagem térmica em demanda ou coo necessário para manter entrada de energia renovável e um método de processamento sustentável.
[00213] Resfriamento de ar tradicional têm vários problemas principais que são deficiências típicas de sistemas de resfriamento de ar. Primeiramente, sistemas de resfriamento de ar não são genericamente muito eficientes devido ao fato de que a umidade no espaço aéreo do centro de dados é mantida artificialmente baixa, portanto a densidade de ar é tremendamente baixa, essa falta de densidade cria um movimento de ar de volume de massa ineficiente a partir de sua propensão em dissipar fluxo, desse modo ineficiências de transferência térmica entre fontes de calor de centro de dados exigindo resfriamento e descarga para expelir energia térmica de centro de dados, o que pode apresentar um problema com processadores severamente overclocked ou em particular beefyrigs cheios de múltiplos cartões gráficos. Em segundo lugar, os dissipadores de calor em coolers de componente poderoso podem se tornar bem grandes e colocar pressão excessiva desregrada em painéis e conexões, seu tamanho pode acentuar bloqueio de fluxo de ar e aumentar o fluxo de ar ruim a partir de linhas de fluido reduzido para fluxo
105/332 de ar suave para efetuar remoção de transferência térmica eficiente, tipicamente de som
Finalmente, ventoinhas são alto e tendem a falhar do desequilíbrio de pás, construção de suporte ruim e de superaquecimento.
[00214] Resfriamento de líquido é um método altamente eficaz de remover energia térmica em excesso, com o fluido de transferência de calor mais comum em sistemas de mesa sendo uma mistura de água e glicol. As vantagens de resfriamento de água em relação a resfriamento de ar incluem capacidade de energia térmica específica mais elevada de água e condutividade térmica usado em resfriamento de componentes principio elétricos e eletrônicos é idêntico aquele suado em um motor de combustão interna, com o refrigerante líquido sendo circulado por uma bomba de refrigerante através de um duto para a unidade de transferência térmica, às vezes mencionado como um bloco de transferência térmica montado no alvo pretendido a ser resfriado e então transferir a energia térmica para longe do alvo para fora para o permutador de calor de transferência térmica para dissipar a energia térmica do sistema. Líquidos permitem a transferência de mais energia térmica comunicada na direção contrária a partir dos componentes sendo resfriados do que ar, tornando o resfriamento líquido adequado para overcloking e aplicações de computador de alto desempenho. Em comparação com resfriamento de ar, resfriamento de líquido também é influenciado menos pela temperatura ambiente e pouca se alguma influência a partir da umidade. O nível de ruído
106/332 comparativamente baixo de resfriamento de líquido compara favoravelmente com aquele de resfriamento ativo, o que pode se tornar bem ruidoso.
[00215] Desvantagens de resfriamento líquido incluem complexidade e o potencial para vazamento de refrigerante. Água vazada pode danificar quaisquer componentes eletrônicos com os quais entra em contato, e a necessidade de testar e reparar vazamentos torna as instalações mais complexas e menos confiáveis. Um dissipador de calor resfriado a ar é genericamente muito mais simples de construir, instalar e manter do que uma solução de resfriamento com água, embora kits de resfriamento de água específicos também possam ser encontrados, o que pode ser tão fácil de instalar quanto um cooler de ar. Esses não são limitados a CPU's, GPU's ou memória de curta ou longa duração, entretanto, visto que resfriamento de acionamento de armazenagem também é possível.
[00216] Embora originalmente limitado a computadores de mainframe, resfriamento líquido se tornou uma prática amplamente associada à overcloking na forma de kits manufaturados, ou na forma de montagens faça você mesmo montadas a partir de partes individualmente coletadas. Nos últimos anos viram um aumento na popularidade de resfriamento líquido em computadores de mesa prémontados, de desempenho moderado a elevado. Adicionalmente, um sistema de malha fechada ou selado tipicamente incorporará um radiador pré-cheio pequeno, ventoinha, e bloco de água simplificando a instalação e manutenção de resfriamento de água em um custo leve em
107/332 eficácia de resfriamento em relação a montagens maiores e mais complexas.
[00217] Resfriamento de água tradicional versus o método preferido da presente invenção consiste em um sistema de resfriamento de refrigerante líquido resfriado de malha fechada e ar híbrido, tipicamente, resfriamento líquido é genericamente combinado com resfriamento de ar, utilizando resfriamento líquido para os componentes de energia térmica mais elevada, como CPUs, GPUs, memória de curta e longa duração, acionamentos de armazenagem, módulos reguladores de voltagem (VRMs), e mesmo fontes de energia podem ser resfriadas a água. Isso pode ser realizado enquanto retém o resfriamento de ar mais simples e mais barato para resfriamento de sistema e componente menos exigente para remoção de energia térmica de centro de dados em geral.
[00218] Mais recentemente um número crescente de companhias está fabricando componentes de resfriamento de água compactos o bastante para adaptar no interior de um gabinete de computador e moldado para adaptar-se a placas mãe específicas, unidades de energia e vários componentes. Isso e a tendência geral de usar CPU's, GPU's, memória de acionamento e outros componentes intensos térmicos de dissipação de energia mais elevada, tem aumentado muito a popularidade e utilidade de resfriamento de água, embora somente um grupo seleto muito pequeno de usuários de computadores como jogadores e profissionais de efeitos especiais e de edição de vídeo utilizem sistemas resfriados com refrigerante.
108/332 [00219] Sistemas de resfriamento de líquido modernos utilizam pressurização de sistema menor, isso é tipicamente aproximadamente 15 psi. Esse processo genericamente eleva o ponto de ebulição do refrigerante e reduz evaporação. O uso de resfriamento de água carrega o risco de vaporização em temperatura mais baixa da exposição a calor. Muitas aplicações de resfriamento de líquido à base de água exigem o uso de uma mistura de água e anticongelante, tipicamente glicol.
[00220] Refrigerante líquido em geral é tipicamente uma mistura de glicol e água para remover energia térmica de um componente, máquina, sistema ou área. Refrigerante líquido pode ser reciclado através de um sistema de recirculação. Sistemas de recirculação genericamente na técnica anterior se baseiam em torres de resfriamento, evaporadores e economizadores para remover energia térmica realizada com perda evaporativa desprezível de água de resfriamento. Um permutador de calor ou condensador pode separar refrigerante líquido de não contato a partir de um fluido sendo resfriado. Anticongelante também inibe corrosão de metais diferentes e pode aumentar o ponto de ebulição, permitindo uma faixa mais ampla de temperaturas de resfriamento de água em tentativas para elevar o ponto de vaporização a uma temperatura improvável de ser experimentada. Seu odor distinto também alerta os operadores para vazamentos de sistema de resfriamento e problemas que poderiam tipicamente passar não atendidos em um sistema de resfriamento somente de água.
109/332 classe de [00221] Fazenda de laticínios é uma agricultura, onde gado fêmea, cabras, ou outros mamíferos são criados por seu leite, que pode ser processado no local ou transportado para uma fábrica de laticínios para processamento e venda eventual a varejo. Uma instalação de laticínios centralizada processa leite e produtos de laticínio como creme, manteiga, iogurte, queijo e sorvete. Fazendas de laticínios genericamente vendem os bezerros machos nascidos de suas mães para carne de vitelo, visto que raças para laticínios não são normalmente satisfatórias para produção de carne comercial. Muitas fazendas de laticínios crescem tipicamente sua própria ração, tipicamente incluindo milho, alfafa, e feno utilizando o esterco como fertilizante para as culturas acima.
[00222] Pré-processamento de espécie específica para quando a espécie alvejada é colhida para fins comerciais, inicialmente precisam de algum préprocessamento para estar pronto seguramente para entrega para a parte seguinte da cadeia de processo de produto em uma condição fresca e não deteriorada. Processos de manipulação típicos estão transferindo a espécie alvejada das áreas de crescimento para a área de retenção na área de processamento.
[00223] Processamento adicional e manipulação podem iniciar como separação e classificação, retirada de pele, sangramento, evisceração e lavagem, corte, resfriamento, armazenagem da espécie processada resfriada. O número e ordem na qual essas operações são
110/332 realizadas diferem com as várias espécies alvejadas e o tipo de processamento necessário para o produto acabado. [00224] Técnicas de preservação de espécie alvejada são necessárias para evitar deterioração de produto, reduzindo refugo a partir de apara de produto e prolongando a vida de armazenagem. Há processos projetados para inibir a atividade de bactérias de deterioração e as alterações metabólicas que resultam na perda de qualidade de produto. Bactérias de deterioração são as bactérias específicas que produzem os odores e aromas desagradáveis associados a produto estragado. Espécie alvejada hospedará normalmente uma variedade de bactérias que não são do tipo de bactéria de deterioração, e maioria das bactérias presentes em produto estragado não formaram base na deterioração. Para uma bactéria iniciar e florescer, requer a temperatura certa, umidade e oxigênio suficientes, e área em volta que esteja equilibrada em pH porém não demasiadamente ácida. Várias técnicas de preservação funcionam por interromper uma ou mais dessas exigências. [00225] 0 controle de temperatura com o uso de gelo conserva os produtos durante processamento e estende a vida de armazenagem por diminuir a temperatura. À medida que a temperatura é diminuída, a atividade metabólica no produto a partir de processos microbianos ou autolíticos pode ser reduzida ou eliminada. Isso é obtido por refrigeração onde a temperatura cai até aproximadamente 02C, ou congelamento onde a temperatura cai abaixo de 18SC.
111/332 [00226] Fazendas de aves domésticas são dedicadas à criação de frangos (ovíparos ou frangos), perus, patos, e outras aves, genericamente para carne ou ovos. Ovos são tipicamente produzidos em ranchos de ovos grandes nos quais os parâmetros ambientais são bem controlados. Os frangos são expostos a ciclos de luz artificial para estimular a produção de ovos o ano inteiro. Além disso, é uma prática comum induzir muda através de manipulação cuidadosa de luz e a quantidade de alimento que recebem para aumentar ainda mais o tamanho e produção de ovos. [00227] Em média, uma galinha põe um ovo por dia, porém não em todos os dias do ano. Isso varia com a raça e época do ano. Em 1900, a produção média de ovos era 83 ovos por galinha por ano. Em 2 000, estava bem acima de 300. Nos Estados Unidos, galinhas poedeiras são esquartejadas após sua segunda estação de botar ovos. Na Europa, são genericamente esquartejadas após uma única estação. O período de botar ovo começa quando a galinha tem aproximadamente 18-20 semanas de idade (dependendo da raça e da estação) . Machos das raças do tipo de ovos têm pouco valor comercial em qualquer idade, e todos aqueles não usados para criação (aproximadamente cinquenta por cento de todas as galinhas do tipo de ovos) são mortos após incubação.
[00228] Pré-processamento de espécie específica para quando a espécie alvejada é colhida para fins comerciais, inicialmente precisam de algum préprocessamento para estarem prontos seguramente para entrega para a próxima parte da cadeia do processo de produto em uma condição fresca e não deteriorada.
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Processos de manipulação típicos estão transferindo a espécie alvejada de áreas de crescimento para a área de retenção na área de processamento.
[00229] Processamento adicional e manipulação podem iniciar como separação e classificação, retirada de pele, sangramento, evisceração e lavagem, corte, resfriamento, armazenagem da espécie processada resfriada. 0 número e ordem na qual essas operações que são realizadas diferem com as várias espécies alvejadas e o tipo de processamento necessário para o produto acabado.
[00230] A terra e prédios de uma fazenda são chamados fazenda. Empresas grandes de animais onde animais são criados em pastagens são tipicamente chamados ranchos. Onde animais são criados em confinamento com ração produzida em outro lugar, o termo confinamento é normalmente usado e genericamente onde o crescimento final e término é concluído.
[00231] Pecuária de animais intensa ou produção industrial de animais, também chamado pecuária industrial, é uma forma moderna de pecuária intensa que à produção industrializada de animais, domésticas (em gaiolas em bateria) e peixes em confinamento em densidade de material elevada comumente mencionado como galinheiros ou tanques, uma prática típica em pecuária industrial por agronegócios. Os produtos principais dessa indústria são carne, leite e ovos para consumo humano.
se refere incluindo gado, aves [00232] Confinamento em densidade de material elevada é uma parte de um esforço sistemático para produzir o
113/332 resultado mais elevado no custo mais baixo por se basear em economia de venda, maquinaria moderna, biotecnologia e comércio global. Indústrias pecuárias contêm números grandes de animais, tipicamente vacas, porcos, perus ou frangos, frequentemente internos, tipicamente em densidades elevadas. 0 objetivo da operação é produzir grandes quantidades de carne, ovos ou leite no custo mais baixo possível. Ração é fornecida no lugar, e uma ampla variedade de métodos artificiais é empregada para manter a saúde do animal e melhorar a produção, como o uso de agentes antimicrobianos, suplementos de vitaminas, e hormônios de crescimento. Limitações físicas são usadas para controlar movimento ou ações consideradas como indesejáveis. Programas de criação são usados para produzir animais mais adequados para as condições confinadas e capazes de fornecer um produto de ração consistente. Muitas práticas de pecuária de rotina envolvem etiqueta na orelha, corte de chifre, carga, operações médicas, vacinações e cuidados com casco, bem como treinamento para preparações e shows agrícolas. [00233] Gado, por exemplo, após obterem um peso de nível alvejado, aqueles em uma faia ou lotes de crescimento são então transferidos para um confinamento para serem alimentados com uma ração especializada de animal que consiste em subprodutos de milho (derivados da produção de etanol), cevada, e outros grãos bem como alfafa, farelo de semente de algodão, e pré-misturas compostas de micro ingredientes como vitaminas, minerais, conservantes químicos, antibióticos, produtos de fermentação, e outros ingredientes essenciais que são
114/332 adquiridos de companhias de pré-mistura, normalmente em forma em saco, para mistura em razões comerciais. Devido à disponibilidade desses produtos, um fazendeiro que usa seu próprio grão pode formular suas próprias rações e ter certeza de que seus animais estão obtendo os níveis recomendados de minerais e vitaminas.
[00234] Aquicultura é o cultivo do produto natural de água (peixe, mariscos, algas e outros organismos aquáticos). O termo é distinguido de pescaria pela ideia de esforço humano ativo em manter ou aumentar o número de organismos envolvidos, ao contrário de pesca excessiva e estoques selvagens de sobrecarga e criar desequilíbrio do ecossistema natural.· Subconjuntos de aquicultura incluem Maricultura (aquicultura no oceano); Algacultura (a produção de algas/algas marinhas e outras algas); fazenda de peixe (a criação de bagre, tilápia e lagostim em água doce e lagos salobros ou salmão em lagos marinhos); e o crescimento de pérolas cultivada. Aquicultura extensa se baseia em produção fotossintética local enquanto a aquicultura intensa se baseia em peixe alimentado com uma fonte de alimento externo.
[00235] Confinamento e superpopulação de animais resultam em falta de exercício e comportamento locomotor natural, o que enfraquece seus ossos e músculos. Uma fazenda intensa de aves domésticas fornece as condições ótimas para mutação viral e transmissão com milhares de aves amontoadas juntas em um ambiente fechado, quente e empoeirado é altamente condutível para a transmissão de uma doença contagiosa. A seleção de gerações de aves por suas taxas de crescimento mais rápido e rendimentos mais
115/332 elevados de carne deixou os sistemas imunes das aves menos capaz de lidar com infecções e há um grau elevado de uniformidade genética na população, tornando a difusão de doença mais provável. A intensificação adicional da indústria foi sugerida por alguns como a solução para gripe aviária, no raciocínio de que manter as aves internas evitará a contaminação. Entretanto, isso se baseia em biossegurança segura, perfeita - e tais medidas são quase impossíveis de implementar.
[00236] O movimento entre fazendas por pessoas, materiais e veículos apresenta uma ameaça e violações em biossegurança são possíveis. Agricultura intensa pode estar criando cepas de gripe aviária altamente virulentas. Com o fluxo frequente de artigos em e entre países, o potencial para difusão de doença é elevado. Confinamento e superpopulação do ambiente de animais apresentam o risco de contaminação da carne a partir de vírus e bactérias. Animais de confinamento residem em condições com excesso e frequentemente passam seu tempo em pé em seu próprio refugo.
[00237] A principal concentração da indústria ocorre em instalações de abatedouro central e processamento de carne para essa fase, com somente sete companhias abatendo e processando com percentagens monopolistas de vacas, carneiros, porcos e frangos. Essa concentração na fase de abate é em grande parte devido a barreiras financeiras e reguladoras que tornam quase impossível para pequenas instalações de abate ser construídas, mantidas ou permanecerem no negócio. Pecuária industrial não é mais benéfico para produtores de animais do que
116/332 agricultura tradicional porque contribui para a superprodução que aciona os preços para baixo. Através de contratos antecipado e acordos de comercialização, empacotadores de carne são capazes de definir o preço de animais bem antes de estarem prontos para produção.
[00238] Muitos dos produtores de animais da nação gostariam de comercializar animais diretamente com consumidores, porém com instalações de abate inspecionadas por USDA limitadas o conjunto de animais domésticos criado localmente não pode ser tipicamente abatido e processado localmente.
[00239] O ponto máximo da vantagem do método preferido da presente invenção pode ser realizado e monetizado a partir de sua amalgamento de entrada de energia, uso de energia, reciclagem de energia de refugo, reutilização e finalmente captura de eficiências mais elevadas a partir do desempenho otimizado para atingir níveis obteníveis quase teóricos. A remoção de deficiências e ineficiências da técnica anterior a partir de tentativas da técnica anterior em implementação com falha para atender uma necessidade com uma solução ou resposta individualizada tipicamente enquanto atende somente um segmento estreito da necessidade em questão versus o método preferido da presente invenção cumprindo uma solução para atender as necessidades e a consulta enquanto oferece respostas e soluções para perguntas e problemas criados a partir da sequencia de atendimento da necessidade ou consulta inicial. O método preferido da presente invenção examina não somente as necessidades
117/332 e perguntas iniciais, mas tenta fornecer respostas e soluções adicionais para consequências complexas criadas por atendimento das necessidades e consultas iniciais como uma solução completa e robusta.
RESUMO DA INVENÇÃO [00240] As presentes modalidades se referem a técnicas para sistemas de geração de energia distribuída localizada, armazenagem e utilização, móveis e estacionários. Além disso, as presentes modalidades se referem a sistemas solares térmicos para geração de energia térmica e utilizando a energia térmica e/ou química e elétrica armazenada para subsequentemente gerar eletricidade e energia térmica em demanda para aquecimento, resfriamento e aplicações intensas em energia térmica. Também, as presentes modalidades incorporam um motor Stirling projetado com eficiências adicionais devido a projeto do cilindro, colocação e estratificação térmica com a adição de uma malha de fonte fria. Adicionalmente, o motor Stirling pode incluir uma malha térmica adicional que permite que calor residual do ciclo Stirling seja utilizado, desse modo aumentando a eficiência, para produzir produtos químicos de subproduto, insumo ou várias outras substâncias. Além disso, os produtos químicos produzidos pelo sistema podem ser utilizados para aumentar ainda mais as eficiências do sistema, frequentemente em combinação com as energias térmicas a partir do sistema para acionar tais coisas como sistemas de resfriamento por absorção, sistemas de destilação, sistemas de produção de insumo, sistemas de dessalinização, sistemas
118/332 de pirólise, sistemas de produção de etanol, fermentadores, sistemas de produção de grafene, sistemas de produção de fibra de carbono, sistemas de refinamento de ferro fundido, sistemas de refinamento de alumínio, células de combustível de óxido sólido, malhas de aquecimento radiante, malhas de resfriamento radiante, compressores, eletrolisadores.
[00241] As presentes modalidades incluem um motor Stirling utilizando pelo menos um eixo de acionamento, gerador, mancais, e um cilindro lateral de compressão, pistão de força, regenerador, cilindro do lado de deslocador, e pistão. O motor Stirling das presentes modalidades também inclui uma malha térmica de calor elevado sobredimensionado que faz interface com o cilindro do lado de deslocador e uma malha de água gelada que faz interface com o cilindro do lado de compressão. Uma malha adicional pode ser incluída para capturar calor residual não utilizado pelo motor Stirling das presentes modalidades a serem utilizados em outro lugar no sistema para aumentar a eficiência geral do sistema. Também é incluído nas presentes modalidades um coletor térmico solar utilizando um ou mais refletores parabólicos, receptores lineares têm um absorvedor de temperatura elevada e temperatura média e refletor de coordenação com radiador. Também é incluída uma malha de captura de fluido térmico de temperatura elevada e uma malha de captura de fluido térmico de temperatura média bem como suportes transversais no formato crescente permitindo movimento rotacional independente não impedido dos refletores parabólicos
119/332 lineares. Em uma ou mais modalidades uma ou mais células fotovoltaicas são fixadas em um ou mais dos refletores parabólicos. Energia térmica capturada pelas presentes modalidades é dirigida a subsistemas ou a um ou mais recipientes de armazenagem térmica que incluem um ou mais dos seguintes: capacidade elevada de calor, capacidade média de calor, capacidade baixa de calor, fluido de trabalho e armazenagem fria. As presentes modalidades também incorporam e utilizam um sistema de controle computadorizado que de forma inteligente monitora, controla e realoca energias capturadas e conversão de subsistema e processos de utilização por utilizar aprendizagem de máquina com base em entrada de usuário anterior e/ou uma ou mais regras definidas. O sistema de controle computadorizado das presentes modalidades pode incluir também um ou mais sensor de imageamento biométrico e/ou térmico para determinar realocações necessárias e utilização dos processos do subsistema.
[00242] Os objetivos da presente invenção incluem, porém não são limitados a:
[00243] Um objetivo da presente invenção é aumentar muito a geração de energia localizada por utilizar geração de energia renovável localizada e armazenagem de energia localizada para disponibilidade em demanda desse modo diminuindo o uso medido de energia de rede comercial cara.
[00244] Um segundo objetivo da presente invenção é fornecer uma instalação de produção que se baseia em
120/332 relação simbiótica com emulação otimizada da geração de energia natural para ciclos de uso.
[00245] Um terceiro objetivo da presente invenção é fornecer um dispositivo em que múltiplos componentes podem ser associados e interconectados a aplicações entre si para aumentar a eficiência e capacidades de produção de energia. Isso é efetuado por combinar processos de elemento para reduzir perdas por combinar ciclos de elemento de dispositivo e aplicações de uso de material, demandas elétricas de energia elétrica e térmica.
[00246] Um quarto objetivo da presente invenção é reduzir exigências de material de construção e fabricação redundante e não benéfica de componentes de sistema.
[00247] Um quinto objetivo da presente invenção é reduzir exigências de uso de área e contagem de componentes de sistema e aumentar muito a razão de produção gerada em consideração dos custos de instalação de componente de sistema mais do que anteriormente possível, devido ao aperfeiçoamento de geração e integração híbrida.
[00248] Um sexto objetivo é permitir eficiência elevada por habilitar armazenagem térmica para calor e armazenagem fria para disponibilidade em demanda versus uso da técnica anterior de uso ineficiente por exigências de energia de partida e parada aumentadas de geração em demanda de processos e aplicações de componentes individuais.
121/332 [00249] Um sétimo objetivo é a inclusão de exigências de geração de energia, armazenagem, componente e resfriamento e/ou aquecimento de área em uma solução de sistema único; reciclagem de energia térmica a partir de outros processos calor residual para aumentar a eficiência e reduzir exigências de entrada de energia de sistema.
[00250] Um oitavo objetivo é reciclagem de energia de calor residual gerado para utilizar fontes de água armazenadas em sistema de refrigerante de malha fechada para reduzir exigências de subsistema e manutenção. [00251] Um nono objetivo é reciclar calor residual gerado para água subterrânea e recuperação e purificação de água residual enquanto reduz as exigências de entrada de energia.
[00252] Um décimo objetivo é reciclar calor residual gerado para uso potencial em dessalinização enquanto reduz exigências de energia de entrada.
[00253] Um décimo primeiro objetivo é reciclar calor residual regenerado para uso em destilação enquanto reduz exigências de energia de entrada.
[00254] Um décimo segundo objetivo é reciclar calor residual regenerado para uso como substituição para processamento térmico de água para aquecer água para uso e armazenagem para disponibilidade em demanda enquanto reduz exigências de energia de entrada.
[00255] Um décimo terceiro objetivo é fornecer água potável a partir de fontes de água não processadas localizadas ou aprovisionamento de água pública contaminada.
122/332 [00256] Um décimo quarto objetivo é armazenar energia térmica para habilitar armazenagem de energia em massa comercial escalonável.
[00257] Um décimo quinto objetivo é usar biomaterial localmente gerado como entrada localizada para produção de produto de nível mais elevado.
[00258] Um décimo sexto objetivo é usar energia térmica armazenada para conversão em uso de aplicação térmica localizada para uso e disponibilidade em demanda.
[00259] Um décimo sétimo objetivo é usar energia química armazenada para conversão em energia térmica e elétrica.
[00260] Um décimo oitavo objetivo é reduzir a pegada de carbono para geração térmica e elétrica.
[00261] Um décimo nono objetivo é reduzir a pegada de carbono para consumo localizado de energia.
[00262] Um vigésimo objetivo é habilitar um ecossistema de energia renovável localizado para geração, armazenagem e regeneração.
[00263] Além disso, outros objetivos serão evidentes a partir das figuras e descrição abaixo.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [00264] A Figura 1 é um fluxograma de acordo com um ou mais exemplos de uma modalidade de um processo elétrico de acordo com a presente invenção.
[00265] A Figura 2 é um fluxograma ilustrando as saídas de acordo com a modalidade da Figura 1.
[00266] A Figura 3 é um diagrama esquemático de acordo com um ou mais exemplos de uma modalidade de um
123/332 recipiente de armazenagem térmica estratificado de
acordo com a presente invenção.
[00267] A Figura 4 é um fluxograma de acordo com um ou
mais exemplos de uma modalidade de um processo solar
térmico de acordo com a presente invenção.
[00268] A Figura 5a é uma vista esquemática geral de
acordo com um ou mais exemplos de uma modalidade de um
bloco de cilindros de motor Stirling de acordo com a presente invenção.
[00269] A Figura 5b é um diagrama esquemático de acordo com um ou mais exemplos de uma modalidade de uma vista extrema em seção de um único conjunto de cilindros de motor Stirling com pistões duais de acordo com a presente invenção.
[00270] A Figura 5c é um diagrama esquemático de acordo com um ou mais exemplos de uma modalidade de uma vista extrema em seção de um único conjunto de cilindros de motor Stirling de acordo com a presente invenção.
[00271] A Figura 5d é um diagrama esquemático de acordo com um ou mais exemplos de uma modalidade de uma vista em seção transversal de um motor Stirling com pistões duais de acordo com a presente invenção.
[00272] A Figura 5e é um diagrama esquemático de acordo com um ou mais exemplos de uma modalidade de uma vista em seção transversal de um pistão de motor Stirling de acordo com a presente invenção.
[00273] A Figura 6a é um diagrama esquemático de acordo com um ou mais exemplos de uma modalidade de uma unidade de campo absorvedor (AFU), painéis refletores,
124/332 aparelho de transporte e motor para o aparelho de transporte de acordo com a presente invenção.
[00274] A Figura 6b é um diagrama esquemático de acordo com um ou mais exemplos de uma modalidade de um coletor térmico solar e aparelho fotovoltaico solar de acordo com a presente invenção.
[00275] A Figura 6c é um diagrama esquemático de acordo com um ou mais exemplos de uma modalidade de uma vista geral e detalhes da estrutura de ponte-armação-cabo, ultraleve do coletor de acordo com a presente invenção. [00276] A Figura 6d é um diagrama esquemático de acordo com um ou mais exemplos de uma modalidade de uma vista geral dos coletores térmicos solares, refletor e painel fotovoltaico solar de acordo com a presente invenção. [00277] A Figura 6e é uma ilustração de acordo com um ou mais exemplos de uma modalidade da unidade de campo absorvedor e painéis refletores bem como o aparelho de transporte e ilustra ainda a operação do mecanismo de rotação e deslocamento do aparelho de rastreamento de acordo com a presente invenção.
[00278] A Figura 7 é um fluxograma de acordo com um ou mais exemplos de uma modalidade mostrando as conexões
comuns da Estação de energia operada renovável de
energia de hidrogênio (HEROES) de acordo com a
presente invenção.
[00279] A Figura 8 é um fluxograma de acordo com um ou
mais exemplos de uma modalidade de um processo de
refrigeração de multiefeitos de acordo com uma
modalidade.
125/332 [00280] A Figura 9 é um fluxograma de acordo com um ou mais exemplos de uma modalidade das conexões de instalação comuns de uma instalação de alumínio de energia renovável (REAP) e uma instalação de aço de energia renovável (RESP) de acordo com a presente invenção.
[00281] A Figura 10 é um diagrama de blocos de acordo com um ou mais exemplos de uma modalidade da rede inteligente aperfeiçoada, ULTRAGRID™, camadas de acordo com a presente invenção.
[00282] A Figura 11 é um fluxograma de acordo com um ou mais exemplos de uma modalidade do sistema térmico de acordo com a presente invenção.
[00283] A Figura 12 é um diagrama de blocos das camadas ULTRAGRID™ utilizadas com o sistema de célula de combustível (FESTE) de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção.
[00284] A Figura 13 é um fluxograma ilustrando o Processo de sistema de geração renovável de base de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção. [00285] A Figura 14 é um fluxograma ilustrando o Sistema de Processo de motor Stirling Solar térmico de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção. [00286] A Figura 15 é um fluxograma ilustrando o Sistema de Processo Aquaponics de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção.
[00287] A Figura 16 é um fluxograma ilustrando o Sistema de Processo de turbina a vapor/solar térmico de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção.
126/332 [00288] A Figura 17 é um fluxograma ilustrando o Sistema de processo de energia Stirling/Turbina a vapor de multi-ciclos térmico de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção.
[00289] A Figura 18 é um diagrama de blocos de acordo com um ou mais exemplos de uma modalidade do sistema de centro de dados da presente invenção.
[00290] A Figura 19 é um diagrama de blocos de um sistema de instalação de cimento de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção.
[00291] A Figura 20 é um fluxograma ilustrando o
Sistema de geração renovável de base para Geração de energia térmica, elétrica de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção.
[00292] A Figura 21 é um diagrama de blocos de um
sistema de instalação de ferro fundido de acordo com uma
ou mais modalidades da presente invenção.
[00293] A Figura 22 z e um diagrama de blocos de um
sistema de instalação de bioplástico/plástico de acordo
com uma ou mais modalidades da presente invenção.
[00294] A Figura 23 é um diagrama de blocos de um
sistema de instalação de fibra de carbono de acordo com
uma ou mais modalidades da presente invenção.
[00295] A Figura 24 é um diagrama de blocos de um
sistema de instalação de pirólise de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção.
[00296] A Figura 25 é um diagrama de blocos ilustrando as camadas do ULTRAGRID™ - Processo Aquaponics de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção.
127/332 [00297] A Figura 26 é um diagrama de blocos ilustrando as camadas do ULTRAGRID™ - Processo de criação de gado/porcos de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção.
[00298] A Figura 27 é um diagrama de blocos ilustrando as camadas do ULTRAGRID™ - Processo de laticínios de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção, [00299] A Figura 28 é um diagrama de blocos ilustrando as camadas do ULTRAGRID™ - Processo de Centro de Dados de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção.
[00300] A Figura 29 é um diagrama de blocos ilustrando as camadas do ULTRAGRID™ - Processo TDNS de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção.
[00301] A Figura 30 é um diagrama de blocos ilustrando as camadas do ULTRAGRID™ - Processo RESP de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção.
[00302] A Figura 31 é um diagrama de blocos ilustrando as camadas do ULTRAGRID™ - Processo de amônia REAP de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção. [00303] A Figura 32 é um diagrama de blocos ilustrando as camadas do ULTRAGRID™ - Processo REPO de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção.
[00304] A Figura 33 é um fluxograma ilustrando o Processo do Sistema de gerador térmico de radioisótopo (RTG) - motor térmico de acordo com uma ou mais modalidades d apresente invenção.
[00305] A Figura 34 é um diagrama esquemático ilustrando o processo RESEERVS com um sistema de recuperação de cruzamento de energia dual e sistema de
128/332 controle de ar de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção.
[00306] A Figura 35 é um diagrama de blocos ilustrando as camadas do ULTRAGRID™ - Processo RESEERVS de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção.
[00307] A Figura 36 é um fluxograma ilustrando o Processo de Motor térmico Stirling (FESTE) - energia de célula de combustível de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção.
[00308] A Figura 37 é um fluxograma ilustrando o Processo FESTE RTG de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção.
[00309] A Figura 38 é um diagrama de blocos ilustrando as camadas do ULTRAGRID™ - Processo de Pirólise de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção. [00310] A Figura 39 é um diagrama de blocos ilustrando as camadas do ULTRAGRID™ - Processo RECIP de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção.
[00311] A Figura 40 é um fluxograma ilustrando o Sistema renovável de base para Produção de gás e líquido com Processo de extração de insumo de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção.
[00312] A Figura 41 é um fluxograma ilustrando o Processo de Sistema de produção química de energia renovável de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção.
[00313] A Figura 42 é um diagrama de blocos ilustrando o sistema de processamento de subprodutos e dessalinização de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção.
129/332 [00314] A Figura 43 é um diagrama de blocos do sistema de instalação de blocos e tijolos de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção.
[00315] A Figura 44 é um diagrama de blocos do sistema de instalação de alumínio de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção.
[00316] A Figura 45 é um diagrama de blocos do sistema de instalação de aço de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção.
[00317] A Figura 46 é um diagrama de blocos do sistema de instalação DDGS aperfeiçoada - etanol de energia renovável de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção.
[00318] A Figura 47 é um fluxograma ilustrando o Processo de motor Stirling térmico - Energia de combustão (CEREAL) de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção.
[00319] A Figura 48 é um diagrama de blocos ilustrando as camadas do ULTRAGRID™ - Processo CEREAL de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção.
DESCRIÇÃO DETALHADA [00320] A descrição incluída seguinte da presente invenção tem um elemento de geração de núcleo principal que é compreendido do componente térmico solar 106. A integração adicional potencial inclui dispositivos de geração de energia eólica híbrida e/ou solar fotovoltaica 107. Por exemplo, a modalidade preferida do componente térmico solar 106 da presente invenção integra um painel solar fotovoltaico 107 no topo do refletor mais superior 130. Energia térmica suplementar
130/332 será obtida a partir da geração térmica de queimador de gás bios fornecido por digestor. Esses dispositivos formam a modalidade quintessência principal integral para estabelecimento da fonte de geração de energia distribuída para efetuar os outros elementos do sistema. Isso fornece aprovisionamento de fonte de geração de energia para conexão elétrica, química e de rede, comunicação de dados ligada em rede bidirecional e controle para interconexão e interoperabilidade.
[00321] A seguinte descrição incluída faz referências aos desenhos em anexo, que são fornecidos para ilustração da modalidade preferida. Entretanto, tal modalidade não representa o escopo total da invenção. A matéria que o inventor considera como sua invenção é particularmente indicada e distintamente reivindicada nas reivindicações desse relatório descritivo.
[00322] A presente invenção forma um sistema definido por um conjunto de processos integrados para a produção e armazenagem de energia elétrica, química e térmica. A produção e processamento de energia térmica é tipicamente para fins de armazenagem de recipiente de energia térmica e armazenagem geotérmica 100 para uso posterior. Outros objetivos, características e vantagens da presente invenção serão prontamente reconhecidos a partir das seguintes descrições e aperfeiçoamentos listados.
[00323] A descrição nas seções acima e a seguir é apresentada para permitir que qualquer pessoa versada na técnica faça e use as modalidades, e é fornecida no contexto de uma aplicação específica e suas exigências.
131/332
Várias modificações nas modalidades reveladas serão prontamente evidentes para aqueles versados na técnica, e os princípios gerais definidos aqui podem ser aplicados em outras modalidades e aplicações sem se afastar do espírito e escopo da presente revelação. Desse modo, a presente invenção não é limitada às modalidades mostradas, porém deve ser acordada o escopo mais amplo compatível com os princípios e características reveladas aqui.
[00324] É um objetivo principal e vantagem da presente invenção maximizar energia renovável ao contrário de fontes de combustível nuclear e fóssil conectada a rede para sistemas de geração de energia. Energia renovável é um termo da técnica usado para descrever energia derivada de fontes de energia favoráveis ao meio ambiente incluindo fontes de energia renováveis (ou regenerativas) não poluentes. (Nenhuma fonte pode ser totalmente não poluente, uma vez que qualquer fonte de energia requer uma entrada de energia que cria alguma poluição). Tipos específicos de energia renovável incluem energia eólica, energia solar, hidroenergia, energia geotérmica, e energia de biocombustível/biomassa.
[00325] Como representado na Figura 1, é outro objetivo e vantagem da presente invenção usar fontes de energia renovável 112 ao invés de fontes de energia não renovável em uma montagem de sistema de geração quíntupla para criar a energia elétrica, aquecimento e resfriamento para operar um sistema integrado, que pode reduzir muito os custos em operação e manutenção de tal
132/332 sistema enquanto usa reciclagem para recuperar energia térmica a partir de permutadores de calor e bobinas para comunicação de energia para uma instalação de armazenagem de energia. CCFRHP de geração quíntupla (também conhecida com energia e calor, energia rotacional, congelamento, resfriamento combinado) se refere à produção combinada e utilização de eletricidade e energia de calor, onde a energia de calor e energia fria são usadas como uma fonte de energia combinada para geração de motor Stirling 116 de energia rotacional como uma fonte de energia comum para todos os processos e aplicação intensos em energia rotacionais.
[00326] Esse calor residual é tipicamente criado como um subproduto durante um processo industrial. Ao invés de liberar esse calor para o ambiente em volta (e essencialmente tratar essa energia de calor como calor residual), um sistema de geração quíntupla aproveitará essa energia de calor para entrada de armazenagem térmica adicional e usos futuros. Tais usos incluiriam resfriamento de absorção 121 para refrigeração 172 e armazenagem fria 124. Sistemas de geração quíntupla permitem o uso de uma percentagem mais elevada de energia obtida a partir de uma fonte de energia. Isso se traduz em conservação de energia, e desse modo economia para o usuário do sistema de trigeração, uma vez que menos energia necessita ser usada para obter a mesma quantidade de energia útil a partir da fonte de energia (em comparação com um sistema que não aproveita o calor residual).
133/332 [00327] A eficiência de um sistema de trigeração aumenta quando o aquecimento ou resfriamento que é obtido a partir de uma fone de energia é utilizado próximo a onde o aquecimento ou resfriamento é criado e aproveitado. Além disso, a energia de calor pode estar na forma de água quente ou vapor quando não usado para aquecimento de espaço, por exemplo. É um objetivo adicional e vantagem da presente invenção explorar tal energia renovável em uma instalação de geração Quíntupla, onde a energia renovável pode ser utilizada até seu potencial máximo desse modo utilizando menos energia e passando a economia para o usuário de tal instalação.
[00328] E outro objetivo e vantagem da presente invenção fornecer um sistema operado e conectado ULTRAGRID™ 194 que é independente de rede e pode operar quase em qualquer lugar (por exemplo, um lote aberto em uma cidade ou um campo no country) , e pode ser usado como uma fonte de energia distribuída para aprovisionamento de energia de rede próximo a clientes, eliminar custos de transporte, aumentar a qualidade de energia a partir de seu ambiente controlado, recicla refugos de energia e ajuda a conservar recursos de energia.
[00329] Como mostrado na Figura 10, a presente invenção se refere a um sistema e método de amalgamação sustentável de indústrias que verticalmente integra projeto de sistema controlado e conectado ULTRAGRID™ 194 altamente exclusivo com fontes de energia verde e armazenagem de energia 110. Essa invenção tem aplicação
134/332 específica para inclusão de indústrias adicionais e seus processos e aplicações associadas para formar sistemas simbióticos utilizando a descrição anterior e esboços listados acima que são para fins ilustrativos da invenção descrita anteriormente acima e descrita a seguir com referência a esse pedido. Isso é obtido por inclusão de um sistema de controle de aprendizagem por máquina e inteligência artificial com interface ativa de biométrica adaptável, sensores adicionais e sensorial de imageamento térmico para detecção de contaminações de produto, rastreamento de garantia de qualidade de produto de todos os métodos, aplicações e produto, pode ser rápida e facilmente identificado e analisado para fornecer informações adicionais para o sistema de controle. Entretanto, será reconhecido que essa invenção pode encontrar uso em aplicações alternativas, como criação de crustáceos ou outras espécies aquáticas e/ou crescimento de qualquer outra planta adequada.
[00330] A produção de energia térmica se baseia na premissa de que a flutuação de entradas de geração é aceitável devido às adaptações de projeto inerentes que maximizam a produção durante disponibilidade de geração de energia elevada e podem escalonar para baixo ou entrar no modo de reserva para casar com as limitações de entrada a partir dos períodos de capacidade de geração inferior. Entretanto, a saída de geração das tecnologias de energia renovável pode flutuar a partir de variações inerentes em alterações ambientais e ações de efeito. Além disso, tais flutuações podem evitar que as tecnologias de geração de energia renovável
135/332 equilibrem a geração de energia com demanda de energia (por exemplo, demandas elétricas de rede, aplicações térmicas e componentes). Como resultado, os sistemas podem incorrer em custos associados à operação e/ou fechamento de geradores elétricos acionados por outras formas de energia (por exemplo, hidrogênio, amônia, térmica, carvão, gás natural, energia hidroelétrica 102, energia nuclear) em resposta a alterações em demanda elétrica e/ou flutuações no fornecimento de energia gerada renovável. Para reduzir tais custos e/ou aumentar a confiabilidade de energia renovável, o sistema da Figura 1 pode armazenar energia a partir da geração de energia renovável e gerar subsequentemente energia na forma de elétrica e térmica, hidrogênio e amônia a partir da energia armazenada com base em demanda elétrica. Primeiramente, a energia pode ser armazenada em um sistema de armazenagem química 183 como hidrogênio, amônia e outros gases armazenados (por exemplo, argônio, hélio, neônio, etc.).
[00331] Em segundo lugar, a energia pode ser armazenada como calor em um sistema de armazenagem térmica de capacidade elevada de calor 125 (por exemplo, sal fundido, etc.). Fluido de trabalho de baixa capacidade de calor pode ser adicionalmente colocado em um recipiente de armazenagem isolado para reter o calor em fluido de capacidade baixa de calor de curta duração e/ou para usar entrada térmica entrada para manter usável capacidade de fluido de capacidade baixa de calor. Para gerar eletricidade a partir da energia armazenada, um mecanismo de transferência química,
136/332 geração de energia pode seletivamente transferir produto químico a partir de armazenagem para fornecer geração de energia em demanda.
[00332] Adicionalmente o mecanismo de transferência de calor, geração de energia pode seletivamente transferir calor a partir da armazenagem térmica para fornecer geração de energia em demanda. Energia de calor sem conversão pode ser usada para iniciar entrada de energia térmica de motor Stirling 116. Após o calor ser transferido, calor pode também ferver um fluido de trabalho (por exemplo, devido ao baixo ponto de ebulição do fluido de trabalho), geração e vapor e/ou vapor que é usado para girar pás de rotor de uma turbina. Energia de trabalho usável de turbina e/ou motor Stirling 116 pode ser então usada para acionar um gerador elétrico que fornece eletricidade a uma carga, ou outros usos por exemplo como fornecer energia rotacional e/ou linear para uma bomba ou compressor e/ou energia térmica para uma aplicação intensa térmica.
[00333] Tal geração em demanda de energia a partir da energia renovável armazenada pode reduzir adicionalmente custos associados à operação de outras estações de energia para compensar flutuações em geração de energia a partir da energia renovável. Ao longo das mesmas linhas, o uso de elementos mecânicos (por exemplo, mecanismos de rotação-transmissão e/ou mecanismo de transmissão linear e/ou especificamente pode ser pás de rotor e/ou pistões ativados por gás e/ou fluido de trabalho), fluido de capacidade baixa de calor e fricção para armazenar e energia pode fornecer economia de custo
137/332 em relação a mecanismos de armazenagem de energia convencionais como baterias e/ou hidroeletricidade de armazenagem bombeada 102. Em outras palavras, o sistema da Figura 4 pode facilitar a geração eficaz, econômica e/ou segura de eletricidade e outras aplicações intensas térmicas com energia renovável.
[00334] A Figura 4 mostra mecanismo de transferência de calor de acordo com uma modalidade. Como mencionado acima, o mecanismo de transferência de calor pode permitir a transferência seletiva de calor a partir do fluido de capacidade baixa de calor para fluido de trabalho. Mecanismo e/ou dispositivo de transferência de calor pode incluir um componente termicamente condutivo como um tubo termicamente isolado e um componente termicamente isolante componente termicamente condutivo pode incluir uma superfície de metal, um distribuidor, uma haste condutiva, um radiador, e/ou outra estrutura que facilita mecanismo de transferência de calor. Inversamente, o componente termicamente isolante pode incluir um painel isolado a vácuo e/ou outra estrutura ou material termicamente isolante.
[00335] Para reter calor em fluido de baixa capacidade de calor, o componente termicamente isolante pode ser posicionado entre fluido de baixa capacidade de calor e fluido de trabalho, como mostrado na Figura 4. (Observe que as posições de componentes podem ser trocadas). Como o fluido de baixa capacidade e de fluido também é encerrado em um recipiente isolado (por exemplo, recipiente de armazenagem isolado térmico 196 da Figura 3), energia pode ser eficazmente armazenada em fluido de
138/332 baixa capacidade de calor desde que o componente termicamente isolante evite que o fluido de baixa capacidade de calor contate termicamente o componente termicamente condutor e/ou fluido de trabalho.
[00336] Para transferir calor a partir do fluido de baixa capacidade de calor para fluido de trabalho, o componente termicamente isolante pode ser reorientado para permitir contato térmico entre fluido de capacidade baixa de calor e fluido de trabalho através do componente termicamente condutor. Após o conato térmico ser feito entre o fluido de baixa capacidade de calor e componente termicamente condutor, calor pode ser transferido a partir do fluido de baixa capacidade de calor para o fluido de trabalho.
[00337] A Figura 2 mostra um fluxograma ilustrando o processo de gerar energia rotacional e/ou linear para fornecer torque de trabalho usável, por exemplo, para ativar uma bomba ou gerador 114 de acordo com uma modalidade. Em uma ou mais modalidades, uma ou mais das etapas podem ser omitidas, repetida e/ou realizadas em uma ordem diferente. Por conseguinte, o arranjo específico de etapas mostradas na Figura 2 não deve ser interpretado como limitando o escopo das modalidades. A seguir, um recipiente de pressão isolado pode ser usado para reter calor no fluido de baixa capacidade de calor. As pás rotativas e recipiente isolado podem desse modo facilitar a armazenagem de energia a partir da energia renovável no fluido de baixa capacidade de calor. A energia armazenada pode ser então usada para gerar
139/332 eletricidade e energia térmica com base em demanda de energia associada a exigências de energia.
[00338] Para gerar eletricidade a partir da energia armazenada, o produto químico e/ou calor a partir da armazenagem associada de fluido de baixa capacidade de calor pode ser seletivamente transferido a partir do fluido de capacidade baixa de calor para o fluido de trabalho. Por exemplo, um componente termicamente isolante pode ser disposto entre o fluido de baixa capacidade de calor e o fluido de trabalho para reter o calor no fluido de baixa capacidade de calor. Durante períodos de demanda solar baixa e/ou eólica baixa e/ou elétrica elevada, o componente termicamente isolante pode ser reposicionado para transferir o calor a partir do fluido de capacidade baixa de calor para o fluido de trabalho através de um componente termicamente condutivo como uma superfície de metal, um distribuidor, uma haste condutiva e/ou um radiador.
[00339] Finalmente, o calor transferido no fluido de trabalho é usado para gerar eletricidade. Mais especificamente, o fluido de trabalho pode ser associado a um baixo ponto de ebulição, de tal modo que a transferência de calor a partir do fluido de baixa capacidade de calor para o fluido de trabalho ferva rapidamente o fluido de trabalho. Vapor a partir do fluido de trabalho fervido pode ser então usado para girar as pás de rotor de uma turbina, e a turbina pode ser usada para acionar um dispositivo rotacional para trabalho usável.
140/332 [00340] A modalidade preferida para o sistema de geração de energia híbrida consiste em dois elementos de núcleo, um elemento consiste nos módulos de coleta de energia solar térmica com um absorvedor centralmente localizado associado para coleta térmica e o outro elemento é o sistema de armazenagem de energia térmica para armazenagem baseada em frio e calor quintessência. [00341] A modalidade preferida para o sistema solar térmico central é construção de projeto modular, consistindo em fileiras de painéis retangulares com formato parabólico e um eixo central em cada fileira, dando aos mesmos a capacidade de rastrear o sol e focalizar luz refletida sobre o absorvedor mais próximo. [00342] A modalidade preferida para o absorvedor solar térmico horizontalmente montado consiste em uma estrutura semelhante a tubo a ser montada paralela acima dos segmentos de painel solar horizontalmente montados 136 e absorver a energia solar focalizada a partir dos painéis abaixo. O absorvedor tem também ele próprio um painel retangular com formato parabólico montado acima do absorvedor para fazer com que a energia solar refletida a partir dos painéis abaixo que estendem além do absorvedor seja refletida sobre o topo do absorvedor para causar intensificação de eficiência com um contato solar de quase 360 graus sobre a superfície de absorvedor.
[00343] Com referência novamente aos desenhos, a Figura 6a mostra uma vista esquemática de uma Unidade de Campo solar térmico 1000 (TSFU), compreendido de múltiplas fileiras de refletores 130, entre dois
141/332 coletores duais AFU adjacentes 164 elevados por uma ponte de cabo de suspensão 132 (Figura 6c) . A Figura 6b mostra um diagrama esquemático de suportes de base de solo 134 com um suporte de montagem e o refletor 13 0 e/ou painel fotovoltaico 154.
[00344] Uma pluralidade de AFUs alinhados paralelos com as fileiras de painel refletor 136 e conectados a malhas de temperatura elevada e temperatura média respectivos compreende um Módulo de geração de energia (EGM). Uma pluralidade de EGMs compreende o Campo do sistema de conversão de conjunto térmico solar (STACS). Com base em estratégias de otimização, os refletores 130 podem direcionar qualquer um dos dois coletores duais 164 nas bordas do TSFU. Pendente em qual lado do coletor dual alvejado 164 o painel de refletor 136 é localizado em relação à posição do sol; há refletores solares 130 dispostos passivos solares 129 e contra 128. Os refletores solares passivos 129 estão no mesmo lado do coletor dual 164 que o sol. Os refletores solares dispostos Contra 128 estão no lado oposto do coletor 164 em relação ao sol. Similarmente, o coletor 164 que está no lado do sol da TSFU pode ser mencionado como coletor dual solar Passivo 164. O coletor dual 164 que está no lado oposto do sol pode ser mencionado como coletor solar disposto Contra. Refletores solares Contra 128 alvejam coletores duais solares passivos 164 e vice versa.
[00345] A Figura 6e ilustra uma modalidade da montagem de painel refletor solar rotativo 136. Ilustra a função de dois painéis refletores adjacentes 136 em uma fileira
142/332 de estruturas de painel refletor conectadas. A superfície de painel refletivo é um espelho levemente curvo parabólico aderido a uma plataforma de suporte. A plataforma de suporte consiste em uma estrutura de suporte do tipo ponte-bridge 138 compreendida de viga longitudinal 140, vigas transversais 142, armações 144 e peças extremas semelhantes a crescente 146. Esse crescente no formato de arco circular fornece a liberdade de rotação do refletor 130 em torno do centro de sua simetria. 0 eixo rotacional 147 é co-alinhado com o centro de gravidade da estrutura do painel de refletor 136 para fornecer rotação equilibrada suave para o mecanismo de rastreamento. O crescente é formado da estrutura de suporte 138. Também é considerado que as vigas longitudinais 140 podem ser utilizadas como guias de trilho para um sistema de limpeza automático ou semiautomático para os painéis refletores 136. Em tal modalidade um meio de limpeza é considerado que pode ser transferido entre vigas longitudinais 140 sem intervenção humana pelo sistema de inteligência artificial ULTRAGRID 194 ou por ser manualmente movido a partir de um conjunto de vigas 140 para o seguinte. Considera-se que o sistema de limpeza incluiría braços com uma ou mais rodas ou roletes para conectar e automaticamente mover ao longo das vigas longitudinais 140 em qualquer lado dos painéis refletores 136. Os braços elevam e suportam uma máquina de limpeza com uma ou mais escovas e tufos de pano ou elementos de limpeza similares para polir e limpar resíduos a partir dos
143/332 painéis refletores 136 à medida que os braços movem para baixo pelo comprimento das vigas longitudinais 140. [00346] As duas estruturas de painéis refletores adjacentes 136 são conectadas através de luvas de encaixe flex 153. A estrutura do painel refletor 136 fixada à outra extremidade da estrutura de painel refletor 136 desliza livremente para dentro de uma luva 153 fixada na outra extremidade do painel refletor adjacente 136. A conexão de luva de acionamento de encaixe flex transfere torque rotacional a partir de uma estrutura de painel 136 para outra estrutura de painel 136 e permite expansão térmica longitudinal. A luva de acionamento 153 é um componente e a modalidade de sistema de posicionamento e orientação da fileira de painel refletor 136. O trem de acionamento do sistema de rastreamento é montado na estrutura de suporte 138. Um motor escalonador elétrico de função única 148 é o acionamento do trem. Provê acionamento rotacional. O movimento de rastreamento rotacional do painel refletor 136 é executado através de uma engrenagem 150 ou sistema acionado por roda dentada com uma cadeia de rolete 152 fixado à circunferência da engrenagem de painel 150 e uma engrenagem correspondente 151 fixada ao motor escalonador 148.
[00347] A Figura 6b ilustra ainda uma montagem de transporte extremo que fornece suporte e acionamento para um refletor conectado 130. Uma montagem de transporte médio fornece suporte e acionamento para dois refletores conectados 128, 129. Guia para o transporte no trilho é fornecido por um mancai 149 com um suporte
144/332 de base para painel térmico 130 ou painel fotovoltaico 154. O trilho lateral fornece a estabilidade e os suporte cruzados no formato crescente de sustentação 146 para segurança da estrutura de refletor no caso de ventos fortes. Parte desse sistema de proteção contra vento é a luva de acionamento 153 que conecta os painéis refletores 136 fixando os mesmos ao transporte através da montagem de mancai no caso de levantamento a partir de fluxos de vento. Adicionalmente, é considerado que a montagem acima descrita pode ser adicionalmente intensificada por utilizar um painel fotovoltaico 154 montado acima do refletor solar térmico mais superior
128, 129.
[00348] A Figura 6c é uma vista lateral geral da estrutura de ponte-armação, sustentada por cabo prétensionado, ultraleve do coletor dual 164. A estrutura de cabo de tensão 15 6 fornece suporte com uma ponte de cabo de suspensão 132 dada a rigidez exigida da ponte de vão grande. A estrutura da ponte de armação de cabo de suspensão 132 fornecerá suporte inferior para os suportes de cabo suspensos flexíveis.
[00349] 0 absorvedor solar é compreendido de um único e/ou uma pluralidade de tubos de fluido de trabalho pressurizado, tubos absorvedores de temperatura elevada 160 e tubos absorvedores de temperatura média 162; dispostos livremente e sustentados sobre cabos de estai suspensos. A porção de suporte do cabo é coberta com contas de rolamento de formato cilíndrico ou oval formando um suporte do tipo colar de contas de rolamento para o tubo. No centro do absorvedor, um pino
145/332 de rolamento sustenta os tubos de tal modo que expansão térmica não seja evitada por fricção ou outra força de resistência no lado, parte inferior ou qualquer outra área.
[00350] Um material em folha leve ainda assim durável com uma superfície de emissividade elevada é usado para o refletor secundário 130. O perfil refletor parabólico é exclusivamente moldado para fornecer razão ótima de largura de abertura para absorvedor, bem como para capturar e reter a maior parte, se não a maioria de toda energia refletida. A função e benefícios da escolha para o absorvedor e seu revestimento são: emissividade; redução de fricção de fluxo de massa de fluidos de trabalho; perdas de calor convectivo do coletor; resistência a temperaturas elevadas; baixo custo; e manutenção simples. A distribuição de fluxo e controle das propriedades termodinâmicas do fluido por todo as redes de absorvedor do EGM é de importância chave para eficiência térmica elevada da geração de energia solar 106.
[00351] 0 método preferido de posicionar e orientar o refletor 130 e/ou painéis fotovoltaicos 154 e o campo de deslocamento de energia refletida da área de coleta é continuamente maximizado e otimizado para eficiência mais elevada. Painéis térmicos são girados com uma fixação de energia refletida sobre um receptor linear elevado compreendendo principalmente um absorvedor dual 164 e refletor associado 130 e/ou radiador tendo captura de malha de fluxo de fluido térmico de temperatura média e temperatura elevada. Suportes cruzados semelhantes a
146/332 crescente 142 em intervalos ao longo dos trilhos de suporte oferecem suporte de painel de refletor estável e estabilização de vento enquanto permite que a rotação de painel refletor ocorra não impedida e fornecendo liberação de acúmulo de gelo e neve sazonal em potencial. A curvatura de abertura ótima parabólica dos painéis refletores 136 é fixada para cada fileira do campo permitindo produção em massa otimizada e facilidade de transporte, manipulação, instalação e limpeza.
[00352] Uma estrutura de absorvedor-coletor de temperatura média, leve 162 é montada através da conexão física no refletor superior 130; uma ponte de suspensão de cabo 132 sustenta o absorvedor, um suspensor de cabo estaiado sustenta o absorvedor coletor de temperatura elevada montado centralmente 160. Suportes cruzados de conjunto de cabo estaiado conectados a cada absorvedor de temperatura média 162 conectados através dos pontos de conexão externos contribuem para suporte e estabilização adicionais enquanto reduz impactos para a área d emassa de coleta de energia de refletor horizontal. Esse projeto permite uma abordagem modular ao projeto de layout para escalonamento de sistema altamente flexível. Alternativamente, um sistema de suporte de armação pode ser montado a partir do solo para sustentar o AFU. Esse tipo de coletores térmicos solares 126 serão mencionados aqui como Refletores parabólicos lineares compactos (CLPR) e são usados por sua simplicidade e eficácia em termos custo. São campos de tiras de refletor parabólico ou quase parabólico
147/332
130 (painéis longos e estreitos) dispostos em fileiras paralelas e orientados para um coletor dual comum 164 e/ou absorvedor com refletores comuns 130 localizados em certa altura acima do campo de refletor. Os painéis de refletor 130 podem ser diretamente trocados por painéis fotovoltaicos 154 de tamanho similar para fornecer geração elétrica localizada para necessidades de energia localizada.
[00353] O coletor dual 164 e/ou absorvedor é uma estrutura longa e estreita, semelhante a tubo, alinhada em paralelo com as fileiras de refletores 130 projetados para coletar e energia a partir do campo de refletor. Coletores duais 164 e/ou absorvedores coletam a energia refletida a partir de múltiplas fileiras de refletores 130 em cada de seus lados. Para fins de discussão a unidade básica do campo é definida como dois coletores duais adjacentes 164 com o terceiro refletor superior 130 fixado e os refletores inferiores 130 abaixo dos mesmos. Em teoria qualquer refletor inferior 130 pode servir a quaisquer dos quatro coletores 164. Pluralidades dessas unidades de campo absorvedor (AFUs) - alinhadas em paralela com as fileiras de refletor - compõem a área de campo coletor solar, representando sua simetria de layout linear cíclico. [00354] Os refletores conhecidos têm um eixo ou grau de liberdade único que é um movimento rotacional, pivotal ao longo de seu eixo longitudinal. Um sistema de rastreamento gira os refletores e segue o movimento aparente do sol. A orientação dos espelhos é tal que a luz solar incidente refletida reorienta para um do
148/332 coletor de calor elevado e/ou absorvedor 160 de um coletor dual 164 nas bordas da unidade de campo absorvedor (AFU), desse modo cada fileira de painel de refletor é fixado em um coletor dual 164. Algumas das tecnologias da técnica anterior conhecidas têm ligações mecânicas conectando as fileiras de refletores em um único conjunto de rastreamento.
[00355] A abordagem da presente invenção assegura que o ângulo de rotação de cada fileira no conjunto é focalizado para emissividade ótima de reflexo de energia e que todos os espelhos em fileira linear são focalizados para o mesmo coletor dual 164. Algumas tecnologias da técnica anterior preferem um alinhamento Norte-sul das fileiras, enquanto outros da técnica anterior preferem alinhamento Leste-Oeste do campo. Para descrever a localização bem como a orientação das fileiras de refletor em referência aos coletores, a seguinte terminologia é usada: fileiras solares dispostas contra 128 são as fileiras que estão no lado oposto do coletor rastreado em relação ao sol (no lado polar do coletor no campo alinhado Leste-Oeste ou refletores do lado oeste durante a manhã no campo alinhado norte-sul). Os refletores solares dispostos Contra 128 têm uma área superficial comum maior exposta aos raios do sol. Portanto, os mesmos têm potencial de reflexo ótimo mais elevado. Fileiras solares passivas 129 são as fileiras no mesmo lado que o sol em relação ao coletor rastreado (lado equatorial do campo alinhado Leste-Oeste ou os refletores do lado este durante as horas da manhã e os refletores Oeste durante
149/332 as tardes para o campo alinhado norte-sul). As fileiras solares passivas 129 têm tipicamente menos superfície normal exposta, desse modo são inferiores a ótimos. [00356] Como ilustrado na Figura 6d, a finalidade dos coletores 164 é maximizar a radiação solar absorvida 106 por capturar a energia máxima a partir dos painéis refletores 136 e por minimizar a radiação e perdas de convecção do sistema de coletor dual. Meios de transferência térmica e fluidos de trabalho como sal fundido, óleo, água, mistura de água/glicol e/ou outros meios líquidos é circulado através do absorvedor de temperatura elevada 160 e temperatura média 162 como o fluido de transferência de calor (ou trabalho). As superfícies de absorvedor dos coletores são na realidade, superfícies de absorvedor, uma vez que o calor solar coletado 106 é diretamente usado para armazenagem e uso de energia térmica de temperatura elevada e temperatura baixa 110.
[00357] O presente pedido descreve, desse modo, um campo de painel refletor ultracompacto, de deslocamento expandido, onde as fileiras de painel refletor 136 têm um absorvedor dual novo 164 e um painel refletor montado em absorvedor 136 para reduzir espalhamento excessivo de luz concentrada refletida em um único absorvedor enquanto permite que o segundo absorvedor de temperatura média 162 aumente a coleta de energia de reflexo térmico direta e a partir da energia térmica radiada do absorvedor de temperatura presente pedido descreve adicionalmente contínuo elevada primária 160. O desse modo um método de integrar células
150/332 fotovoltaicas por trocar, como uma substituição direta para painéis refletores parabólicos 130, para fornecer fornecimento de geração elétrica local e/ou energia para carregar baterias para ativação de motores de rastreamento 148, válvulas de fluxo, outros componentes de sensor acionados elétricos e/ou sistemas de controle. Essa opção eliminaria a necessidade de energia remota para funções de sistema.
[00358] O presente pedido descreve desse modo um método adicional de integrar componentes elétricos remotos com uma fonte de geração de energia localizada, backup de batería e interface sem fio e controle. O presente pedido descreve desse modo um método adicional de integrar componentes elétricos remotos com uma fonte de geração de energia localizada, backup de bateria e interface cabeada e controle com a necessidade de conexões de sinais de controle somente cabeadas, que reduz ou elimina a necessidade de instalação e manutenção de linhas elétricas para energia remota. [00359] A técnica anterior também permitiu perdas do restante da energia não diretamente atingindo o coletor e/ou absorvedor para ser irradiada para a atmosfera. Adicionalmente, a técnica anterior sofreu perdas a partir da distribuição reduzida de temperatura nos 2 035% superiores do absorvedor tendo menos energia a partir de reflexo não concentrado para absorção.
[00360] Um benefício adicional do painel refletor montado em absorvedor 136 é fazer com que raios solares espalhados em excesso a partir do campo refletor abaixo sejam reorientados e reflitam sobre a superfície
151/332 superior do absorvedor de temperatura elevada primário 160. Criando uma distribuição térmica normalizada sobre a área superficial inteira quando comparada com a técnica anterior, que efetuou somente 70% da seção inferior e parte superior dos lados de uma superfície de absorvedor com energia térmica a partir do campo de painel refletor inferior.
[00361] As fileiras de rotação da presente invenção têm a capacidade de ajustar e otimizar sua posição entre dois coletores duais 164 e a unidade refletora superior 130 de tal modo que a luz solar refletida a partir do campo como um todo seja maximizada por todo o dia e por todo o ano. O presente pedido descreve ainda o aparelho de trilho de carrinho dos painéis refletores de deslocamento expandido. Esse dispositivo fornece a mobilidade rotacional e linear da estrutura de painel refletor bem como o rastreamento e posicionamento exigidos para maximizar a energia refletida da AFU. O presente pedido descreve ainda a estrutura de absorvedor-coletor de eficiência elevada, ultraleve. A montagem tem uma réplica comum simples para fabricação em massa, vantajosa para construção e ereção em campo. [00362] As características do coletor são: abertura larga, curvatura otimizada da superfície refletora secundária, suportes de absorvedor de ponte de cabo de suspensão, suspensão de cabo de conta de rolamento de absorvedor e estrutura de suporte de ponte-cabo prétensionado. O presente pedido descreve ainda o trilho de suporte cruzado semelhante a crescente 142 do refletor 130. A linha central gravitacional da estrutura de
152/332 painel refletor 136 está no centro rotacional 147 do trilho de painel. A curvatura parabólica do refletor 130 é um padrão normalizado para cada fileira da AFU. O presente pedido descreve ainda o método de controle e distribuição de fluxo dos sistemas de geração de temperatura média e temperatura elevada. Cada absorvedor de um coletor compreende um único tubo. O campo compreende uma pluralidade de redes de absorvedor. O controle ótimo das condições termodinâmicas (pressão, temperatura, velocidade e fase) por toda a rede térmica inteira é fornecido por um sistema de monitor, análise e controle localizado com interconectividade e compatibilidade com ULTRAGRID™ 194.
[00363] As modalidades reveladas fornecem um método e sistema para gerar energia térmica na forma de energia de calor térmica ou comunicada para um resfriador e/ou processo de resfriamento 169 para armazenagem térmica de base fria. Uma energia solar a partir do sistema de coleta solar, energia eólica pode ser coletada por uma turbina eólica, energia geotérmica pode ser coletada a partir de uma instalação de energia geotérmica 100, energia hidroelétrica pode ser coletada a partir de uma fonte de geração de energia hidroelétrica 102 ou rede conectada para coletar energia a partir de fontes de energia de rede disponíveis.
[00364] A modalidade preferida para o sistema de Armazenagem de energia térmica (TES) consiste principalmente em um recipiente de armazenagem de temperatura elevada 118, recipiente de armazenagem de temperatura moderada 120 e um recipiente de armazenagem
153/332 de temperatura baixa 122. Aperfeiçoamento adicional é a adição de um quarto recipiente de armazenagem térmica consistindo principalmente de armazenagem de água quente que dobra como uma armazenagem térmica de energia de refugo. A modalidade preferida usa energia térmica armazenada em temperatura elevada como entrada de energia para um processo de resfriamento à base de amônia 166 para iniciar e fornecer energia de suporte de temperatura para entrada de energia de recipiente de armazenagem em baixa temperatura 122. A modalidade preferida utiliza energia térmica armazenada em temperatura elevada como entrada de energia para um processo de aquecimento iniciar e fornecer energia de suporte de temperatura para aquecedor de espaço, sistema de aquecimento de sala, área ou edifício.
[00365] A modalidade preferida usa energia térmica armazenada em baixa temperatura como entrada de energia para um processo de resfriamento ativo 168 para iniciar e fornecer energia de suporte de temperatura para resfriamento e condicionamento de ar central 173. A modalidade preferida usa energia térmica armazenada em baixa temperatura como entrada de energia para um processo de resfriamento ativo 168 para iniciar e fornecer energia de suporte de temperatura para aparelhos de refrigeração, refrigeradores walk-in, áreas de armazenagem de vinho, resfriamento de água e caixa. A modalidade preferida usa energia térmica armazenada em baixa temperatura como entrada de energia para um processo de resfriamento ativo 168 para iniciar e fornecer energia de suporte de temperatura para
154/332 aparelhos de freezer, freezers de walk-in, freezers de caixa 174.
[00366] A modalidade preferida consiste em um ciclo Stirling usando a energia térmica de temperatura elevada armazenada disponível para iniciar expansão de gás e/ou fluido de trabalho para a geração de movimento rotacional e/ou linear. A modalidade preferida consiste em um ciclo Stirling utilizando a energia térmica de baixa temperatura armazenada disponível para iniciar contração de gás e/ou fluido de trabalho para a geração de movimento rotacional e/ou linear. A modalidade preferida usa movimento rotacional e/ou linear aplicado a um gerador 114 para a produção de energia elétrica. A modalidade preferida usa movimento rotacional e/ou linear aplicado a uma bomba ou compressor para a pressurização e comunicação de líquidos, gases e/ou fluido de trabalho. A modalidade preferida usa calor residual térmico reciclado a partir do ciclo Stirling como entrada de energia para um processo de aquecimento iniciar e fornecer energia de suporte de temperatura para aquecedor de espaço, sistema de aquecimento de sala, área ou edifício bem como aplicações de aquecimento de água. Outra modalidade com menos eficiência e desempenho não ótimo abrangería o uso de um motor a vapor no lugar de um motor de processo Stirling. [00367] Com referência à Figura 8 um diagrama esquemático do sistema de refrigeração de absorção quad é mostrado. Em um sistema de refrigeração por absorção com efeito de quadra, solução flui a partir de um absorvedor para os primeiro 228, segundo 230, terceiro
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232 e quarto 234 geradores conectados em paralelo. A solução que sai do primeiro gerador 228 retorna para o sistema de multiabsorvedores. A solução que sai do segundo gerador 230 flui para um terceiro gerador 232 que flui para o quarto gerador 234 conectado em série com o segundo gerador 230. Vapor de refrigerante a partir de cada gerador é condensado de um condensador respectivo 236. 0 quarto condensador 242 permuta energia térmica com o terceiro gerador 232, o terceiro condensador 240 permuta energia térmica com o segundo gerador 230 e o segundo condensador 238 permuta energia com o primeiro gerador 228.
[00368] O sistema de resfriamento preferido da invenção, 125, inclui um sistema de refrigeração de absorção em múltiplos estágios, de múltiplos efeitos, aperfeiçoado, mais particularmente para obter estágios de efeito de refrigeração com eficiência aumentada em relação à quantidade, qualidade, pressão e temperatura da entrada de energia térmica disponível. Isso é efetuado através de observação rigorosa a uma gama apertada de faixas de temperatura de entrada de energia térmica visto que cada faixa afeta etapas e estágios com relações diretamente acopladas a um estágio e nível de resfriamento específico. Isso pode ser examinado e comparado com uma abordagem comum de um tamanho encaixa em todos, típico, ainda assim genérico, da técnica anterior. A técnica anterior usando estágios de efeito não otimizado ineficientes com carga de gás e líquido, térmica excessiva e genericamente desequilibrada em um indivíduo ou em um tipo de projeto de base de múltiplos
156/332 componentes para sistemas de refrigeração ou resfriador convencionais.
[00369] O sistema de refrigeração de absorção de múltiplos estágios, múltiplos efeitos pode compreender um sistema condensador-regenerador de múltiplos estágios e sistema absorvedor-evaporador de múltiplos estágios dotado de dispositivos de elevação de pressão e controles de pressão entre os mesmos. A modalidade preferida da presente invenção utiliza um sistema de resfriamento 125 consistindo em efeitos guad e/ou com estágios de efeitos potencialmente adicionais com base em temperatura de energia térmica disponível. Sistemas de refrigeração desse tipo consistem e empregam principalmente: uma pluralidade de permutadores de calor, uma pluralidade de geradores 228, 230, 232, 234, uma pluralidade de unidades de condensação 236, 238, 240, 242, uma pluralidade de evaporadores 244 para os quais refrigerado é dosado por uma pluralidade de válvulas de expansão de orifício variável e uma pluralidade de unidades de absorção.
[00370] Um sistema de refrigeração de absorção de múltiplos efeitos é dotado de uma pluralidade de acoplamentos de condensador e um circuito paralelo ou em série para alimentar a solução absorvente contendo refrigerante através dos geradores de temperatura ultraelevada, elevada, intermediária, média, baixa em um sistema de refrigeração de efeitos quíntuplos ou configuração de geradores de temperatura elevada intermediária, média, baixa em uma otimização de projeto de efeito guad de um sistema de múltiplos efeitos.
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Estágios de efeitos de absorção adicionais podem ser realizados com temperaturas de entrada mais elevadas por construção potencial de adicionar resistência à corrosão correspondente em resposta a efeitos adicionais corrosividade de gás e líquido, pressões, temperatura mais elevadas. O acoplamento de componentes aumentará a recuperação interna de energia térmica no sistema, dada a capacidade de comunicar efetivamente energia térmica entre componentes no sistema e desse modo aumentar a eficiência térmica geral do sistema do mesmo.
[00371] Em um sistema de refrigeração por absorção com efeito de quadra, a solução flui a partir de um absorvedor para o primeiro 228, segundo 230, terceiro 232 e quarto 234 geradores conectados em paralelo. A solução que sai do primeiro gerador 228 retorna para o sistema de múltiplos absorvedores. A solução que sai do segundo gerador 230 flui para um terceiro gerador 232 que flui para o quarto gerador 234 conectado em série com o segundo gerador 230. Vapor de refrigerante a partir de cada gerador é condensado em um respectivo condensador 236. O quarto condensador 242 permuta energia térmica com o terceiro gerador 232, o terceiro condensador 240 permuta energia térmica como segundo gerador 230 e o segundo condensador 238 permuta energia com o primeiro gerador 228.
[00372] Em outra modalidade, utilizando um sistema de refrigeração de absorção de efeito quíntuplo, a solução flui a partir de um absorvedor para o primeiro, segundo, terceiro, quarto e quinto geradores conectados em paralelo. A solução que sai do primeiro gerador retorna
158/332 para o sistema de múltiplos absorvedores. A solução que sai do segundo gerador flui para um terceiro gerador que flui para o quarto gerador que flui para um quinto gerador conectado em série com o segundo gerador. Vapor refrigerante a partir de cada gerador é condensado em um condensador respectivo. 0 quinto condensador permuta energia térmica com o quarto gerador, o quarto condensador permuta energia térmica com o terceiro gerador, o terceiro condensador permuta energia térmica com o segundo gerador e o segundo condensador permuta energia térmica com o primeiro gerador. Estágios de efeito adicionais podem ser adicionados utilizando os ensinamentos acima em resposta a um aumento em temperaturas de entrada adicionais e exigências de resfriamento aumentado.
[00373] A integração do Sistema de Gerenciamento de Inteligência artificial (AIMS) provê controle integrado baseado em software e hardware, aquisição de dados e processamento para gerenciamento de rede 188, sistema de geração de energia, sistema de geração de hidrogênio 180, sistema de produção de amônia 182, sistema de regeneração de energia, sintonização de desempenho, monitoramento de energia 184, casamento de frequência 186 e redundância de sistema de controle. Isso é combinado com aprendizado em máquina para programação de manutenção automatizada para disponibilidade de tempo de atividade intensificada. O sistema oferece adicionalmente uma solução de integração SCADA seguro para interface de dados para visão geral, monitoramento e controle visual, local e remoto. Adicionalmente, o
159/332 sistema fornece monitoramento de condição ativa de componentes de sistema e sensores para monitoramento de saúde, identificar alterações e tendências para otimizar desempenho geral, monitorar níveis de alerta, atualização e manutenção de contato de questões pendentes para uma abordagem de programação de manutenção proativa antes que falhas ocorram.
[00374] Como representado na Figura 12, a integração de sistema de gerenciamento de rede comercial provê controle inteligente de geração de energia para casamento de carga 190 e exigências projetadas do sistema de geração de carga para utilização de energia gerada mais elevada, monitoramento ativo e controle de sistemas de energia de regeneração para backup e aprovisionamento de carga de base para evitar semiapagões a partir de falta de disponibilidade de interface de rede inteligente 192 e monitoramento para geração de energia e projeções de uso de energia.
[00375] Como ilustrado na Figura 13, a integração de sistema de geração de energia provê interface inteligente de sistemas de geração e sistemas de aprovisionamento de carga. A interação de dados entre sistemas permite controle de energia de rede estável com menos picos de energia enquanto aumenta a disponibilidade de tempo de atividade promovendo eficiência máxima de sistemas de armazenagem e processamento de energia. A armazenagem de energia 110 pontes localmente integradas em comunicação a partir de fontes de geração de energia para controle integridade 109 para conversão de energia com base em energia de
160/332 entrada variável para sistemas de armazenagem térmica 125. A integração de sistema de armazenagem de energia 110 habilita o gerador de energia máxima com coleta otimizada de energia. Tempos de resposta crítica de missão para os níveis de segurança e eficiência mais elevados.
[00376] A presente invenção consiste em um dispositivo de energia renovável de núcleo para geração de energia, processamento, iniciar transferência de energia e armazenagem de energia 110 com um sistema de geração de energia interativa inteligente compartilhada comum 178 e sistema de aprendizagem em máquina inteligente. O dispositivo de geração de energia de núcleo previsto que será pelo presente mencionado e designado como um Sistema de Conversão de conjunto térmico solar (STACS) 106. Isso é efetuado por acomodar totalmente e promover o uso de toda coleta de energia térmica usável disponível seja comunicada termicamente para armazenagem de energia de calor e/ou transferência para armazenagem de energia fria 124.
[00377] Outro aperfeiçoamento é o uso de excesso de energia elétrica em escala de rede comercial através de geração térmica derivada elétrica para armazenagem térmica em escala de rede comercial. Isso permite armazenagem nas centenas e potencialmente milhares de quilowatt horas, expansível para megawatts horas de armazenagem de termo, energia disponível em demanda. [00378] Outro aperfeiçoado é com a capacidade de armazenar energia elétrica eólica em excesso e/ou solar fotovoltaica, 107, como armazenagem de energia térmica
161/332 em escala de rede comercial 125, a energia elétrica em excesso que é agora armazenada como energia térmica pode ser usada como uma fonte de energia ativa ou em demanda para geração de energia para carga base de rede comercial ou pode ser usada para atender a necessidades de carga de demanda de pico elevado para estabilidade de carga e estabilidade de voltagem e eficiência de rede comercial de qualidade de energia localizada.
[00379] Outro aperfeiçoamento da presente invenção é a integração completa de armazenagem de energia geotérmica e térmica no local, localizada, 100 pode ser usada como uma fonte de energia em demanda para geração de energia para geração de calor de manutenção de armazenagem térmica, carga base de rede, suporte de aumento de carga base intermediário ou pode ser usado para atender necessidades de carga de demanda de pico elevado para estabilidade de carga, casamento de frequência 186 e estabilidade de voltagem e eficiência de rede.
[00380] Outro aperfeiçoamento é integração e inclusão de compatibilidade com o sistema ULTRAGRID™ 194, que compreende uma linha completa de serviços e produtos comerciais e de consumidor para maximizar a geração, armazenagem e aprovisionamento de energia para uso final. Eficiências aumentadas e estabilidade de energia através de sistemas de aprovisionamento de rede comerciais localizados são realizadas através de uma solução de software hardware combinada.
Adicionalmente, outros sistemas de controle energia de dispositivo podem ser substituídos.
162/332 [00381] Outro aperfeiçoamento é ULTRAGRID™ 194 projetado em camadas de componentes potencialmente consistindo em geração de energia, armazenagem de energia 110, aprovisionamento de energia, camada de redes, camada de consumidor e camada de componente de usuário final. 0 uso em camada permitirá integração lógica simples, acesso flexível à informação, capacidade de adaptação e expansão, resposta rápida, instalação rápida e fácil, operação robusta e segura.
[00382] Outro aperfeiçoamento é integração e inclusão de compatibilidade com pacotes de software externos como com o sistema ULTRAGRID™ 194 que compreende uma linha completa de produtos e serviços comerciais e de consumidor para maximizar eficiências e estabilidade de energia através de sistemas de aprovisionamento de rede de utilidade de empresa a partir de uma solução de software e hardware combinada. Adicionalmente, outros sistemas de controle e energia de dispositivo podem ser substituídos.
[00383] Software para consumidores permite uso local e remoto para analisar e controlar uso de energia pessoal e permite integração no sistema de segurança e controle doméstico ULTRAGRID™ ZHl 194. Hardware para consumidores compreende adaptadores de plug-in independentes a saber o ULTRAGRID™ Zl permite que aparelhos domésticos comuns sejam plugados permitindo que os mesmos se tornem aparelhos inteligentes. Adicionalmente, outros dispositivos de controle atualmente disponíveis podem ser substituídos para compatibilidade e continuidade.
163/332 [00384] Outro aperfeiçoamento envolvería dados de sensor de usuário ULTRAGRID™ monitorados e armazenados a partir de dispositivos inteligentes habilitados ULTRAGRID™ ZAl como televisões, refrigeradores e aparelhos pertencentes ao usuário, similares, utiliza uma rede de interface de dados comum.
[00385] O aperfeiçoamento adicional do sistema monitorará outros locais conectados de rede STACS para equilíbrio de carga de energia de rede para aprovisionamento de carga nominal para permitir capacidade de geração de capacidade reserva para aumento de disponibilidade de energia e qualidade de energia. Adicionalmente, o sistema monitorará locais conectados de rede de armazenagem térmica STACS para equilíbrio de carga de energia de rede para aprovisionamento de carga nominal para permitir capacidade de geração de capacidade reserva.
[00386] O aperfeiçoamento adicional permitirá que perda de energia de um gerador de energia seja realocada e aprovisionada a partir da armazenagem localizada para um status online e disponível, isso modo de auxílio a partir do sistema local e outros nós de sistema ativos é inicializado em resposta a comando de ULTRAGRID™ e ativação de controle para evitar colapso de rede localizado e flutuações de qualidade de energia. Um aperfeiçoamento adicional é a inclusão de compatibilidade de ULTRAGRID™ permitindo comunicação a partir de todos os locais e gerencia seu status a partir de um centro de operações de rede integrada, controle e comando centralizado primário. Através dos sistemas e
164/332 subsistemas, 108, de controle de dados ligados em rede interconectados que permitirão a orientação de energia onde e quando necessário e oferecendo reciclagem benéfica e recuperação de energia residual e calor. [00387] Outro aperfeiçoamento é aumentado na qualidade de energia de consumidor e estabilização de rede durante ciclo diurno com sua variação e exigências de equilíbrio sazonal. Isso é efetuado utilizando armazenagem térmica distribuída de consumidor localizado durante uso de energia de prime time que ocorre naturalmente durante horários do dia. Isso pode ser suplementado para manter disponibilidade ótima e confiabilidade através de energia de rede externo para conversão térmica durante horário fora do pico.
[00388] Outro aperfeiçoamento é a redução ou eliminação total de subsistemas redundantes e de sobreposição, reduzindo contagens de partes e uso de energia em excesso a partir da eliminação de sistemas e subsistemas duplicados 108. A técnica anterior dependeu principalmente dos esforços em eficiência de dispositivo de engenharia e diminuir custos de fabricação. Esses métodos são úteis porém são limitados em seu escopo e eficácia devido ao aumento incrementai típico para esse tipo de desenvolvimento. A técnica anterior se baseou intensamente em adaptações evolucionárias modestas versus muito mais em alterações revolucionárias radicais de profundidade.
[00389] Como representado na Figura 11, a presente invenção difere de outra técnica anterior a partir da inclusão e incorporação de solar térmico 106, eólico
165/332
104, solar fotovoltaico 107 com integração a componentes de armazenagem geotérmica e armazenagem térmica, 100. A presente invenção difere de outros sistemas da técnica anterior a partir da integração acima através de geração elétrica, calor para energia de aplicação térmica, frio para aplicações exigidas térmicas frias enquanto remove componentes redundantes e seus processos desse modo reduzindo exigências de entrada de energia. A técnica anterior usa entrada de energia adicional para remover o calor para resfriar as áreas em uma área encerrada de um consumidor desse modo reduzindo eficiência de uso de energia em que a presente invenção aproveita a energia de calor para trabalho benéfico.
[00390] A presente invenção usa o calor residual gerado a partir do processo de geração elétrica para uso como a energia de entrada como fonte de calor para processos de resfriamento de amônia 165 e resfriamento de vapor, purificação de água, dessalinização e processos de aplicação de aquecimento de água criando benefício adicional de usar energia expendida disponível versus a técnica anterior criando perda de energia e ineficiência por seu projeto com falha. A presente invenção usando uma rede elétrica e térmica comum para reduzir perdas a partir de conversão e transferência ineficiente e desnecessária, desse modo aumentando a eficiência e promovendo energia reduzida necessária e materiais exigidos para aplicações e processos de resfriamento. A combinação dos sistemas localizados em um sistema de energia de rede comercial primário eficiente versus técnica anterior necessitando e usando múltiplos
166/332 sistemas de distribuição térmica e elétrica e conexões de transformação e conversões criando perda de energia adicional e eficiência com cada conexão.
[00391] Como ilustrado na Figura 9, a modalidade preferida é realizada por facilitar interações elétrica, térmica bem como química e conversões de energia através de interconexão de um sistema de geração de energia eólica híbrida 104 e solar. Alternativamente, geotérmica 100, hidroelétrica 102 e outras fontes de entrada conectadas de energia de rede podem ser substituídas. [00392] As eficiências de modalidade principal e eficácia em custo são tornadas possíveis a partir de sua capacidade de geração de energia quintessência a partir do sistema de geração de energia híbrida aperfeiçoado e inclusivo e emparelhado com seu sistema de recuperação de calor residual utilizando energia recuperada para atualizar e realizar os benefícios máximos de usar todos os recursos de sistema disponíveis. Maximizar a utilização de infraestrutura para obter o custo de energia nivelado mais baixo possível é obtido por monetizar ativos fixos intensos em capital enquanto reduz processos redundantes desnecessários e sobrepostos. Produz exigências de capital de investimento substancialmente reduzidas, encapsuladas por aumento de retorno maior em gastos de capital investidos.
[00393] Como representado na Figura 9, as modalidades reveladas fornecem um sistema que gera eletricidade e energia de calor para fins e produção de eletricidade e uso de aplicação térmica. Durante operação, o sistema
167/332 utiliza a mistura híbrida de vendo 104 e solar para maximizar geração de energia térmica e elétrica durante o dia e noite. A conexão é feita a uma intra-rede 109 para uso industrial interno ou como um fornecedor de energia de rede externa. Adicionalmente, geotérmica 100 e hidroelétrica 102 ou fontes externas podem ser usadas para entrada de geração de energia elétrica.
[00394] O sistema solar térmico concentrado 126 é implantado para coletar energia térmica para ser transferida e então armazenada em um sistema de armazenagem térmica de temperatura elevada 118. Durante a noite e períodos de coleta térmica inadequados, o sistema explora sua reserva de armazenagem térmica de frio e calor para uso de aplicação ou geração de energia elétrica. Alternativamente geotérmica 100 e outra reação elétrica e química para geração térmica pode ser usada para coleta de energia térmica.
[00395] Em algumas modalidades, transferir seletivamente o calor a partir do fluido de capacidade elevada de calor para o fluido de trabalho envolve dispor um componente termicamente isolante entre o fluido de capacidade de calor elevada e o fluido de trabalho para reter o calor no fluido de capacidade de calor elevada, e reposicionar o componente termicamente isolante para transferir o calor a partir do fluido de capacidade de calor elevada para o fluido de trabalho através de um componente termicamente condutivo.
[00396] O sistema de armazenagem térmica de temperatura elevada 118 é implantado para a finalidade primária de fornecer energia térmica em demanda, essa energia
168/332 térmica é necessária para aplicação térmica e uso de aplicação de conversão em térmica para elétrica. O sistema de armazenagem térmica de temperatura elevada 118 é também implantado para a finalidade secundária de fornecer energia térmica necessária para permuta térmica utilizando um fluido de trabalho para fazer com que o eixo de uma turbina gire para causar energia de trabalho rotacional e/ou aplicações de ciclo Stirling expansão e contração de gás e/ou fluido de trabalho para causar trabalho usável.
[00397] O fluido de trabalho também pode causar aplicações de expansão e contração de gás e/ou fluido de trabalho para causar força em uma pistão para causar movimento para fins de fornecer trabalho usável. Algumas modalidades utilizam pás rotativas incluindo pelo menos um dentre um propulsor, um impulsor, uma ou mais pás, e um tambor. Algumas modalidades utilizam um fluido de trabalho que é associado a um ponto de ebulição baixo. Fluidos de trabalho podem ser então recuperados para reciclagem de energia, e processados para reutilização do sistema. Adicionalmente, o sistema implanta um sistema de resfriamento e sistema de resfriador 169 para fornecer pressão adequada e resfriamento para sistema de armazenagem fria localizado e para exigências de aplicação de temperatura fria adicionais.
[00398] As partes internas da extremidade inferior e extremidade superior dos cilindros de motor Stirling 116 da modalidade preferida são diferenciadas dos projetos de motor Stirling anteriores. A extremidade inferior de cilindros, de acordo com a modalidade preferida da
169/332 presente invenção, não tem o topo da haste de conexão e não é fixado diretamente ao pistão. O topo da haste de conexão 204 ao invés disso fixa em uma cruzeta 205 que desloca em canais de guia. Uma haste de pistão longa então conecta a cruzeta 205 ao pistão. Isso é feito de modo que as forças laterais produzidas pela haste de conexão 204 sejam absorvidas pela cruzeta 205 e não pelo pistão.
[00399] Em algumas modalidades, o sistema também utiliza um recipiente isolado ou armazenagem geométrica 100 para reter o calor no fluido de capacidade baixa de calor. Em algumas modalidades, o componente termicamente condutivo é componente tendo elevada condutividade térmica, como uma superfície de metal, um distribuidor, uma haste condutiva e um radiador. Finalmente, o sistema utiliza a energia rotacional transferida para gerar trabalho ou torque.
[00400] Adicionalmente, algumas modalidades, o fluido de capacidade elevada de calor transferido ferve o fluido de trabalho de capacidade baixa de calor. Energia rotacional pode ser então gerada por expor um gás comprimido e/ou fluido de trabalho em um cilindro para expandir o gás e/ou fluido de trabalho para fornecer força para um pistão quando então exerce o movimento para uma rotação em um eixo de manivelas 202 ou de movimento linear de um gerador linear. Usando a energia rotacional ou movimento linear para acionar aplicações ou componentes como ligação mecânica, placa oscilante, compressor, bomba ou gerador elétrico 114.
170/332 [00401] A energia rotacional e/ou de trabalho linear gerada é utilizada por transferir a rotação do eixo e/ou movimento linear para fornecer a uma bomba de água a energia necessária para água que entra se torne pressurizada para forçar água através dos sistemas de purificação de água, por exemplo, consistindo em dessalinização, destilação, osmose inversa e então armazenada em tanques e/ou tanques de água elevados como um método de armazenagem de energia adicional para uso em demanda. A seguir, energia rotacional e/ou trabalho linear gerada pode ser usada para fornecer energia rotacional e/ou linear para acionar compressores para estabelecer pressão operacional adequada. Isso por sua vez permite que absorção de oscilação de pressão 123 funcione adequadamente, esse processo permite a separação, isolamento e armazenagem de gases e/ou fluido de trabalho como um método de armazenagem de energia adicional 110 para uso em demanda. Por último, energia rotacional e/ou de trabalho linear gerada pode ser usada para fornecer energia rotacional e/ou linear para acionar geradores para fornecer produção de energia elétrica. Essa energia pode ser então transferida para a rede de rede interna para uso em sistema para produção adicional de hidrogênio através de eletrolisadores de acionamento 113 ou tornada disponível como um fornecedor de energia de rede.
[00402] Com referência à Figura 3, um recipiente de armazenagem de energia térmica estratifiçada 196 é mostrado. Em uma modalidade da presente invenção, fluidos de energia térmica de temperatura média e baixa
171/332 podem ser armazenados no mesmo recipiente de armazenagem
110. O uso de uma termoclina 200 com interfaces de malha de temperatura média e baixa separadas é necessário como ilustrado. Em uma modalidade da presente invenção é considerado que a seção de armazenagem de temperatura moderada 120 reteria fluido em ou aproximadamente 15,562C (602F) e a seção de armazenagem de temperatura baixa 122 reteria fluido em ou aproximadamente 4,442C (402F). o arranjo específico de etapas mostrado na Figura 3 não deve ser interpretado como limitando o escopo das modalidades.
[00403] Com referência à Figura 4 e à Figura 7 a seguir, fluxogramas do processo solar térmico de uma modalidade são mostrados. Os recipientes isolados mostrados facilitam a armazenagem de energia a partir da energia renovável 112 no fluido de capacidade de calor. A energia armazenada pode ser então usada para gerar eletricidade e energia térmica com base em demanda de energia associada a exigências de energia. Para gerar eletricidade a partir da energia armazenada, o produto químico e/ou calor a partir da armazenagem associada 110 de fluido específico pode ser seletivamente transferido a partir do fluido específico para o fluido de trabalho. Por exemplo, um componente termicamente isolante pode ser disposto entre o fluido específico e o fluido de trabalho para reter o calor no fluido específico. Durante períodos de demanda solar baixa 106 e/ou eólica baixa 104 e/ou elétrica elevada, o componente termicamente isolante pode ser reposicionado para transferir o calor a partir do fluido específico para o
172/332 fluido de trabalho através de um componente termicamente condutivo como uma superfície de metal, um distribuidor, uma haste condutiva e/ou um radiador.
[00404] Finalmente, o calor transferido no fluido de trabalho é usado para gerar eletricidade. Mais especificamente, o fluido de trabalho pode ser associado a um ponto baixo de ebulição, de tal modo que a transferência de calor a partir do específico para o fluido de trabalho rapidamente ferve o fluido de trabalho. Vapor a partir do fluido de trabalho fervido pode ser então usado para girar as pás de rotor de uma turbina e a turbina 17 6 pode ser usada para acionar um dispositivo de rotação para trabalho usável e/ou um motor Stirling 116 pode ser usado para criar trabalho usável a partir da energia térmica diretamente como mostrado nas Figuras 14 e 15.
[00405] Com referência à Figura 5a, a modalidade preferida do motor Stirling 116 da presente invenção é mostrado. A Figura 5b mostra o arranjo de cilindro de motor Stirling geral 116. Além disso, a Figura 5c mostra uma vista extrema em seção de motor Stirling único 116 com duas câmaras de cilindro. As Figuras 5d e 5e mostram uma vista extrema em seção de um único conjunto de cilindros de motor Stirling 116 e um arranjo de pistão único do motor Stirling 116 de acordo com a modalidade preferida da presente invenção. O eixo de manivelas 202 é fixado por haste de conexão 204, a um pino de pulso 2 06 e pistão de expansão 2 08; que o pistão de expansão 208 reciproca em um cilindro de expansão 210. Circundando o cilindro de expansão 210, e conectado em
173/332 série com o mesmo, estão um permutador térmico 212, regenerador 214, resfriador 216 e cilindro de revestimento 218. Embaixo do resfriador 216 está um duto 220, conectando o resfriador 216 com o cilindro de compressão 209. No interior do cilindro de compressão 209 reciproca o pistão de compressão transposto. Como mostrado nas Figuras 5b e 5d, o pistão de compressão compreende uma porção cilíndrica externa, anéis 222, seção cônica 224 e vedação de gaxeta de cabeça 226. [00406] A modalidade preferida da presente invenção consiste principalmente em fileiras de cilindros e pistão de compressão transposto para o motor Gamma Stirling de cilindro duplo, motor único, 116. Isso permite configurações de motor em um arranjo de pistão do tipo linear V, duplo V, W e/ou radial. Uma conexão única no eixo de manivelas 202 pode ser fixada a uma ou mais hastes de conexão 204; uma conexão indo para dentro de cada dos cilindros alinhados iguais. No cilindro de lado quente 212 está um pistão de expansão convencional 208, fixado por um pino de pulso 2 06 a sua haste de conexão respectiva 204. O permutador térmico 212 do motor, regenerador 214 e resfriador 216 são dispostos em um design anular em torno desse cilindro 212 .
[00407] No cilindro de lado de compressão 209 está um pistão de compressão convencional, fixado por um pinho de punho 206 em sua haste de conexão respectiva 204. O resfriador do motor, 216, pode ser disposto internamente e/ou como um design anular em torno desse cilindro; durante escalonamento o resfriador 216 pode ser movido
174/332 em linha com o cilindro de compressão 209. Um objetivo da presente invenção é o desenvolvimento de um ciclo Stirling genérico no qual as câmaras térmicas podem ser de projeto idêntico com produção em massa, porém principalmente no qual a parede de cilindro é mantida fina para reduzir exigências de uso de material e peso, por último enquanto mantém exigências de entrada de energia reduzida. No motor térmico de ciclo Stirling de multicilindros 116 descrito, os cilindros são dispostos em duas fileiras. Os cilindros de uma fileira são espalhados em relação aos cilindros da outra fileira e o eixo central longitudinal de uma fileira forma um ângulo com o eixo central longitudinal dos cilindros da outra fileira. Fileiras adicionais e layouts podem ser adicionados a e incluindo um projeto de motor de fileira múltipla.
[00408] Próximo ao eixo de manivela 202 está a porção interna do cilindro, compreendendo um furo grande no qual o(s) anel (is) de pistão de compressão 222 e/ou vedação(ões) desloca(m). a seção cônica de conexão 224 incorpora um orifício comunicando diretamente com o resfriador 216. Além da seção cônica 224 está um furo pequeno (em relação ao furo grande anteriormente descrito) a porção externa do cilindro de compressão 209, que estende essencialmente pelo cilindro para acomodar a haste de conexão longa 204. Essa porção externa do cilindro absorverá a carga lateral do pistão devido à angularidade de haste de conexão. Como utilizado aqui, interno e externo se referem a
175/332 proximidade relativa de um componente ao eixo de manivelas 202, que é o centro do motor 116.
[00409] O pistão de compressão é transposto de modo que sua vedação esteja mais distante a partir do eixo de manivela 202 que são seu pino de pulso 206 e porções de suporte de carga lateral. O pistão compreende uma porção interna de diâmetro grande que carrega o(s) anel(is) 222 e/ou vedação(ões) com uma área de carga e uso. Uma seção cônica 224 conecta a porção interna do pistão com uma porção externa cilíndrica de um diâmetro menor, que contém um pino de pulso vedado 2 06 e uma área de uso. Folga suficiente ou outro meio de alívio é fornecido na porção externa do pistão para permitir lubrificação enquanto limita a passagem do gás de trabalho entre todas as partes do cilindro durante todo tempo.
[00410] Liberação de pressão e transferência de gás são realizadas através do permutador de calor de percurso de passagem de alívio 212 e regenerador em linha 214 para transferência para o cilindro lateral de compressão. Esse meio de alívio pode ser localizado externo ao cilindro, ao invés de no pistão de cilindro. O diâmetro dessa porção externa do pistão é tão apertado uma folga e tão pequena uma tolerância quanto possível, compatível com as cargas que deve suportar, para minimizar a razão de volume morto associado ao mesmo e seu meio de alívio. Para facilitar bom equilíbrio dinâmico, o pistão de compressão é projetado para ter a mesma massa de material que o pistão deslocador de expansão 208, que é contrabalançado no eixo de manivelas 202. O arranjo linear espalhado deslocado de cilindros em fileiras
176/332 permitirá que o sistema utilize um eixo de manivela comum 202 e permitirá que o bloco de cilindros seja um bloco de cilindro encaixado continuo para alojar, sustentar e/ou encerrar todos os cilindros.
[00411] A modalidade preferida da presente invenção utiliza o alinhamento lado a lado dos cilindros laterais de deslocador para os benefícios de permitir o uso de fusão da cabeça e múltiplos cilindros como um bloco de peça de fabricação única para simplificar a vedação do motor, permitir um motor de potência muito mais elevada com fileiras diagonais deslocadas lineares de cilindros e aumentar as capacidades de fabricação de massa enquanto ainda utiliza um projeto de eixo de manivela único. Adicionalmente, com a colocação de cilindros de compressão e deslocador 209 do projeto atual, cabeças separadas para cada cilindro também podem ser implementadas. Além disso, um ou mais equilibradores harmônicos, amortecedor pully de manivela, amortecedor de torção, etc., podem ser opcionalmente conectados ao eixo de manivela 202 do motor Stirling 116 para reduzir vibrações de torção e o ruído associado às mesmas. Similarmente, um ou mais eixos de equilíbrio podem ser utilizados no motor Stirling 116 para, novamente, reduzir vibrações e ruído de vibração.
[00412] Um método adicional é a inclusão de uma válvula de disco rotativa (mais comumente usada em motores de combustão interna de dois ciclos de motocicleta, 254), que pode ser usada para builds de pressão mais elevada quando construída entre os percursos de permuta de gás de cilindro deslocador e compressão. Isso também pode
177/332 ser realizado quando permutado em um percurso entre os cilindros com uma válvula de entrada/descarga do tipo motor de combustão padrão utilizando o eixo de manivela 202 com um lóbulo ou com a adição de um eixo de carne para fornecer o timing e trabalho para abrir a válvula. A Figura 47 ilustra o motor de combustão adicional integrado nos processos da presente invenção. Similarmente, a Figura 48 mostra os módulos de controle necessários e comunicação com a operação de rede e centros de controle de operação mater para a integração de um motor de combustão.
[00413] O sistema de lubrificação de motor para o cilindro, pistão, anéis de pistão 222, mancai de haste e potencialmente para válvulas, se usado, é projetado para fornecer óleo limpo na temperatura e pressão corretas para toda parte do motor. O óleo é aspirado para fora do reservatório para dentro da bomba, sendo o coração do sistema, a seguir forçado através de um filtro de óleo e alimentação de pressão para os mancais principais e para o manômetro de óleo. A partir dos mancais principais, o óleo passa através de furos de alimentação para dentro de passagens perfuradas no eixo de manivela 202 e para sobre os mancais de extremidade grande da haste de conexão 204. As paredes de cilindro e mancais de pino de pistão são lubrificados por óleo lançado disperso pelo de manivela de rotação 202. O óleo em excesso é raspado pelo anel inferior 222 no pistão. O óleo em excesso então drena de volta para o reservatório, onde o calor é disperso para o ar em volta. Quando as articulações de eixo de manivela se tornam gastas, o motor terá pressão
178/332 baixa de óleo e lançará óleo por todo o interior do motor. 0 salpico excessivo pode submergir os anéis 222 e fazer com que o motor vaze óleo para dentro da área de câmara de compressão do cilindro. Superfícies gasta de mancai podem ser recuperadas por simplesmente substituir os insertos de mancai. No momento em que óleo suficiente é circulado através do sistema lubrificação hidrodinâmica se manifesta e reduz o progresso de desgaste de mancai e redução em fricção de parede de cilindro e aquecimento.
[00414] Anéis de pistão 222 fornecem uma vedação deslizante evitando vazamento da mistura de ar/combustível e descarga a partir da câmara de combustão para dentro do reservatório de óleo durante compressão e combustão. Em segundo lugar, impedem que óleo no reservatório vaze para dentro da área de combustão, onde contaminaria a transferência de fluido de trabalho. Entre os anéis de pistão 222 e a parede de cilindro de um motor bem mantido, lubrificação hidrodinâmica existe. Isso é essencial para o desgaste e fricção mais baixo. No ponto morto superior e inferior onde o pistão para reorientar, a espessura do filme se torna mínima e lubrificação misturada pode existir. [00415] Para realizar uma boa transferência de cabeça a partir do pistão para o cilindro, uma vedação ótima e um mínimo de sangria de óleo, uma espessura mínima de filme é desejável. A espessura de filme é mantida mínima por um denominado anel de controle de óleo. Esse anel é situado além dos anéis de pistão 222 de modo que o excedente de óleo seja diretamente raspado para baixo
179/332 para o reservatório. 0 filme de óleo deixado na parede de cilindro pela passagem desse anel é disponível para lubrificar o anel seguinte. Esse processo é repetido por anéis sucessivos 222. No curso ascendente o primeiro anel de compressão é lubrificado pelo óleo deixado para trás na parede de cilindro durante o curso descendente. Vazamento do gás a partir da câmara de compressão para dentro do reservatório de óleo resulta em degradação de desempenho. É por esse motivo que, apesar de reabastecimento frequente de óleo, a manutenção consistindo em troca de óleo pode permanecer essencial. 0 motor Stirling de multicilindros 116 da presente invenção fornece um método simples e prático para aperfeiçoar o desempenho e vida de um motor Stirling de múltiplos cilindros, múltiplos pistões 116 sem ao mesmo tempo aumentar sua complexidade ou diminuir sua eficiência mecânica. É genericamente aceito e acordado que o motor Stirling de dois pistões de ação dupla é uma das formas mais desejáveis de Stirling para aplicações de energia elevada, tendo demonstrado tanto simplicidade como bom desempenho. Tais motores Stirling podem ser projetados em uma variedade de formas; por exemplo, cilindros podem ser dispostos em uma configuração de projeto de motor de pistão do tipo de layout única e linear em múltiplas fileiras, em linha V, duplo V, W e radial.
[00416] Um dos arranjos mais desejáveis é o motor do tipo V duplo, no qual os cilindros são genericamente localizados radialmente fora de uma conexão de eixo de manivelas padrão. Esse layout provê simplicidade e
180/332 resistência, faseamento adequado de pistão para o ciclo Stirling e excelente equilíbrio dinâmico. Há uma troca que ocorre com relação às hastes de conexão 204. A saber, como as hastes de conexão 204 são feitas proporcionalmente mais longas, o curso de cilindro mais longo faz com que as cabeças sejam colocadas mais distantes separadas, desse modo exigindo maiores dutos e permutadores de calor 212, com razão de volume morto roubando desempenho aumentado, que desenvolve a partir do espaço entres os mesmos. O outro fator é a escolha de permutadores de calor compactos de eficiência ótima 212 e dutos de conexão serão deixados com desempenho não ótimo devido a hastes de conexão curtas 204, e o projeto que tem hastes de conexão longas eficientes 204 será deixado com desempenho não ótimo devido à razão de volume morto grande 212 e dutos associados.
[00417] A presente invenção revela uma nova forma de cilindro e pistão de compressão de motor Stirling 209 que permitirá que o projetista de motor incorpore permutadores de calor compactos 212, regenerador eficiente 214, dutos e hastes de conexão longas eficientes 204, no motor Stirling do tipo duplo V 116. O motor Stirling 116 da presente invenção é um cilindro e pistão de compressão transposto 209 para o motor de dois pistões do tipo V duplo que permite que os cilindros 209, 210 sejam conectados por permutadores de calor compactos 212 e canais de transferência, enquanto retém o uso de hastes de conexão longas mecanicamente eficientes 204.
181/332 [00418] Em um exemplo, um eixo de manivela 202 é montado em um furo que intersecta transversalmente dois cilindros 209, 210 dispostos em que um dos cilindros estende verticalmente a partir do furo do eixo de manivela 202 e o outro estende horizontalmente. Cada lançamento de manivela no eixo de manivela 202 é fixado com uma das duas hastes de conexão 204, uma indo para dentro de cada dos dois cilindros 209, 210. No cilindro vertical há um pistão de expansão convencional 208, fixado por um pino de punho 206 em sua haste de conexão respectiva 204. O aquecedor do motor 212, regenerador 214 e resfriador 216 são dispostos em um modo anular em torno desse cilindro. Durante escalonamento de projeto do motor Stirling, a seção de resfriador 216 é movida a partir de em linha com o cilindro deslocador 210 para em linha com o cilindro de compressão 209 para permitir mais contato de volume de massa sem incorrer em criação de razão de espaço morto excessivo como mostrado no recorte do motor Stirling incluído (Figura 5c) descrito abaixo. 0 cilindro de compressão horizontal 209 tem dois furos concêntricos ao longo de um eixo estendido comum, com uma seção cônica 224 conectando os mesmos. Próximo ao eixo de manivela 202 está a porção interna do cilindro, compreendendo um furo grande no qual o anel de pistão de compressão 222 e/ou vedação desloca. A seção cônica de conexão 224 incorpora um orifício se comunicando diretamente com o resfriador 216. Além da seção cônica 224 está uma porção externa de furo pequeno (em relação ao furo grande anteriormente descrito) do cilindro de compressão 209, que estende essencialmente o
182/332 cilindro para acomodar a haste de conexão longa 204. Essa porção externa do cilindro absorverá a carga lateral do pistão devido à angularidade da haste de conexão. O pistão de compressão compreende uma porção interna de diâmetro grande que carrega o anel 222 e/ou vedação e uma área de desgaste pequena. Uma seção cônica 224 conecta essa porção interna com uma porção externa cilíndrica de um diâmetro menor contendo um pino de punho vedado 206 e uma área de desgaste grande. Para facilitar equilíbrio dinâmico adequado, esse pistão é projetado para ter a mesma massa física que o pistão de expansão 2 08, que é contrabalançado no eixo de manivela 202 .
[00419] A inversão do ciclo Stirling e fornecimento de entrada de energia na forma de entrada linear ou rotacional permitirão que um motor térmico de ciclo Stirling 116 realize um processo de aplicação de resfriamento. Ao invés de resfriar o lado de compressão e fornecer uma fonte de calor aplicada ao lado de deslocador de outro modo conhecido como o lado de deslocamento, um permutador de transferência térmica 266 é usado em substituição de um permutador de calor 212 e entrada de calor, consistindo em um dispositivo como um termossifão ou outros métodos de transferência térmica da técnica anterior para fins de resfriar um aparelho, espaço de armazenagem ou substância de gás e/ou líquido. Esse processo de resfriamento pode ser usado para refrigeração 172 ou pode estender para fornecer superresfriamento ou temperaturas de nível de crioresfriamento para liquefazer gases ou para fornecer o
183/332 resfriamento de tais substâncias ou outras aplicações térmicas exigidas.
[00420] O método preferido da presente invenção expõe sua vantagem principal e método novo em relação a aplicações e processos acima da técnica anterior com pré-aquecedores fisicamente conectados 213 e elementos de sistema de aquecimento 171, permutadores de calor e regeneradores 214 em sua recuperação e reciclagem de energia térmica residual para uso, reutilização, armazenagem e/ou conversão e armazenagem. Essa energia é usada por aplicações intensas térmicas como com motores de ciclo Stirling que utilizam uma porção da energia térmica para a geração de energia rotacional, para uso em tais aplicações como trabalho de rotação necessário para entrada em um gerador 114, bomba ou compressor. Calor residual reciclado a partir desse processo pode ser usado em um segundo nível de reutilização de energia residual disponível como entrada de energia térmica em aplicações intensas térmicas de limite de calor mais baixo secundário como ciclo de motor Stirling 116 com um diferencial de temperatura reduzida que usaria então uma porção da entrada de energia térmica para a geração de energia rotacional para uso em tais aplicações como trabalho de rotação necessário para entrada em um gerador, bomba ou compressor.
[00421] As presentes modalidades referem-se a um sistema de energia renovável de geração de efeito quíntuplo móvel e estacionário altamente escalonável e sistemas de armazenagem de energia 110. Fontes de energia térmica da técnica anterior consistiam
184/332 principalmente de Turbinas a gás, microturbinas, motores de reciprocar, turbinas a vapor 176, instalações de energia nuclear, geradores térmicos de radioisótopo, geométrico 100, caldeiras, motores Stirling 116, células de combustível, sistemas solares térmicos 106 e outras fontes de entrada térmica operando em combinação com energia e aquecimento combinado (CHP). O método preferido da presente invenção encapsula uma fonte de energia térmica com um motor Stirling 116, sistema de resfriamento de absorção 121, um sistema de armazenagem associado e sistema de controle integrado em um ecossistema de energia amalgamado.
[00422] O método preferido da presente invenção deve ser mencionado como Geração de efeito quíntuplo também conhecido como (QEG) oferece as vantagens de integrar descobertas separadas com benefício aumentado de um sistema de energia de múltiplos ciclos combinado (CMCS) amalgamado com um sistema de resfriamento, congelamento, aquecimento e energia combinado (CCFHP) com saída de energia rotacional opcional. O método preferido da presente invenção beneficia de métodos novos, processos e aplicações a partir da inclusão das modalidades centrais da presente invenção e capazes de adicionalmente construir sobre as resistências de técnica anterior passada pode reter enquanto remove ou reduz grandemente qualquer deficiência que os sistemas isolados poderíam ter tido devido a sua aplicação em uma configuração e projeto não otimizado.
[00423] O método preferido da presente invenção consistindo em sistemas de geração de múltiplos ciclos
185/332 utilizando fontes de energia térmica como motores de reciprocar, turbinas a gás e/ou vapor 176, microturbinas, sistemas solares térmicos 106, instalações de energia nuclear, gerador térmico de radioisótopo, geotérmico 100, células de combustível 250 e motores Stirling 116 como o ciclo de energia térmica primária e utilizando o método preferido da presente invenção para benefício adicional reciclará energia de refugo térmico para processos intensos térmicos adicionais e aplicações, por exemplo, ciclos de estágio adicionais incorporando motores Stirling 116, armazenagem de energia térmica, dessalinização e outras aplicações intensas térmicas podem ser integradas para benefício adicional e eficiência aumentada.
[00424] A presente invenção provê sistema de produção acionada de energia verde sustentável, processamento de produto, pirólise, processamento de subproduto, separação, manipulação e armazenagem, arquitetura aberta para integração de processos e aplicações adicionais. O sistema usa métrica adaptável, biométrica e análise sensorial de imageamento térmico incluindo sensores de entrada adicionais para análise, monitoramento e controle com automação integrada e sistema controlado por inteligência artificial simbiótica mantido fornecendo um ecossistema de instalação de base favorável ao meio ambiente equilibrado.
[00425] 0 sistema forma um método de produção e armazenagem de energia renovável móvel ou estacionário integrado com inclusão de processos e aplicações de produto dedicado, processamento de subproduto
186/332 processamento de separação para incluir principalmente aplicações e processos como eletrólise 278, pirólise, laminação, fundição, cozimento, aglomeração, lavagem, secagem em tambor e pulverização, purificação, embalagem, armazenagem em volume e instalação de armazenagem seca. 0 método preferido da presente invenção usando fontes de energia verde renováveis como a entrada de componente de energia principal para fornecer principalmente entrada de energia para aplicações e processos como consistindo em método triplo dessalinização, produção de cimento, produção de bloco e tijolo, açougue, centro de dados, agricultura, fundição, pirólise 264, síntese de lubrificação, fabricação de plástico, produção de fibra de carbono, produção de ácido acético, laminação úmida, processamento celulósico, produção de outro insumo, instalação de forja e laminação compreendida de fundidor, eletrolisador 113, forno, eletrólise 278, unidades de destilação, unidades de evaporação, osmose inversa, resfriamento de absorção 121 e motores Stirling 116 utilizando geração de energia térmica renovável, armazenagem de energia 110 e transferência para geração elétrica e rotacional, fornece um sistema acionado de armazenagem de energia e geração de energia renovável sustentável, favorável ao meio ambiente, 110.
[00426] Essas modalidades formam a base para escalonamento de tamanho de sistema, funcionalidade, complexidade, permissão de conjunto mais amplo de variedade para processamento, subprocessamento, processamento de subproduto e processos de separação
187/332 para incluir compostos orgânicos e inorgânicos naturais e artificiais, disponíveis. 0 aprovisionamento de energia e resposta de carga de energia de carga de base, geração de energia, identificação, monitoramento eletrônico para atender a estabilidade de rede a partir da compensação de fornecimento para exigências de uso final e elemento de controle da presente invenção no presente pedido serão conhecidos até o presente e designados a partir de acima como elementos para os recursos e funcionalidade como sistema conhecido como ULTRAGRID™ 194. Mais especificamente, o método preferido da presente invenção consiste em um sistema conectado, integrado e de energia controlada ULTRAGRID™ 194 com método híbrido escalonável de processos e aplicações incorporando procedimentos vitais para promover e manter processos e aplicações sustentáveis com energia efetiva, fatores de controle ambiental e equilíbrio para produção de subproduto e produto de rendimento elevado eficientes, acionado com energia renovável 112 e energia de backup redundante 262 fornecida por elementos de armazenagem de energia 110. [00427] O método preferido do presente método deve ser mencionado como Geração de efeito quíntuplo ou (QEG), que oferece as vantagens de integração de descobertas individualizadas separadas com o benefício aumentado de um sistema de energia de múltiplos ciclos combinado (CMCS) amalgamado para fornecer um sistema de resfriamento, congelamento, aquecimento e energia combinado (CCFHP) com saída de energia rotacional opcional. O método preferido da presente invenção
188/332 beneficia das resistências pretendidas da técnica anterior enquanto introduz novas soluções integradas enquanto remove ou reduz muito qualquer deficiência que os sistemas da técnica anterior isolados podem ter tido devido a sua aplicação em um projeto, configuração ou implementação não otimizada.
[00428] O método preferido da presente invenção compreende uma inclusão de gerenciamento térmico via transferência de energia através do uso de uma recuperação de energia de termossifão (termossifão alt.) a partir de permuta térmica por convecção direta ou natural que é uma propriedade de física e genericamente se refere a um método de aplicações e processos que usa permuta de calor passiva com base em convecção natural, que circula uma substância (líquido, ou gás como nitrogênio ou ar) sem a necessidade de uma bomba mecânica. A ação de termossifão é tipicamente usada para circulação de líquidos e gases voláteis em aplicações de aquecimento e resfriamento, como bombas de calor, aquecedores de água 170, caldeiras e fornos. Termossifões são usados em alguns sistemas de aquecimento e/ou resfriamento térmicos à base de líquido para realizar tal ação para um líquido.
[00429] 0 método preferido da presente invenção compreende uma inclusão de gerenciamento térmico através de energia transferida em um sistema pela evaporação e condensação de vapor, tal sistema seria então adequadamente classificado como um tubo de calor. Se tal sistema também contiver outros fluidos, como nitrogênio, hélio ou ar, então a densidade de fluxo de calor será
189/332 menor que em um tubo de calor real, que somente contém energia para beneficio adicional versus gerenciamento térmico da técnica anterior que refugo de energia térmica era considerado uma despesa para remover e tinha custos atribuídos à eliminação da energia térmica utilizando dispositivos como torres de resfriamento 246 e radiadores para descarregar calor em excesso para a atmosfera.
[00430] Como ilustrado nas Figuras 16 e 17, o método preferido da presente invenção utilizaria um motor Stirling 116 utilizando energia térmica tanto entradas quente e fria e níveis adicionais ou ciclos de motores Stirling e sistemas de resfriamento de absorção 121 para operar em níveis de desempenho próximos de teóricos. Um exemplo de usar o método preferido da presente invenção em uma instalação da técnica anterior existente pode consistir em uma instalação de energia de gás natural, calor gerado a partir do gás queimando faz com que a turbina gire e gere energia rotacional para comunicação para um gerador. Calor residual é então aproveitado e comunicado para geração de vapor. O vapor gerado é pressurizado e fornecido como pressão e energia térmica para uma turbina a vapor 176, essa energia é então usada para gerar energia rotacional que é então comunicada para um gerador como energia elétrica. Energia de vapor usada é então transferida para um sistema de resfriamento seco ou úmido 125 para levar a temperatura do vapor condensado para baixo em conversão e reciclagem de volta para água para reutilização.
190/332 [00431] O método preferido da presente invenção comunicará a energia térmica a partir da fonte de geração para armazenagem de energia térmica ou diretamente comunicado para um motor Stirling 116 e sistema de resfriamento de absorção 121, esse arranjo seria usado para aumentar a eficiência do sistema e gerar desempenho de sistema de reforço de saída de energia adicional por meio de sua saída aumentada.
[00432] O método preferido em uma configuração mínima poderia abranger somente o motor Stirling 116 ou incluir somente o resfriamento de absorção 121 para habilitar desempenho de torre de resfriamento utilizando a geração de energia fria e extração de energia térmica que diminuirão o nível de energia térmica e permitirão a entrada fria gerada para contra fluxo e resfriar a energia de vapor restante para aumentar o desempenho de torre de resfriamento.
[00433] A eficiência aumentada do SRG pode ser demonstrada por uma comparação teórica de propriedades termodinâmicas. O método preferido da presente invenção é formado sobre essas descobertas e entra em círculo total com inclusões de integrações de tecnologia que avançam e intensificam os modelos de comparação da técnica anterior. Tipicamente, esses cálculos podem e são genericamente super simplificados e não consideram decaimento nuclear e sua geração térmica inerte que diminui a saída de energia térmica devido a meia-vida longa dos radioisótopos usados nesses tipos de geradores. Em geral, as assunções para essa análise incluem que sistemas estão tipicamente operando em
191/332 estado constante nas condições observadas em experimento altamente controlado com padrões rígidos que podem ou não refletir precisamente processos e aplicações do mundo real.
[00434] Esses tipos de geradores 114 podem ser simplificados em sua análise de dimensão única de um motor de calor típico para ser capaz de comparar suas eficiências teóricas com suas eficiências Carnot correspondentes. A modalidade preferida teria a base de sistema assumida como sendo o motor Stirling 116 e componentes de geração, para incluir a fonte de calor, sistema de resfriamento 125 e permutador térmico 212. Maior eficiência e saída de geração mais elevada podem ser obtidas por aumentar a faixa de temperatura e razão correspondente entre as entradas quente e fria do motor Stirling 116 que é a base da modalidade preferida.
[00435] O método preferido da presente invenção para fins de fornecer desumidificação utilizando um dessecante líquido integrará um hidróstato típico que é um dispositivo elétrico para detectar a presença de umidade pode ser usado para monitorar e controlar níveis de umidade automaticamente em níveis preestabelecidos. O sistema pode usar qualquer forma de umidificador para elevar os níveis de umidade a níveis apropriados que podem ser desejados ou necessários. O sistema integra a unidade de aquecimento e resfriamento em uma solução única para eficiência aperfeiçoada de ventilação se aproximando de 95%, grande aperfeiçoamento é mantido em eficiência total do sistema, redução de exigências de material e remoção de exigências de material redundante
192/332 a partir de um sistema de aquecimento, resfriamento, umidade, controle de qualidade de ar, amalgamado, 256. [00436] Ventiladores de recuperação de energia (ERVs) são dispositivos que substituem o ar interno viciado e trocam o mesmo por ar externo novo, o processo envolve transferência de calor e umidade a partir do ar de descarga que sai para o ar novo que entra. Desse modo, diferem muito de ventiladores de recuperação de calor (HRVs) que transferem calor, mas não umidade. O método preferido da presente invenção promove entradas de energia renovável sustentável 112 com projeto de ERV para a próxima geração com sua inclusão no sistema de aquecimento e resfriamento para fornecer um nível novo de capacidade de controle, conforto e eficiência em relação à técnica anterior.
[00437] Essa tecnologia demonstrou um meio eficaz de reduzir custo de energia e exigências de carga de aquecimento e resfriamento, porém permitiu redução de equipamento HVAC exigido e exigências de material associado como sangria, permutadores de calor e condensadores menores. Adicionalmente, esse sistema permitirá um ambiente interno controlado para iniciar e manter uma umidade relativa de uma faixa de 40% a 50% altamente atraente e confortável. Essa faixa pode ser mantida sob essencialmente todas as condições em todas as estações. A única penalidade de energia é a força necessária para o soprador superar a queda de pressão que é causada a partir da reorientação de fluxo de ar e a partir das restrições de percurso de fluxo e
193/332 resistência de fluxo causada por tensão superficial no sistema.
[00438] Como ilustrado na Figura 18, o principal objetivo do método preferido da presente invenção foi mover além da melhor prática da indústria e avançar um centro de dados eficiente em energia que poderia ser fornecido e operado abaixo do custo de um centro de dados de empresa grande típico para se separar da técnica anterior passada como as infraestruturas de computação mais eficientes no custo mais baixo possível. A lógica de fluxo de projeto foi projetar de forma customizada o centro de dados com seu resfriamento e backup de energia com armazenagem de energia embutida a partir do solo para cima, forma de forma customizada seu software, implementações de hardware de servidor para permitir integrações suaves e transformações em uma oferta de computação de cloud sustentável e segura. Diferindo a técnica anterior da presente invenção está o uso de energia renovável preferivelmente com energia térmica com seu uso e reutilização de energia residual recuperada e reciclagem para usos e finalidades aumentados que mantém especialmente valor com sua capacidade de fornecer resfriamento de absorção 121 do meio de armazenagem fria 124 quando necessário e em demanda para energia fria para fins de resfriamento. [00439] Como mostrado na Figura 19, o método preferido da presente invenção pode usar produtos separados e processados a partir da dessalinização acima e processa separação e processamento dos minerais em componentes usáveis para fins de da entrada de materiais fornecidos
194/332 para a fabricação de cimento. Esse método preferido da presente invenção usa o processo acima que tem a vantagem adicionada em relação a técnica anterior de usar energia de transferência mínima com a inclusão das instalações sendo fisicamente interconectadas em sua capacidade de transferir materiais após processamento para esperar processos de mercado vertical como detalhado acima com fabricação de produto de cimento. [00440] Como mostrado na Figura 20, o método preferido da presente invenção tem a vantagem em relação a técnica anterior com sua inclusão de energia térmica armazenada que resulta em geração elétrica através de turbina a vapor 17 6 ou motores Stirling 116 a partir de entrada térmica comunicada. A vantagem adicional do método preferido da presente invenção é fornecer energia térmica comunicada a partir da armazenagem de energia térmica 12 6 como uma fonte de aquecimento de backup no caso de falha da rede e tempo de atividade aumentado e redução de perdas em potencial, dano aos potes é causado quando os potes são deixados resfriar a partir da perda de entrada de energia que forçará os potes a terem de ser reparados em custo significativo se o metal líquido for deixado solidificar.
[00441] A técnica anterior de aplicações e processos de fundição de alumínio nunca foi tipicamente totalmente ou parcialmente automatizada devido a seu projeto inerte e falhas de implantação. O método preferido da presente invenção usa métrica, biométrica e tecnologias de imageamento térmico de análise, monitoramento e controle do processo de fundição usando amalgamado com
195/332 inteligência artificial e automação incluindo robótica para reduzir ou eliminar danos e tempo de atividade aumentado, produtividade e volume aumentado.
[00442] Tipicamente para referência um laminador de aço, mini laminador ou trabalhos de aço é uma instalação industrial para a fabricação de aço e processamento de aço e produtos relacionados. Aço é uma liga de ferro e carbono. É genericamente produzido em um processo de dois estágios. O primeiro estágio da técnica anterior consiste em minério de ferro que é reduzido ou fundido com coque (carbono) ou substituição de entrada de carbono e pedra calcária (cinza) em um alto-forno. O método preferido da presente invenção usa monóxido de armazenados como carbono. O método invenção elétricos, carbono e dióxido de carbono substituição para a entrada de preferido da presente invenção é o uso de energia renovável para geração térmica ou armazenagem térmica para fornecer entrada de energia térmica para préaquecimento, adicionalmente, a presente introduz o uso de elementos de calor portanto, usando elementos de aquecimento de temperatura elevada elétricos 117 para atingir as temperaturas necessárias normalmente geradas na técnica anterior por um alto-forno, esse processo é usado para produzir ferro fundido que é fundido em ferro fundido ou carregado para o estágio seguinte como ferro fundido.
[00443] O método preferido da presente invenção comunica energia térmica a partir da armazenagem de energia 110 ou energia residual a partir do forno para permitir que um motor Stirling gerasse energia
196/332 rotacional para fornecer entrada para absorção de oscilação de pressão ou separação de ar 123 para fornecer oxigênio para o forno para eficiência mais elevada de uso e geração de energia térmica e elétrica. [00444] O método preferido da presente invenção recicla recuperação de energia residual térmica a partir do uso de permutador de calor e bobinas localizadas perto ou em torno do forno. A presente invenção usa então essa energia térmica reciclada para fins de fornecer comunicação para armazenagem térmica ou reutilização da energia térmica para entrada de motor Stirling para gerar energia rotacional que é então usada para absorção de oscilação de pressão ou unidade de separação de ar 123 para extração de oxigênio que é injetado no forno para aumentar a eficiência do forno.
[00445] O método preferido da presente invenção expõe sua principal vantagem e método novo em relação à técnica anterior provê equilíbrio de energia térmica normalizado que é essencial para uso amplo do sistema otimizado e realizado e reutilizar eficiências simultaneamente monetizando todas as entradas de energia para todas as aplicações e processos pretendidos.
[00446] A técnica anterior de processos e aplicações de aciaria nunca foi total ou parcialmente automatizada devido a seu projeto inerente e falhas de implantação. O método preferido da presente invenção usa métrica, biométrica e tecnologias de imageamento térmico de análise, monitoramento e controle do processo de fabricação de aço usando amalgamado com inteligência artificial e automação incluindo robótica para reduzir
197/332 ou eliminar danos e tempo de atividade aumentado, produtividade e volume aumentado.
[00447] O método preferido da presente invenção recicla recuperação de energia residual térmica do uso de permutador de calor e bobinas localizadas perto ou em torno do forno. A presente invenção usa então essa energia térmica reciclada para fins de fornecer comunicação para armazenagem térmica ou reutilização da energia térmica para entrada de motor Stirling para gerar energia rotacional que é então usada para absorção de oscilação de pressão ou unidade de separação de ar 123 para extração de gás que é injetado no forno para aumentar a eficiência do forno.
[00448] O método preferido da presente invenção expõe sua principal vantagem e método novo em relação a técnica anterior provê equilíbrio de energia térmica normalizada que é essencial para uso amplo de sistema otimizado e realizado e reutilizar eficiências simultaneamente monetizando todas as entradas de energia para todos os processos e aplicações pretendidas.
[00449] A técnica anterior de processos e aplicações de ferro fundido nunca foi totalmente ou parcialmente automatizada devido a seu projeto inerente e falhas de implantação. Como mostrado na Figura 21, o método preferido da presente invenção usa métrica, biométrica e tecnologias de imageamento térmico de análise, monitoramento e controle do processo de ferro fundido usando amalgamado com inteligência artificial e automação incluindo robótica para reduzir ou eliminar
198/332 danos e tempo de atividade aumentado, produtividade e volume aumentado.
[00450] O método preferido da presente invenção usa vento 104 e hidrogênio gerado solar e através de síntese de amônia para a entrada de nitrogênio e aprovisionamento de combustível, quando combinado com extração de potássio a partir da dessalinização, a maior parte das entradas de nutrientes foi gerada ou produzida com fontes de energia renovável verde 112.
[00451] Atualmente, os primeiros processos de geração para a produção de etanol são tipicamente a partir do uso de insumo de milho que usa somente uma pequena parte da planta de milho: os grãos de milho são tirados da planta de milho e somente o amido, que representa cerca de 50% da massa de grão seca, são transformados em etanol. Dois tipos de segundos processos de geração estão atualmente em desenvolvimento. O primeiro tipo usa enzimas e fermentação de levedura para converter a celulose de planta em etanol enquanto o segundo tipo usa pirólise para converter a planta inteira em um bio-óleo líquido ou gás de síntese. Os segundos processos de geração também podem ser usados com plantas como gramas, material de refugo de madeira ou agrícola como palha. O método preferido da presente invenção compreendería o uso de processo de moagem úmida seguido pelo processo celulósico para produção aumentada e etanol e inclusão de reatores de plâncton para aditivos de algas verdes azuis para aumentar muito a saída de valor de produto EFG vastamente superior em proposição de valor e valor nutricional em comparação com a técnica anterior.
199/332 [00452] A técnica anterior de pedidos e processos de etanol nunca foi tipicamente totalmente ou parcialmente automatizada devido a seu projeto inerente e falhas de implantação. 0 método preferido da presente invenção usa métrica, biométrica e tecnologias de imageamento térmico de análise, monitoramento e controle do etanol e processo EFG usando amalgamado com inteligência artificial e automação incluindo robótica para reduzir ou eliminar danos e tempo de atividade aumentado, produtividade e volume aumentado.
[00453] Como mostrado na Figura 22, o método preferido dos processos e aplicações da presente invenção fornece a base para produção em grande escala eficiente e sustentável de um polímero de carbonato de polipropileno (PPC) utilizando dióxido de carbono de refugo (CO2) como uma entrada de matéria prima principal, acionado por energia renovável 112, energia térmica e armazenagem de energia térmica associada 125 permitindo viabilidade financeira enquanto usa um método favorável ao meio ambiente. A produção convencional de fabricação de plásticos típicos como polietileno e polipropileno se baseia intensamente no uso de combustíveis fósseis como a entrada de insumo necessária.
[00454] O método preferido da presente invenção tem o benefício adicional de conexão com armazenagem de energia térmica para fins de pré-aquecer ou entrada de energia térmica primária que então oferece a capacidade incluída de comunicar energia térmica reciclada e recuperada para fins de armazenagem de energia térmica ou reutilização, isso oferece a vantagem em relação a
200/332 técnica anterior em que obtém para o sistema eficiência mais elevada e reduz exigências de entrada de energia com inclusão de geração de energia renovável 112 e processamento e armazenagem de emissões de gás e térmica associados.
[00455] O método preferido da presente invenção tem a vantagem adicional em relação à técnica anterior em sua capacidade de reduzir confiança em combustíveis fósseis e fontes de entrada de energia não verde. O método preferido da presente invenção utilizando oxigênio e hidrogênio gerado renovável localizado e gás sequestrado e entradas de elemento para criar polímeros PPC através da copolimerização de CO2 e produtos químicos chamados epóxidos. 0 processo resulta em polímeros contendo mais de 30 por cento de CO2 em peso. Os polímeros contendo CO2 podem ser moldados a mão para aplicações e processos com uma ampla gama de características de material de produto final que podem variar de plásticos sólidos até espumas flexíveis, macias, dependendo do tamanho e peso da cadeia de polímero específica.
[00456] A técnica anterior de processos e aplicações de fabricação de plástico nunca foi total ou parcialmente automatizada devido a seu projeto inerente e falhas de implantação. 0 método preferido da presente invenção usa métrica, biométrica e tecnologias de imageamento térmico de análise, monitoramento e controle do processo de fabricação de plástico usando amalgamado com inteligência artificial e automação incluindo robótica para reduzir ou eliminar danos e tempo de atividade aumentado, produtividade e volume aumentado.
201/332 [00457] Como mostrado na Figura 23, o método preferido da presente invenção usa energia térmica gerada renovável e/ou extraída da armazenagem térmica para fins de pré-aquecimento e aquecimento para produção de fibra de carbono e seus componentes associados para eficiências aumentadas de energia. O método preferido da presente invenção recicla recuperação de energia residual térmica a partir do uso de permutador de calor e bobinas localizadas perto ou em torno do forno de fibra de carbono. A presente invenção então usa essa energia térmica reciclada para fins de fornecer comunicação para armazenagem térmica ou reutilização da energia térmica para entrada de motor Stirling para gerar energia rotacional que é então usada para absorção de oscilação de pressão ou unidade de separação de ar 123 para extração de gás que é injetado no forno para aumentar a eficiência de forno.
[00458] O método preferido da presente invenção expõe sua principal vantagem e método novo em relação a técnica anterior provê equilíbrio de energia térmica normalizada que é essencial para uso amplo de sistema otimizado e realizado e reutilizar eficiências simultaneamente monetizando todas as entrada de energia para todas as aplicações e processos pretendidos.
[00459] A técnica anterior de processos e aplicações de fibra de carbono nunca foi tipicamente total ou parcialmente automatizada devido a seu projeto inerente e falhas de implantação. 0 método preferido da presente invenção usa métrica, biométrica e tecnologias de imageamento térmico de análise, monitoramento e controle
202/332 do processo de fabricação de fibra de carbono usando amalgamado com inteligência artificial e automação incluindo robótica para reduzir ou eliminar danos e tempo de atividade aumentado, produtividade e volume aumentado.
[00460] O método preferido da presente invenção avança e aperfeiçoa em relação à técnica anterior por criar processos sustentáveis e renováveis para estabelecer uma destilação de gases estável, criogênica, separação e refinamento de sólidos isolados, separação e refinamento de frações de bio-óleo através de processos de separação de temperatura de vários subprodutos. Cada subproduto tem propriedades de fracionamento especificas e altamente exclusivas que promovem saídas altamente separadas que as tornam individualmente produtos puros e superiores em comparação com saídas contaminadas da técnica anterior e bio-óleo ácido convencional. A invenção permite que líquidos e compostos com baixo peso molecular sejam separados em uma fração de valor adicionado final adequada para upgrading ou extração em produtos químicos de valor adicional, combustíveis e água. Frações de bio-óleo iniciais a partir do processo são quimicamente distintas, têm baixo teor de água e acidez que reduz os custos de processamento normalmente associados à pós-produção de bio-óleo convencional integrando menos processos de separação, redução de condições operacionais e de processamento severas e energia residual de reciclagem a partir do método preferido de usar energia térmica armazenada promovendo exigências de entrada auxiliares mais baixas. Processos
203/332 de estabilização de carbono para permitir bioqueima 280 de modo que possa ser manipulado de forma segura. O processo de pirólise rápida integrado 264 inclui armazenagem de biomassa, preparação, pré-tratamento e conversão, recuperação de produto e processamento para criar e armazenar gases isolados estáveis, bioqueima e outros sólidos, líquidos, combustíveis e frações de bioóleo .
[00461] 0 método preferido da presente invenção provê um método de fracionar gases através de destilação criogênica e vapores de bio-óleo compreendendo água, combustíveis e bio-óleo. O primeiro estágio separa os gases e vapores de bio-óleo serão separados em um primeiro estágio que compreende um condensador. Vapores de bio-óleo separados são então alimentados para um condensador e então resfriados tendo passagens para o bio-óleo separado por uma parede condutora de calor a partir das passagens para os métodos preferidos de frio armazenado para fornecer o refrigerante necessário. [00462] O refrigerante no condensador do primeiro estágio é mantido em uma temperatura substancialmente constante, para condensar uma primeira fração de líquido de elementos de bio-óleo liquefeitos no condensador do primeiro estágio. A primeira fração de líquido de elementos de bio-óleo liquefeitos a partir do condensador no primeiro estágio é isolada, filtrada, coletada e transferida para armazenagem. O método da presente invenção permite processos adicionais para recuperação subsequente de frações de líquido adicionais de produtos de bio-óleo liquefeitos.
204/332 [00463] O rendimento de bio-óleo é otimizado quando a temperatura de pirólise está em torno de 5002C e a taxa de aquecimento é elevada (isto é, 1.000sC/s), isto é, condições de pirólise rápida. Nessas condições rendimentos de bio-óleo de 60%-70% podem ser obtidos a partir de um insumo de biomassa típico, com 10%-25% em peso de rendimentos de bioqueima. Os 10%-15% restantes são gás de síntese. Os processos que usam taxas de aquecimento mais lentas são chamados pirólise lenta e bioqueima é normalmente o principal produto de tais processos. O processo de pirólise 264 pode ser independente, visto que a combustão do gás de síntese e uma porção de bio-óleo ou bioqueima pode fornecer toda energia necessária para acionar a reação.
[00464] Pirólise transforma materiais orgânicos potencialmente perigosos e não perigosos em componentes gasosos, pequenas quantidades de líquido, e um resíduo sólido que tem elevado valor quando incluído como o método preferido da presente invenção como um produto de base (coque - como necessário como entrada para processo de fabricação de aço e para o carbono necessário para processo de produção de alumínio) contendo carbono fixo e cinza. Como mostrado na Figura 24, o método preferido da presente invenção usa energia térmica renovável para fins de entrada térmica fornecendo uma entrada de energia renovável para biomassa produzida por pirólise 264 para a produção de bio-óleo, coque e outros fluxos de insumo.
[00465] Portanto, os requerentes preveem um modelo de processamento distribuído onde muitos meios de pirólise
205/332 de escala pequena (isto é, escala de fazenda) convertem biomassa em bio-óleo que é então transportado para um local centralizado para refinamento. A modalidade preferida empregará um sistema de escala de fazenda distribuído alimentando para uma instalação de gaseificação central (para produção de líquidos Fisher Tropsh} ao passo que a economia de custo de transporte é capaz de compensar pelos custos de biomassa e operacionais mais elevados.
[00466] O método preferido da presente invenção comunica energia térmica fria e quente a partir da armazenagem de energia térmica para fins de resfriar ou aquecer os gases para processamento e destilação para separar os gases em seus tanques de armazenagem individuais.
[00467] Além disso, o bioqueima em excesso produzido porém não vendido pode ser usado na fazenda como um excelente corretor de solo que pode sequestrar carbono. Bioqueima é altamente absorvente e portanto aumenta a capacidade do solo de reter água, nutrientes e produtos químicos agrícolas, evitando contaminação da água e erosão do solo. A aplicação no solo de bioqueima 280 pode aumentar tanto a qualidade de solo como ser um meio eficaz de sequestrar grandes quantidades de carbono, desse modo ajudando a diminuir a alteração de clima global através do sequestro de carbono. 0 uso de bioqueima 280 como uma correção de solo compensará muitos dos problemas associados à remoção de resíduos de cultura a partir da terra.
206/332 [00468] Adicionalmente, os gases de emissão podem ser tratados em uma câmara de combustão secundária, queimados e parcialmente condensada. O método preferido da presente invenção capturaria energia térmica a partir da combustão ou queima para fins de armazenagem da energia térmica. Equipamento de remoção de material em partículas como filtros de tecido ou purificadores úmidos são também necessários.
[00469] A técnica anterior de aplicações de pirólise e processos nunca foi tipicamente total ou parcialmente automatizada devido a seu projeto inerente e falhas de implantação. 0 método preferido da presente invenção usa métrica, biométrica e tecnologias de imageamento térmico de análise, monitoramento e controle do processo de pirólise 264 usando amalgamado com inteligência artificial e automação incluindo robótica para reduzir ou eliminar danos e tempo de atividade aumentado, produtividade e volume aumentado.
[00470] O Sistema ULTRAGRID™ de Defesa de Resposta autônoma Terran (TARDUS) é um sistema de arma de energia dirigida (DEWS) com um sistema de geração de energia integrada, armazenagem de energia e análise, monitoramento e controle de energia. DEWS é um sistema de arma que emite uma descarga de energia ou movimento de objetos a partir de uma descarga de energia direcionada em um alvo especificado em uma direção projetada ou predeterminada ou percurso de voo de um alvo pretendido. Sua missão exclusiva é transferir energia para uso em um alvo específico para um efeito desejado.
207/332 [00471] Uma vantagem em relação à técnica anterior é o método preferido da integração e interconexão da presente invenção através de ULTRAGRID™ 194 para a finalidade expressa de fornecer energia e resfriamento com análise, monitoramento e controle incluídos de fluxo de energia a partir de fontes localizadas e remotas. Adicionalmente, DEWS permite o nível de energia necessário para operação de um canhão elétrico, que consiste principalmente em um lançador de projétil eletromagnético eletricamente acionado com base em princípios similares ao motor homopolar. Tipicamente um canhão elétrico compreende um par de trilhos condutores paralelos, ao longo dos quais uma armadura deslizante é acelerada pelos efeitos eletromagnéticos de uma corrente que flui para baixo de um trilho, para dentro da armadura e então de volta ao longo do outro trilho. O método preferido da presente invenção incorpora trilhos de levitação magnética (maglev) para promover disparo aumentado enquanto reduz a necessidade de substituição de trilho devido a desgaste, frequentemente necessária e cara. O método preferido incorporando trilhos maglev aumentará a velocidade do projétil enquanto reduz exigências de energia utilizando um lançador maglev em um projeto de lançador de canhão elétrico.
[00472] Esses fluxos de transferência de energia incluiríam comunicações como a grupos de capacitor para carga e recarga de entrada de energia que depois de concluída permitiríam que circuitos de disparo descarregassem cargas de capacitor armazenadas disponíveis a partir do sistema de arma de energia
208/332 dirigida localmente conectada, adicionalmente o sistema coordenaria fluxos de energia adicionais, carga e recarga de grupos de capacitor locais e remotos e plataformas de estação de disparo DEWS. Uma vantagem em relação à técnica anterior é o método preferido da presente invenção que integração de locais conectados e operados ULTRAGRID™ 194 para a finalidade expressa de fornecer energia térmica para entrada como calor e energia térmica fria em um motor Stirling 116 para geração elétrica ou, por exemplo, comunicar energia térmica fria para resfriamento de plataformas de estação de disparo DEWS.
[00473] Usos adicionais além de sua intenção principal para uso como um sistema de rede de defesa de asteroide potencial ou como um sistema de defesa de projétil, aeronave e míssil em potencial. A descarga de arma de energia dirigida pode vir em várias formas, por exemplo, radiação eletromagnética, incluindo sons, radiofrequência, micro-onda, lasers e maseres, partículas com massa, em armas de feixe de partículas que tecnicamente é uma forma de arma de micro projétil. [00474] DEWS podem ser usados discretamente sem que ninguém saiba visto que a radiação usada nas faixas como RF (Radiofrequência = 3 kHz a 300 GHz) é invisível e pode passar através das paredes. Armas a laser podem ter várias vantagens principais em relação a armamento convencional, deslocamento laser na velocidade da luz, outros feixes de armas de energia dirigida também deslocam em velocidades elevadas extremas, de modo que não haja necessidade em geral exceto com ruptura
209/332 atmosférica e perdas associadas em relação a distâncias extremamente lonas para compensar por movimento alvo. Consequentemente, a evasão de um laser precisamente direcionado e/ou arma de energia dirigida após ter sido disparada é essencialmente impossível devido à velocidade da descarga no alvo e nenhum alerta inicial seria disponível para permitir ações evasivas corretas. Devido a sua velocidade extremamente elevada, luz e outras armas de energia dirigida são somente afetadas por gravidade, de modo que projeção de longo alcance em alvos requer pouca ou nenhuma compensação de movimento. Outros aspectos como velocidade do vento podem ser desprezados na maioria das vezes, a menos que disparando através de uma matéria de absorção. Armas de energia dirigida podem alterar a configuração de focalização para fornecer uma área ativa que pode ser muito menor ou maior do que meio de pirólise de projétil.
[00475] O método preferido da presente invenção dada a habilidade de comunicar energia disponível a partir de um sistema de armazenagem de energia 110 e sua geração de energia e transferência de energia dada a geração de energia suficiente e resfriamento, lasers e outras armas de energia dirigida podem ter essencialmente munição ilimitada e capacidade de alvejar. A faixa operacional de uma arma de energia dirigida pode ser muito maior do que aquela de uma arma balística, dependendo das condições atmosféricas e nível de energia. Descargas e/ou feixes de arma de energia dirigida não geram som ou luz que seria detectado por sentidos humanos ou facilmente detectado por outro meio antes ou durante
210/332 emissão, assim a arma não anunciaria a posição do sistema quando disparo e adicionalmente poderia atingir alvos de satélite e outro sistema de rastreamento se direcionado. Armas balísticas modernas apresentam comumente sistemas para neutralizar muitos dos efeitos colaterais indesejáveis mencionados acima. Entretanto, com o método preferido da presente invenção a capacidade de fornecer megawatts e potencialmente gigawatts de energia disponível, isso permitiría uso de megawatt ou classe maior de armas como as balísticas acima teriam poucas ou nenhuma defesa efetiva de tal descarga de energia maciça que simplesmente submergiria todas e quaisquer defesas de objetos conhecidas.
L00476] O método preferido da presente invenção expõe sua principal vantagem e método novo em relação a aplicações e processos da técnica anterior acima com pré-aquecedores fisicamente conectados 213 e elementos de sistema de aquecimento 171, permutadores de calor e regeneradores 214 em sua recuperação e reciclagem de energia térmica residual para uso, reutilização, armazenagem e/ou conversão e armazenagem. Essa energia é usada por aplicações intensas térmicas como com motores de ciclo Stirling que usam uma porção da energia térmica para a geração de energia rotacional, para uso em tais aplicações como trabalho de rotação necessário para entrada em um gerador, bomba ou compressor. Calor residual reciclado a partir desse processo pode ser usado em um segundo nível de reutilização de energia residual disponível como entrada de energia térmica em aplicações intensas térmicas de limite de calor mais
211/332 baixo secundárias como ciclo de motor Stirling 116 com um diferencial de temperatura reduzida que usaria então uma porção da entrada de energia térmica para a geração de energia rotacional para uso em tais aplicações como trabalho de rotação necessário para entrada em um gerador, bomba ou compressor.
[00477] A presente invenção tem vantagem adicional em relação à técnica anterior de aplicações e ciclos de processo adicionais a partir de energia térmica restante e da armazenagem para encorajar adicionalmente o uso e reciclagem de energia disponível para aplicação adicional e processa uso de energia que pode ser adicionada com base em temperaturas de entrada disponíveis e retorno em custo de investimento versus uma razão aceitável de benefícios para custos. Toda energia térmica reciclável restante pode ser então recuperada e então comunica a sistemas de armazenagem térmica de temperatura apropriada 125. Adicionalmente, energia térmica pode ser comunicada para resfriamento de absorção 121 para converter calor com base em energia térmica em energia térmica baseada em frio para manter um equilíbrio de energia localizada de energia térmica armazenada disponível. O método preferido da presente invenção expõe sua vantagem primária e método novo em relação à técnica anterior provê equilíbrio de energia térmica normalizada que é essencial para eficiências de uso e reutilização ampla de sistema otimizado e realizado simultaneamente monetizando todas as entradas de energia para todos os processos e aplicações pretendidas.
212/332 [00478] A técnica anterior de aplicações de energia dirigida e processos nunca foram tipicamente total ou parcialmente automatizadas devido ao seu projeto inerente e falhas de implantação. O método preferido da presente invenção usa métrica, biométrica e tecnologias de imageamento térmico de análise, monitoramento e controle do processo de energia dirigida usando amalgamado com inteligência artificial e automação incluindo robótica para reduzir ou eliminar danos e tempo de atividade aumentado, produtividade e produção aumentada de volume.
[00479] A técnica anterior usou em geral entrada de energia na forma de energia de rede fornecida ou na maior parte fornecida por rede com seu custo e aumento de preço inerentes. As modalidades da invenção empregarão energia renovável 112 como a entrada de energia térmica e elétrica primária para fins de geração de energia elétrica, aplicações térmicas e armazenagem de energia 110.
[00480] As modalidades da invenção introduzirão e estenderão camadas componentes com interface de inteligência artificial, camadas incluirão mas não se limitando a construção, robótica, aplicações e sistema de automação de dispositivo, utilizando sistema de monitoramento, análise e controle baseado em hardware e software para desempenho aperfeiçoado, eficiências, análise de qualidade de energia, rastreamento de custo de energia, controle de demanda de energia, automação de eficiência de energia. Camadas adicionais incluem
213/332 monitoramento de inventário, contabilidade, análise, relatório e controle.
[00481] A modalidade de energia central abrange elementos de monitoramento, análise e controle de interconexão de interface inteligente para aperfeiçoar a confiabilidade, gerenciar fluxos de processo, permitir rendimentos comerciais aumentados, redução de custo e perda reduzida de produção e disponibilidade de serviço. A maximização de utilização de infraestrutura para obter o custo nivelado mais baixo possível de energia é obtida por monetizar ativos fixos intensos em capital enquanto reduz processos redundantes desnecessários e sobrepostos.
[00482] Como mostrado nas Figuras 25, 26, 27 e 28, esse monitoramento e análise pode ser através de sensores para fins locais e remotos e pode incluir entrada de sensores de base térmica e vídeo para usos como métrica adaptável, biométrica e imageamento térmico para monitoramento, análise e controle. Isso pode ser combinado em sensores de métrica, biométrica e imageamento térmico de espécie por espécie, regime de monitoramento, análise e controle e pode incluir outra entrada ambiental e controle bem como envolvimento nos ciclos de crescimento total incluindo germinação, plantio e/ou colocação, crescimento e colheita. Um processo similar seria utilizado em aquaponics com inclusão em ciclos como incubação, peixes pequenos, crescimento e colheita.
[00483] Produz exigências de capital de investimento substancialmente reduzidas, encapsuladas por captura de
214/332 valor aumentado em gastos de capital com retorno grandemente aumentado em investimentos. As modalidades quando emparelhadas com sua armazenagem de energia 110 e sistema de recuperação de calor residual utilizando energia recuperada, o sistema é capaz de atualizar e realizar os benefícios máximos e utilização de todos os recursos de sistema disponíveis.
[00484] A rede de energia atual é projetada e desenvolvida incapaz de permitir fontes de geração para responder necessidades de consumidor em demanda, enquanto uma rede inteligente à base de ULTRAGRID™ 194, como mostrado nas Figuras 29, 30, 31 e 32, pode ser projetada de modo que o uso varia em demanda com a disponibilidade de produção a partir de fontes de energia intermitentes como vento 104 e solar e estabilizado por liberação de energia armazenada casada para geração de rede comercial para sistemas intensos elétricos e/ou térmicos. Cargas de usuário final podem ser proativamente projetadas e sincronizadas para uma partida conjunta durante períodos de uso de pico, ou o custo de energia pode variar dinamicamente entre períodos de pico e não pico para encorajar desligar cargas de energia elevada não essenciais ou partida de controle ocorrerem para nao aplicação de simultaneamente.
[00485] Sistemas de geração de ciclo único e múltiplos ciclos utilizando vapor ou Stirling como o ciclo de energia térmica primária e para uso de benefício adicional de energia residual térmica reciclada para aplicações intensas térmicas adicionais como estágios de
215/332 motor Stirling adicionais podem ser usados para benefícios adicionais e eficiência aumentada.
[00486] A eletricidade gerada pela unidade de geração de energia no local é usada para operar todos os dispositivos elétricos necessários para assegurar operação adequada do sistema de produção e armazenagem fria. A eletricidade é transferida utilizando condutos elétricos comuns e meios de condução de energia elétrica. Qualquer energia elétrica em excesso produzida pela unidade de geração de energia no local pode ser vendida para as empresas de serviços locais através de uma conexão de serviços direta e monitores.
[00487] Portanto, nascido da necessidade é a criação de um mecanismo para diminuir a variabilidade e/ou intermitência associada à produção de energia de qualidade estável de energia consistindo principalmente em energia a partir do vento 104, solar fotovoltaico 107, solar térmica 106 e outras fontes de energia renovável 112, adicionalmente a ausência de geração de energia solar adequada para energia solar térmica 106 com a finalidade de disponibilidade de energia térmica. [00488] A presente invenção com seus elementos para as características e funcionalidade como sistema a serem conhecido como Sistema de Energia comercial inteligente avançada modular (MAICES) forma uma fundação e base para energia elétrica, química e térmica distribuída, reservas de armazenagem localizadas preservando energia elétrica, química, térmica e fornecimento de segurança. A presente invenção fornece reservas de armazenagem de disponibilidade de energia elétrica, química, térmica
216/332 durante acidentes catastróficos naturais e artificiais para fontes de combustível e energia.
[00489] A técnica anterior consistia em Turbinas a gás, microturbinas, motores de reciprocar, Nuclear, radioisótopo, geotérmico, térmico solar, turbinas a vapor, geotérmico, caldeiras, células de combustível, sistemas solares térmicos e outras fontes de entrada térmica operando em combinação com energia e aquecimento combinado (CHP). O método preferido da presente invenção encapsula um sistema de controle com um motor Stirling 116 e sistema de resfriamento de absorção 121 e um sistema de armazenagem associado em um ecossistema de energia amalgamado, esse sistema pode ser adicionado a ou projetado para aumentar virtualmente qualquer processo, aplicação ou fonte de energia térmica da técnica anterior.
[00490] Essa presente modalidade de método preferido é mencionada como Geração de efeito quíntuplo ou (QED) oferece as vantagens de integrar descobertas de processo e dispositivo separados com o benefício aumentado de um sistema de energia de multiciclos combinado (CMCS) amalgamado com um sistema de resfriamento, congelamento, aquecimento e energia combinado (CCFHP) com saída de energia rotacional opcional. O método preferido da presente invenção beneficia das resistências enquanto remove ou grandemente reduz qualquer deficiência que os sistemas isolados poderíam ter tido devido a sua aplicação e processos em configuração e projeto não otimizado redundante e sobrepostos.
217/332 [00491] O método preferido da vantagem da presente invenção em relação a técnica anterior é compreendido pela introdução e integração de um sistema de múltiplos ciclos que inclui um sistema de gerenciamento térmico capaz de manipular cargas térmicas elevadas com sistema de controle de energia e controle de temperatura preciso utilizando uma conexão direta de percursos de condutividade elevada. A modalidade preferida fornece reciclagem de energia e recuperação de calor residual aumentado desse modo obtendo eficiência adicional. A modalidade preferida é compreendida de conexões como um termossifão para uso de transferência térmica baixa, tubo de calor para uso de transferência térmica elevada, permutador térmico utilizando meios de transferência térmica como mistura de glicol e água, óleo ou sal fundido, uma cominação desses sistemas e componentes pode ser usada para gerenciamento de temperatura térmica da fonte de geração térmica. Essa vantagem da presente invenção é realizada utilizando energia residual térmica realizada por amalgamar um motor Stirling 116 utilizando energia residual térmica a partir da fonte de geração térmica e entrada térmica fria a partir do ciclo combinado estendido adicionado. A vantagem adicional da presente invenção é fornecida por inclusão de um sistema de resfriamento de absorção 121 utilizando energia residual térmica recuperada a partir do motor Stirling 116, aumentando muito o desempenho e controle sobre todas as implementações de tentativas da técnica anterior.
218/332 [00492] A modalidade preferida da presente invenção integrando entrada de energia térmica compreendida de fontes de energia térmica como, mas não se limitando a incluir Gás natural, carvão, geotérmico 100, solar térmica 106, geradores nucleares grande e médio, reatores modulares pequenos (SMR) e Geradores térmicos de radioisótopo (RTG) com o método preferido da presente invenção com inclusão de um sistema que pode ser assumido como sendo um sistema de análise, monitoramento, controle e aprovisionamento de energia, unificado, motor de calor Stirling 116, resfriamento de absorção 121 e armazenagem térmica 125. Como ilustrado na Figura 33, o método preferido da vantagem adicional da presente invenção em relação à técnica anterior compreende a aplicação e processos da modalidade preferida para expandir e aumentar vantagens de valor adicionado em relação à técnica anterior em que energia térmica em excesso para armazenagem de energia térmica e energia de geração elétrica podem ser armazenadas como armazenagem de energia química como um meio para eficiência aumentada do sistema e finalmente utilização e monetização de energia.
[00493] O método preferido da presente invenção forma principalmente a base de um motor Stirling capaz de energia elevada e eficiência elevada da próxima geração, 116, utilizando uma fonte térmica acionada abastecida com radioisótopo chamado o Sistema de energia de geração de radioisótopo unificado Stirling também conhecido como (SURGES).
219/332 [00494] O método preferido da presente invenção pode fornecer energia em um múltiplo de vezes mais elevada do que a eficiência de conversão de RTGs da técnica anterior e inclusão de resfriamento por absorção 121 permite uso de uma gama maior de eficiência de maximização de energia térmica e monetização de uso de energia. Em geral, as assunções para análise dimensional única concluiriam que sistemas estão tipicamente operando em estado constante nas condições observadas em experimento altamente controlado com padrões rígidos que podem refletir ou não, precisamente, as aplicações de mundo real e processos com as falhas inerentes com falta de assunção de perdas e depreciação de produção acionada por meia vida de decaimento de energia. Esses tipos de geradores 114 podem ser simplificados em sua análise dimensional única para aquele de um motor de calor típico ser capaz de comparar suas eficiências teóricas em relação com suas eficientes Carnot correspondentes. 0 sistema é assumido como sendo um sistema de análise, monitoramento, controle e aprovisionamento de energia unificado, sistema Stirling 116 e componentes de geração, para incluir a fonte de calor, sistema de resfriamento por absorção 121, sistema de armazenagem e permutador térmico 212.
[00495] 0 método preferido da presente invenção introduz uma modalidade preferida para ser consequentemente conhecido como um Sistema de energia de geração de radioisótopo unificado Stirling também conhecido como (SURGES). As saídas de geração mais elevadas e eficiência superior da modalidade preferida
220/332 que possam ser demonstradas pelo sistema SURGES são acionadas principalmente pela monetização da modalidade da utilização de faixa de temperatura mais ampla para uma dada entrada térmica. A modalidade preferida é abrangida na encapsulação de um sistema de análise, monitoramento, controle e aprovisionamento de energia unificado, sistema Stirling 116, resfriamento por absorção 121, armazenagem térmica 125 e eficiência aumentada do sistema a partir de processos de reciclagem e recuperação de energia residual térmica que define uma vantagem clara e presente para definir o método preferido da presente invenção em relação à técnica anterior e suas implementações.
[00496] 0 método preferido da presente invenção em aplicações baseadas no mar pode utilizar dispositivos de permuta térmica utilizando o movimento da água do mar para o meio de transferência térmica para dissipação de energia térmica de energia residual térmica em excesso. A fonte de combustível pode durar múltiplas décadas em uma taxa de decaimento conhecida de modo que a substituição de combustível possa se programada bem antecipadamente, deixando todos os outros componentes para programação de manutenção em geral e exigências de substituição de peças. 0 método preferido da presente invenção encapsula um sistema de controle unificado com um motor Stirling 116 e sistema de resfriamento por absorção 121 e um sistema de armazenagem associado em um ecossistema de energia amalgamado. O método preferido da presente invenção beneficia das resistências enquanto remove ou reduz muito qualquer deficiência que os
221/332 sistemas isolados poderiam ter tido devido a sua aplicação em uma configuração e projeto não otimizado. A vantagem adicional do método preferido da presente invenção em relação à técnica anterior compreende a aplicação e processos da modalidade preferida para expandir e aumentar as vantagens de valor adicionado em relação a técnica anterior em que energia térmica em excesso para armazenagem de energia térmica e energia de geração elétrica podem ser armazenadas como armazenagem de energia química como um meio para eficiência aumentada do sistema e utilização de energia.
[00497] O método preferido da presente invenção em combinação com motor de propulsão eletrostático e/ou eletrotérmico e/ou eletromagnético como motores de plasma e/ou ION pode beneficiar da modalidade preferida por recuperação a partir de permuta térmica de convecção natural ou direta, reciclagem e reutilização de energia residual térmica para desempenho e eficiência aumentadas, isso é realizado através de energia residual térmica para entrada de motor Stirling e energia residual térmica para entrada de resfriamento por absorção para operação aperfeiçoada do motor Stirling 116 e fornece resfriamento, congelamento, aquecimento e energia combinados com armazenagem de energia para vantagem adicional para aplicações e processos incorporados com a modalidade preferida.
[00498] O método preferido da presente invenção em aplicações baseadas em espaço pode utilizar dispositivos de permuta térmica por convecção e direta utilizando contato para abrir espaço externo para o meio de
222/332 transferência térmica para dissipação de energia térmica de energia residual térmica em excesso. A fonte de combustível pode durar múltiplas décadas em uma taxa de decaimento conhecida de modo que a substituição de combustível possa ser programada bem antecipadamente deixando todos os outros componentes para programação de manutenção em geral e exigências de substituição de peças. 0 método preferido da presente invenção encapsula um sistema de controle unificado com um motor Stirling 116 e sistema de resfriamento por absorção 121 e sistema de armazenagem associado em um ecossistema de energia amalgamado. 0 método preferido da presente invenção beneficia das resistências enquanto remove ou reduz muito qualquer deficiência que os sistemas isolados poderíam ter tido devido i configuração e projeto não sua aplicação otimizados. A em uma vantagem adicional do método preferido da presente invenção em relação à técnica anterior compreende a aplicação e processos da modalidade preferida para expandir e aumentar vantagens de valor adicional em relação à técnica anterior em que energia térmica em excesso para armazenagem de energia térmica e energia de geração elétrica pode ser armazenada como armazenagem de energia química como meio para eficiência aumentada do sistema e utilização de energia.
[00499] Como ilustrado na Figura 34, o método preferido da presente invenção para aprovisionamento de energia e controle ambiental mencionado como Sistema de ventilação de recuperação de energia - ambiente sustentado de energia renovável também conhecido como (RESEERVS) na
223/332 modalidade preferida compreende um permutador térmico 212, bobina de transferência térmica 300, filtro de ar 304, fonte de luz ultravioleta 306, sistema desumidificador 312, sistema umidificador 310, amortecedores e ventoinhas 302. 0 sistema incluiría uma ou mais ventoinhas 302 para circular o fluxo de ar na área de controle ambiental alvo e uma ventoinha de descarga 308 para apagar o fluxo de ar de descarga e permitir uma admissão controlada e regulada de ar novo. Adicionalmente, a modalidade preferida pode incluir um permutador de calor externo ou condensador que pode ser usado para transferência e remoção de calor residual em excesso e/ou umidade para a atmosfera externa.
[00500] Como mostrado na Figura 35, a modalidade preferida com umidificação, desumidificação e permuta de ar novo, suplementares, e integrada com o sistema de manipulação de ar central 260 fornece ventilação o ano inteiro para pureza de ar e controle de umidade independente da operação de sistema de resfriamento e aquecimento promovendo um ecossistema ambiental amalgamado. A modalidade preferida com inclusão de um umidificador, desumidificador e permuta de ar novo, o sistema pode efetuar diretamente os fatores ambientais desejados por toda a área de controle através do uso de ciclagem de ventoinha central fornecendo a ventilação de área de controle inteira e ajuste customizado para zonas independentes.
[00501] Com a inclusão e uso de um ou mais amortecedores, o sistema pode criar e manter zonas por toda a área de controle desejada que possam ser
224/332 independentemente controladas elétrica e mecanicamente. O método preferido da presente invenção é usado para conectar-se com um controlador de zona HVAC ambiental central 258 e um módulo de qualidade de ar termostatoumidistat programável para múltiplas zonas. Alternativamente, o método preferido da presente invenção é usado para conectar-se com um controlador de zona HVAC ambiental central 258 e módulos de qualidade de ar termostato-umidistat programáveis para zona localizada para controle e configuração de zona ambiental localizada independente. 0 sistema de controle ambiental será chamado Sistema de qualidade de ar termostato-umidistat controlado automático também conhecido como (ACTS). O método preferido da presente invenção integra a modalidade preferida com ULTRAGRID para maximizar uso de energia e monetizar eficiência de pico.
[00502] A modalidade preferida consiste principalmente em componentes de controle ambiental, sistema de manipulação de ar central, sistema de ventilação primária, sistema de suspiro de retorno e sistema de controle integrado com inclusão de interface com ULTRAGRID 194. A descarga de fonte de ponto é fornecida por ventoinhas individuais de banheiro e um exaustor de cozinha. Operação periódica da ventoinha de manipulador de ar central 260 assegura distribuição de ar de ventilação consistente e qualidade de ar uniforme. Também reduz variações de umidade e temperatura entre cômodos. A modalidade preferida compreende todos os dutos 220 no interior de espaço isolado, fornece o
225/332 melhor desempenho, como permitido pelos sótãos de catedral sem ventilação. Dutos vedados e bem isolados são os melhores a seguir. Sótãos convencionais bem ventilados sem dutos requerem aproximadamente 40% menos resfriamento anual do que sótãos de catedral com o mesmo nível de isolamento.
[00503] Um exemplo de um projeto de sistema de distribui o controle. O ventilação é um sistema de fornecimento integrado de ventoinha central (CFIS) , que consiste em um duto de admissão de ar externo 220 conectado ao lado de retorno do manipulador de ar 2 60 com um controle de ciclagem de ventoinha para certificar-se de que a ventoinha opera uma quantidade de tempo mínimo programada para mover o volume exigido de fluxo de ar. Esse duto aspira ar novo externo para dentro do sistema de distribuição de ar e mesmo para as várias zonas na área de duto de admissão tem um amortecedor motorizado também controlado pelo sistema de controle ambiental para operar o amortecedor a fim de evitar ventilação em excesso da área de controle durante tempos de demandas de condicionamento de espaço significativas que poderiam exceder ciclos de carga máxima do encurtamento do tempo de vida do sistema de soprador/ventoinha. A modalidade preferida compreende uma mistura de 20% ou menos de ar externo misturado com 80% ou mais de ar interno para promover níveis de umidade e temperatura equilibrados em zona.
[00504] 0 método preferido da vantagem da presente invenção coincide em relação direta para aumentar em uso de energia visto que custos inerentes associados também
226/332 aumentam, a modalidade preferida da presente invenção oferece soluções customizáveis que conservam e monetizam uso de energia e reduzem custos de aquecimento e resfriamento a um mínimo. O método preferido do sistema de controle ambiental da presente invenção integra aquecimento, resfriamento, umidade e controle de ventilação de qualidade de ar e filtração de ar para organismos transportados pelo ar, particulados, pó e alérgenos com um sistema de comando e controle central. 0 método preferido da presente invenção integra a modalidade preferida com ULTRAGRID para monetizar eficiência de pico e maximizar uso de energia. Essa modalidade introduz o uso de exigências reduzidas de energia e conforto de zona individualizada aumentado através da instalação de amortecedores de duto de ar eletrônicos e integração em um sistema de controle comum para controle de zona ambiental eficiente.
[00505] 0 método preferido do controle ambiental de integração da presente invenção de amortecedores de duto de ar HVAC permite controle termostático independente de condições ambientais a partir de zonas de uso projetado ou ocupado enquanto reduz energia em zonas não ocupadas ou não usadas, que é incumbente após definir limite para o fluxo de aquecimento, resfriamento, umidade e controle de qualidade de ar para baixo para somente as zonas escolhidas necessárias para reduzir derramamento de uso de energia para zonas com pouca ou nenhuma necessidade aparente, isso permite monetização de uso de energia e eficiência para zonas ou conjuntos de zonas especificamente escolhidos e alvos, selecionadas.
227/332 [00506] A modalidade preferida permite que o sistema de controle ambiental ajuste alterações nas temperaturas, níveis de umidade e qualidade de ar de zonas selecionadas mais rápido e mais eficientemente do que o projeto de sistema de aquecimento e resfriamento da técnica anterior convencional utilizando HVAC da técnica anterior e dutos de ar, desse modo fornecendo tempo operacional mais curto para o sistema de controle ambiental e diminuindo seu uso de energia exigido típico e custos associados.
[00507] As vantagens da modalidade preferida dos sistemas de ventilação e controle ambiental ACTS com recuperação de energia térmica integrada incluem:
[00508] O Sistema oferece redução de perdas térmicas para reduzir exigências de entrada térmica para moderado e manter a temperatura de área de controle, umidade e qualidade de ar em um nível de uso desejado confortável ou específico;
[00509] O sistema é de eficiência elevada e eficaz em termos de custo, menos energia é necessária para mover ar do que para controlar ambientalmente o mesmo;
[00510] O sistema fornece controle ambiental ao passo que janelas abertas ou portais de acesso seriam um risco de segurança e em cômodos sem janelas (por exemplo, centros de dados, áreas de trabalho, salas de armazenagem, closets, banheiros, etc.); e [00511] O sistema pode funcionar como um sistema de ventilação no verão desviando o sistema de transferência térmica 266 e aumentar qualidade de ar por simplesmente substituir o ar interno com ar externo, o sistema pode
228/332 reduzir umidade interna no inverno, visto que ar externo mais frio tem uma umidade relativa mais baixa.
[00512] O método preferido da presente invenção para fins de fornecer desumidificação utilizando um dessecante líquido integrará um hidróstato ou higrômetro típico que é um dispositivo elétrico para detectar a presença de umidade pode ser usado para monitorar e controlar níveis de umidade automaticamente em níveis
preestabelecidos. Dessecante é uma substância
higroscópica que é comumente usada como um agente de
secagem.
[00513] Dessecante líquido também é um desinfetante
natural, eliminando microrganismos transportados pelo
ar, bactérias, vírus e removendo odores sem a necessidade de filtros caros. A solução de água salgada remove quase todas as bactérias transportadas pelo ar e microrganismos em uma única passagem e energia térmica pode reduzir contaminados a potencial quase zero, a modalidade também elimina pontos de condensação nos sistemas como recipientes de gotejar e linhas de condensado que frequentemente produzem algas e acúmulo de bactérias. A vantagem adicional pode ser obtida com a presente invenção com a integração de fonte de luz ultravioleta para desnaturar bactérias prejudiciais para vantagem adicional da presente invenção em relação à técnica anterior. Procedimentos e processos de filtração e sequestro especiais podem ser usados ao incorporar controle de ambientes contaminados em zona como cabines de pintura, fabricação de produto químico e outro
229/332 processamento que também pode incluir particulados prejudiciais.
[00514] O método preferido da presente invenção tem vantagens adicionais em relação à técnica anterior como qualidade de ar é mantida fresca com a manutenção de níveis mais elevados de oxigênio, filtros substituíveis dos quais remover alérgenos como pó, mofo, míldio e pólen para incluir organismos como redução e/ou remoção de bactéria, controle de clima para temperaturas compatíveis de zona para zona, níveis de qualidade de ar e umidade afetando zonas como uma área de trabalho controlada, laboratório, estação de trabalho, odores de cozinha, banheiro e animais domésticos.
[00515] O método preferido da presente invenção usa armazenagem de energia térmica gerada renovável sustentável para entrada quente e fria para controle de zonas independentemente com sua capacidade de casar com temperaturas desejadas.
[00516] O método preferido da presente invenção beneficia de integração de seus componentes em uma relação simbiótica na qual componentes são interconectados para trabalharem juntos para executar tarefas selecionadas com eficiência e desempenho mais elevados como um todo versus implementação da técnica anterior de sistemas individuais e componentes isolados. [00517] O método preferido da presente invenção se refere a um sistema amalgamado compreendendo sistema de controle ambiental, aquecimento, resfriamento, umidificador, desumidificador, luz ultravioleta, qualidade de ar e sistema de controle e aprovisionamento
230/332 de energia e/ou ULTRAGRID para criar um ecossistema ambiental equilibrado.
[00518] Um aspecto de algumas modalidades da invenção se refere a um desumidificador/condicionador de ar combinado no qual um nível relativamente baixo de integração é fornecido. Em algumas modalidades da invenção, calor gerado pelo condensador é usado para remover líquido a partir do dessecante. Entretanto, ao contrário da técnica anterior acima referenciada, o condensador condicionador de ar continua a ser resfriado por ar externo. O ar aquecido, que sai do condicionador de ar, contendo calor residual, é usado para remover umidade a partir do dessecante.
[00519] Na modalidade preferida da invenção, uma bomba de calor é utilizada para transferir armazenagem térmica de energia térmica para dessecante relativamente frio para aquecer o dessecante para promover secagem e evaporação, além da energia térmica comunicada a partir de energia residual térmica reciclada fornecida a partir do sistema. Isso resulta em um sistema no qual o sistema de resfriamento 125 não tem de compensar em excesso resfriamento do ar para remover umidade e o desumidificador não precisa comunicar energia térmica para aquecer o ar a fim de remover umidade. Isso é um contraste direto com os sistemas da técnica anterior em que uma ou mais etapas ineficientes deve ser realizada. [00520] Algumas modalidades da invenção fornecem um sistema de controle ambiental amalgamado no qual somente ar ambiente fresco, que é em essência um ar não tratado que seria processado através do processo de
231/332 desumidificação antes do resfriamento pelo sistema de resfriamento 125. Com o desumidificador somente operacional com ar ambiente fresco úmido então o sistema de resfriamento 125 estará somente resfriando ar relativamente seco. Esse método permitirá tanto que o desumidificador e o sistema de resfriamento 125 operem em uma eficiente e classificação de desempenho muito elevada. Isso oferece um método simples de integração dos vários componentes em uma relação harmoniosa fornecendo vantagens de utilizar calor residual a partir da energia térmica reciclada e aumentar a eficiência total do sistema capaz de usar energia térmica armazenada, ao contrário de unidades de legado não integrado da técnica anterior deixados incapazes de beneficiar de eficiências de sistema ajustadamente integrados.
[00521] A operação ativa do dispositivo permite absorção de umidade na forma de umidade na seção de desumidificação que aumenta o volume através da coleta de umidade no reservatório desumidificador, resultando no fluxo de gravidade de dessecante de concentração baixa a partir do reservatório desumidificador resfriado para o reservatório de evaporador aquecido. Esse fluxo também carga com o mesmo um fluxo de íons dessecantes, que deve ser retornado para o reservatório desumidificador, esse processo é obtido por ação de bombeamento natural de uma solução dessecante rica em íons a partir do reservatório de evaporador aquecido para transferir para o reservatório desumidificador resfriado. A modalidade preferida da invenção utiliza
232/332 difusão de íons para iniciar e manter o fluxo natural e movimento de estratificação através dos dutos 220 entre as paredes contíguas, a partir do reservatório de evaporador para o reservatório desumidificador e suas ações geradas por gravidade e iônica.
[00522] A modalidade preferida para umidificação compreende um sistema que usando entrada de água na seção de desumidificação anteriormente e invertendo o uso do desumidificador em cooperação das transferências térmicas no reservatório de desumidificador a partir do resfriamento para aquecer e removendo entrada térmica para o evaporador permitirá que vapor natural eleve a partir do desumidificador anteriormente e pode agora funcionar como um umidificador para fornecer níveis adequados de umidade de ar para manter níveis de umidificação apropriados desejados ou necessários. A simplicidade e eficácia de um umidificador em linha, a limpeza de um sistema de fluxo direto fornece um sistema de manutenção baixa e eficiência de água. Embora alguns minerais aderissem aos dispositivos, o uso de filtros de água em linha removerá a maior parte dos minerais a partir da fonte de água. Flushing e limpeza podem ser feitos periodicamente para fornecer manutenção e limpeza do sistema de umidificação, adicionalmente redução de acúmulo de contaminantes e observação extra contra depósitos de inerais e contaminação por estagnação de água excessiva.
[00523] O método preferido da presente invenção para desumidificação à base de dessecante líquido usa uma solução de cloreto de sódio, cloreto de potássio ou
233/332 cloreto de lítio aproximadamente (25%-75% de concentração de solução) que em essência é essencialmente uma forma altamente concentrada de água salgada que é tipicamente mencionada como salmoura. [00524] Essa solução de salmoura natural é uma mistura não tóxica e que não divide quimicamente em uso normal porém mudará em níveis de concentração o que significa que pode não precisa ser substituído durante o tempo de vida do sistema. A solução, entretanto, pode necessitar ser substituída durante seu tempo de vida devido a pó, sujeira e contaminação.
[00525] Com referência à Figura 34, o método preferido da presente invenção compreende um aparelho para condicionamento ambiental de ar compreendendo: uma quantidade de dessecante líquido; uma seção de umidificador, desumidificador reversível na qual ar direcionado flui através para ser condicionado. No modo desumidificação, ar entra em contato com uma primeira porção do dessecante líquido utilizando uma unidade de pulverização de nevoa para permitir que o ar neutralize fluxo contra a pulverização entre os separadores com covinhas, o fluido é bombeado a partir do reservatório para os pulverizadores de névoa; a bacia no fundo pega a mistura, o permutador térmico 212 no reservatório pode ser usado para resfriar ou aquecer dependendo do modo exigido. O evaporador no modo de desumidif icação é para remover água em excesso a partir da solução, quando em umidificação os reservatórios atuam como uma bandeja de gotejar para pegar água em excesso, a salmoura matará a maioria dos organismos e reterá quaisquer contaminantes
234/332 contra transferência a partir do ar, o evaporador é usado nos dois modos para remover água em excesso a partir do sistema utilizando entrada de calor através do permutador térmico no reservatório comunica energia térmica para o permutador térmico 212 no reservatório de evaporador para fins de evaporação para remover umidade em excesso a partir da solução de salmoura para elevar o nível de concentração para permitir propriedades não inibidas do dessecante líquido para remoção de umidade a partir do lado frio de desumidificador do sistema para continuação do controle de nível de umidade e também controlar nível de volume da mistura, em umidificação a entrada de injetor é mudada para uma entrada de água para geração de névoa de umidade de água para permitir que o ar neutralize fluxo contra a pulverização para promover criação de umidade entre os separadores com covinhas com duto para dentro do sistema de ventilação. O sistema pode usar transferência de íon natural para movimento entre reservatórios através do duto no separador ou alternativamente, o aparelho pode incluir uma bomba para bombear dessecante líquido entre a seção de umidificador/desumidificador e a seção de evaporador. [00526] A modalidade preferida da invenção promove uma base de energia renovável e sustentável para um método não tóxico de aquecimento e resfriamento, umidificação e desumidificação, qualidade de ar e filtração de ar podem ser obtidos a partir de um único dispositivo amalgamado. [00527] Como mostrado nas Figuras 3 6 e 37, o método preferido da presente invenção usa um segundo ciclo combinado e extrai energia térmica a partir de uma ou
235/332 mais células de combustível de óxido sólido 250 (às vezes SOFC) que é necessária para efetuar desempenho eletroquímico e termodinâmico relacionado a sistemas OSFC 250. O método preferido da presente invenção é para fins de controle de temperatura de energia térmica do SOFC 250 por eliminar inclusão e uso de resfriamento à base de líquido ou água da técnica anterior, onde o método preferido da presente invenção introduz um sistema de múltiplos ciclos que utiliza um termossifão e/ou tubo de calor e/ou permutador térmico 212 para conexão direta e reciclagem de energia e recuperação de calor residual aumentado desse modo obtendo eficiência adicional através do uso de energia residual térmica realizada por amalgamar um motor Stirling usando energia residual térmica a partir do SOFC e entrada térmica fria a partir do ciclo combinado estendido adicionado fornecido pelo sistema de resfriamento por absorção 121 a partir da recuperação de energia residual térmica do motor Stirling 116.
[00528] O aperfeiçoamento adicional utilizando o método preferido da presente invenção é incorporação do multiciclo adicionado por permitir que o sistema de resfriamento de absorção 121 forneça entrada térmica fria para permitir uso mais elevado de energia de entrada e tenha vantagem adicional do ciclo combinado por aumentar a largura de faixa de calor fornecida ao motor Stirling e entrada de energia térmica fria para uso de resfriamento seco para resfriamento de componente no sistema.
236/332 [00529] Devido a essas temperaturas elevadas, o método preferido da presente invenção permite separação de amônia ou nitrato de amônio de hidroxila através de uma energia residual para processo de craqueamento termicamente derivado. Adicionalmente combustíveis de hidrocarboneto leve, como metano, propano e butano podem ser internamente reformados no sistema através do calor residual. Sistemas de energia SOFC podem aumentar eficiência utilizando o calor desprendido pela oxidação eletroquímica exotérmica na célula de combustível 250 para reformação de vapor endotérmico e para energia térmica comunicada a processos como decomposição de mistura de nitrato de amônia de hidroxila 179, um processo de craqueamento de amônia 167 ou outros processos de separação de fonte de combustível.
[00530] A expansão térmica demanda um processo de aquecimento bem regulado e uniforme na partida. Pilhas de SOFC com geometria plana exigem que a entrada térmica seja aquecida até a temperatura de arranque. O método preferido da presente invenção usa energia térmica armazenada para fornecer temperaturas de partida ou próximas de partida desse modo reduzindo tempos de partida e alterações extremas de temperatura térmica para controlar deslizamento de material e reduzir reações de metalurgia a partir da redução de alteração rápida de temperatura. 0 método preferido da presente invenção permite comunicação elétrica para térmica através do elemento de aquecimento térmico elétrico 117 para entrada de energia térmica de manutenção para armazenagem de energia térmica.
237/332 [00531] O método preferido da presente invenção introduz grafene como o aditivo na matriz de cerâmica usada para as placas de cerâmica SOFC. Grafene tem propriedades mecânicas altamente notáveis, o que torna o mesmo potencialmente um bom reforço em compósitos cerâmicos. Tem também propriedades elétricas e térmicas exclusivas, o que o torna altamente atraente como carga e agente de ligação para produzir cerâmicas multifuncionais para uma ampla gama de aplicações. Nos últimos anos, relativamente pouca atenção foi focalizada em Compósitos de matriz de cerâmica de grafene (GCMC) em comparação com compósitos de polímero e compósitos de metal. O método preferido da presente invenção usa GCMC do estado da técnica que inclui síntese de materiais, densificação e caracterização. A literatura publicada permite uso de etapas críticas para processar GCMC, e identifica sua influência sobre as propriedades multifuncionais e mecânicas de ligas e compósitos.
[00532] A maior parte do trabalho em nanocompósitos de grafene focou em matrizes de polímero. O método preferido da presente invenção usa grafene para aumentar a tenacidade de cerâmica de nitreto de silício a granel. Cerâmicas são idealmente adequadas para aplicações em temperatura elevada porém apresentam tenacidade ruim. O método preferido da presente invenção usa plaquetas de grafene (GPL) que são homogeneamente dispersas com partículas de nitreto de silício e densifiçadas, a aproximadamente 16502C utilizando sinterização de plasma de centelha. Os parâmetros de sinterização são selecionados para permitir que GPL sobreviva a
238/332 processamento severo e ambiente operacional em temperatura elevada. 0 método preferido do uso de cerâmica de grafene da presente invenção introduz aumentos na tenacidade de fratura da cerâmica em resposta à fração de volume de cerâmica. O método preferido da presente invenção inclui um mecanismo de tenacidade novo através da inclusão de grafene com a matriz de cerâmica aumenta envolvimento e ancoragem de GPL em torno de grãos de cerâmica individuais para resistir a puxão de folha. As estruturas de grafene semelhantes à gaiola resultantes que encapsulam os grãos individuais foram observados defletir rachaduras de propagação não apenas em duas dimensões porém estendida para todas as três dimensões.
[00533] O método preferido das interconexões da presente invenção pode ser uma camada de cerâmica de grafene ou metálica de grafene que senta entre cada célula individual. Sua finalidade é conectar cada célula em série, de modo que a eletricidade que cada célula gera pode ser combinada. O método preferido da presente invenção permite que a interconexão com base em matriz de cerâmica de grafene seja exposta ao lado tanto de oxidação como redução da célula em temperaturas elevadas e ainda ser extremamente estável. Por esse motivo, cerâmicas foram mais bem sucedidas a longo prazo do que metais como materiais de interconexão. O método preferido para a presente invenção introduz matriz de compósito de grafene-metal-cerâmica chamada 'cermeg' para uso em temperatura elevada visto que demonstraram
239/332 estabilidade térmica em temperaturas elevadas e excelente condutividade elétrica.
[00534] 0 método preferido da vantagem da presente invenção em relação à técnica anterior é compreendido pela introdução e integração de um sistema de multiciclos com integração de sistema de gerenciamento térmico com conexão direta e dissipação. Desse modo, seria compreendido por uma conexão direta de um termossifão e/ou tubo de calor e/ou permutador térmico 212 usando meios de transferência térmica como sal fundido para gerenciamento de temperatura térmica do SOFC que por inclusão fornece recuperação de calor residual aumentada e reciclagem de energia desse modo obtendo eficiência adicional através do uso de energia residual térmica. A eficiência mais elevada do sistema pode ser atualizada utilizando energia residual térmica como entrada para um reformador ou craqueador 252 para a decomposição do combustível de entrada. Ganhos adicionais utilizando a modalidade preferida são realizados por amalgamar um motor Stirling 116 utilizando energia residual térmica a partir do SOFC e entrada térmica inferior a partir do ciclo combinado estendido adicionado fornecido pelo sistema de resfriamento de absorção 121 a partir da recuperação e uso de energia residual térmica. Esses ganhos são monetizados a partir da modalidade preferida e seu uso, aumentando muito a eficiência, desempenho e conservação de energia e controle em demanda em relação a todas as implementações de tentativas da técnica anterior passadas.
240/332 [00535] o método preferido da presente invenção pode usar tubos de calor direto e/ou termossifão e/ou transferência de energia térmica por convecção para gerenciamento de energia térmica imediata e sua eficiência de energia associada e vantagem de desempenho em relação ao uso de água, água/glicol ou vapor da técnica anterior, cada com suas próprias limitações de transferência e pontos de falha e perdas extensas de eficiência e custos inerentes de material.
[00536] Aperfeiçoamento adicional usando o método preferido da presente invenção é incorporação dos multiciclos adicionados por permitir que o motor Stirling 116 execute gerenciamento térmico e ganhos de eficiência e potência adicionais, vantagem adicional ao incluir um sistema de resfriamento por absorção 121 para fornecer entrada térmica fria para permitir uso mais elevado de energia de entrada e ter vantagem adicional do ciclo combinado por aumentar a largura de faixa de calor fornecida ao motor Stirling 116 e entrada de energia térmica fria para uso de resfriamento seco para resfriamento de componente no sistema.
[00537] 0 método preferido da presente invenção comunica energia térmica a partir da armazenagem térmica para fins de fornecer energia térmica para préaquecimento, aquecimento e reciclagem de energia térmica a partir dos processos de energia.
[00538] O método preferido da presente invenção recicla recuperação de energia residual térmica do uso de permutador de calor e bobinas localizadas perto ou em torno da pilha de células de combustível com sua
241/332 radiação de recuperação de energia térmica baseada em confecção. A presente invenção usa então essa energia térmica reciclada para fins de fornecer comunicação para armazenagem térmica 125 ou reutilização da energia térmica para entrada de motor Stirling para gerar energia rotacional que é então usada para trabalho adicional como entrada para um sistema de resfriamento por absorção 121 para uso e eficiência ainda mais elevados de faixa de temperatura térmica disponível. [00539] O método preferido da presente invenção expõe sua vantagem principal e método novo em relação a técnica anterior compreendido por normalizar o equilíbrio de energia térmica que é essencial para uso e reutilização ampla do sistema realizado e otimizado de energia reciclada, desse modo gerando eficiências mais elevadas enquanto monetiza simultaneamente todas as entradas de energia para todos os métodos integrados pretendidos com processos e aplicações individualizadas. [00540] 0 monitoramento eletrônico, identificação, geração de energia, resposta de carga de energia de carga base e aprovisionamento de energia para atender a estabilidade de rede a partir da compensação de fornecimento para exigências de uso final e elemento de controle da presente invenção no pedido atual serão consequentemente conhecidos e designados a partir dos elementos como acima para as características e funcionalidade como o sistema conhecido como ULTRAGRID™ 194.
[00541] O método preferido da presente invenção expõe sua vantagem principal e método novo em relação aos
242/332 processos e aplicações acima da técnica anterior com tubos de calor fisicamente conectados e/ou termossifões, pré-aquecedores 213 e elementos do sistema de aquecimento 171, permutadores de calor e regeneradores 214 em sua recuperação e reciclagem de energia térmica residual para uso, reutilização, armazenagem e/ou conversão e armazenagem. Essa energia é usada por aplicações intensas térmicas como com motores de ciclo Stirling que usam uma porção da energia térmica para a geração de energia rotacional, para uso em tais aplicações como trabalho de rotação necessário para entrada em um gerador, bomba ou compressor. Calor residual reciclado a partir desse processo pode ser usado em um segundo nível de reutilização de energia residual reciclada disponível como entrada de energia térmica para aplicações intensas térmicas de limite de calor mais baixo secundárias como ciclo de motor Stirling 116 com um diferencial de temperatura reduzida que então usaria uma porção da entrada de energia térmica para a geração de energia rotacional para uso em tais aplicações como trabalho de rotação necessário para entrada em um gerador, bomba ou compressor.
[00542] A presente invenção tem vantagem adicional em relação a ciclos de processo e aplicações adicionais da técnica anterior a partir de energia térmica restante e da armazenagem para encorajar adicionalmente uso e reciclagem de energia disponível para aplicação adicional e processa uso de energia que pode ser adicionado com base em temperaturas de entrada disponíveis e retorno em custo de investimento versus
243/332 uma razão aceitável de benefícios para custos, toda energia térmica reciclável restante pode ser então recuperada e então comunicada para sistemas de armazenagem térmica de temperatura apropriada 125, adicionalmente energia térmica pode ser comunicada para resfriamento por absorção 121 para converter energia térmica baseada em calor em energia térmica baseada em frio para manter um equilíbrio de energia localizada de energia térmica armazenada disponível. O método preferido da presente invenção expõe sua vantagem principal e método novo em relação à técnica anterior provê equilíbrio de energia térmica normalizada que é essencial para eficiências de reutilização e uso amplo de sistema otimizado e realizado simultaneamente monetizando todas as entradas de energia para todos os processos e aplicações pretendidas. Sistemas de geração de ciclo único e múltiplos ciclos utilizando turbinas a vapor 176 ou motores Stirling 116 como o ciclo de energia térmica primária e para uso de benefício adicional de energia residual térmica reciclada para aplicações intensas térmicas adicionais como estágios adicionais de motor Stirling podem ser usados para eficiência aumentada e benefício adicional.
[00543] O método preferido da presente invenção reduz e elimina potencialmente esses problemas com seu sistema de armazenagem de energia de volume extremamente elevado, geração de energia, 110 e finalmente sua capacidade em capturar e recuperar calor residual para fins de comunicação para armazenagem de energia e/ou para conversão em frio para resfriar o sistema tudo que
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ULTRAGRID™ pode fornecer análise, monitoramento e controle de toda e qualquer energia disponível e provisão para necessidades de energia em potencial como mostrado nas Figuras 38 e 39.
[00544] O método preferido da presente invenção tem o benefício adicional de conexão com armazenagem de energia térmica para fins de pré-aquecimento ou entrada de energia térmica primária que então oferece a capacidade incluída para comunicar energia térmica reciclada e recuperada para fins de armazenagem ou reutilização de energia térmica, isso oferece a vantagem em relação a técnica anterior no mesmo obtém a eficiência mais elevada do sistema e reduz exigências de entrada de energia com inclusão de geração de energia renovável 112 e processamento e armazenagem de emissões de gás e térmico associado. O método preferido da presente invenção tem a vantagem adicional em relação à técnica anterior em sua capacidade de reduzir confiança em combustíveis fósseis e fontes de entrada de energia não verde.
[00545] O método preferido da vantagem da presente invenção em relação à técnica anterior será reconhecido com entrada de energia a partir da armazenagem de energia localizada que fornecerá entrada de energia térmica para aprovisionamento de geração de energia em demanda versus técnica anterior que exigiu entrada de geração de energia de rede externa cuja fonte estava em geral a centenas de milhas de distância de todos os pontos de falha e eficiências e perdas associadas.
245/332 [00546] O método preferido da vantagem da presente invenção em relação à técnica anterior a partir de geração de energia localizada e duração aumentada de armazenagem de energia localizada disponível somente a partir do método preferido do uso da presente invenção da armazenagem de energia térmica para geração de energia para facilitar atendimento de necessidades de energia presentes e futuras com aprovisionamento de energia em demanda e quando necessário.
[00547] O método preferido da vantagem da presente invenção versus técnica anterior que exigiu entrada de geração de energia de rede externa cuja fonte estava genericamente a centenas de milhas de distância de todos os pontos de falha e eficiências e perdas associadas aos processos e aplicações da técnica anterior versus o método preferido do uso da presente invenção de energia localmente gerada e/ou armazenada aprovisionada em uma base em demanda ou conforme necessário através de ULTRAGRID™ 194 que pode fornecer análise, monitoramento e controle de toda e qualquer energia disponível e necessidades de energia em potencial para confiabilidade crítica de missão com base em demanda ou como necessário.
[00548] Para reduzir custos e/ou aumentar a confiabilidade energia renovável, o sistema da Figura 1 pode armazenar energia a partir da geração de energia renovável e/ou fontes de energia térmica disponíveis subsequentemente geram energia na forma de armazenagem elétrica, térmica e química 183 como hidrogênio e amônia
246/332 a partir da energia armazenada com base em demanda elétrica.
[00549] A presente invenção difere de outra técnica anteriormente particularmente um eletrolisador de hidrogênio alcalino de pressão elevada 113 e dispositivos similares que utiliza tipicamente uma mistura de água e hidróxido de potássio (KOH) em um recipiente e aplicam uma corrente CC com dois eletrodos localizados na mistura para separar hidrogênio e oxigênio; processos para admissão de água podem usar métodos de osmose inversa e/ou dessalinização e/ou destilação e/ou evaporação instantânea para purificação de água.
[00550] Como mostrado na Figura 2, a presente invenção difere de outra técnica anterior através de integração de energia renovável gerada, geração de elétrica, térmica gás e líquido amalgamada com uma instalação de síntese de amônia Bosch/Haber 181 e dispositivos similares com a inclusão preferida de processos e aplicações de sistema adicionais, reações endotérmicas usando entrada a partir de armazenagem de energia térmica gerada por energia renovável. O método preferido da presente invenção integra verticalmente produção de ácido nítrico utilizando oxigênio e nitrogênio em excesso anteriormente extraído e armazenado usando o método preferido da reação exotérmica de reciclagem da presente invenção do processo de produção ácido nítrico; benefício adicional a partir de reciclagem e reutilização de energia térmica através de captura de energia térmica da reciclagem de energia térmica durante
247/332 processos de produção de reator exotérmico de ácido nítrico.
[00551] Como mostrado na Figura 40 e 41, o método preferido da presente invenção compreende geração sustentável de insumos a partir das fontes de geração de energia renovável 112 para incluir armazenagem térmica e química 183. Entradas primárias são água, água do mar, ar atmosférico e biomassa. O método preferido da presente invenção consiste em entradas de energia renovável de entradas térmicas, elétricas como vento 104, solar, geotérmica 100, hidrogeração e inclusão de armazenagem de energia térmica incluindo elementos de linha de base compreendendo entradas de ar e água. O método preferido da presente invenção é promover produção sustentável através de geração fornecida de energia renovável de hidrogênio, oxigênio, nitrogênio de elevada pureza e incluem processar outros gases atmosféricos inerentes e mais especificamente a um conjunto de processos para a produção de hidrogênio, amônia, nitrato concentrado. O método preferido da presente invenção adicionalmente promovería produção sustentável de hidrogênio, nitrogênio, oxigênio, carbono, etanol, metanol, butanol, amônia, ácido cítrico, nitrato de amônia (AN) 179, nitrato de amônio de hidroxila (HAN) 179, nitrato de amônio tri-etanol (TEAN) 179 como extensões de produção dos produtos químicos da família de nitrato e amônia e produção associada de derivados de família baseados em insumos. [00552] 0 método preferido da presente invenção oferece outros objetivos, características e vantagens que são
248/332 somente obtidas a partir do uso inerente de gases de insumo de qualidade Premium de elevada pureza localmente gerado e natural, 111, líquidos e sólidos apresentados pela presente invenção. 0 método preferido do uso da presente invenção de insumos puros tem benefícios adicionais como aqueles realizados a partir do uso de insumos de alta qualidade em processos químicos avançados. 0 método preferido da presente invenção monetiza insumos quimicamente puros disponíveis por alavancar sua inclusão em processos e aplicações para promover taxas de geração e produção de volume elevado, altamente eficientes de produtos e subprodutos de qualidade Premium. 0 método preferido da presente invenção usa geração de energia renovável 112 na forma de entrada elétrica e/ou entrada rotacional, isso pode ser combinado com entrada térmica a partir de energia residual reciclada de comunicação a partir de armazenagem de energia térmica para aquecimento ou resfriamento e aplicações intensas térmicas, adicionalmente, e energia armazenada como armazenagem química pode ser transferida para uso.
[00553] 0 método preferido da presente invenção compreende geração e produção sustentável usando absorção de oscilação de pressão (PSA) e/ou unidades de separação de ar (ASU) 123 para isolar gases atmosférica em seus componentes individuais. Esses gases separados formam os insumos que são derivados a partir de fontes de geração de energia renovável 112 para incluir armazenagem térmica e química 183.
249/332 [00554] O método preferido da presente invenção é fornecer processos e aplicações com energia renovável, armazenagem de energia térmica e química, água e ar como as entradas principais para a produção de nitrato de amônio de hidroxila concentrado consistem em misturar ácido nítrico diluído em uma solução de hidroxil amina aquosa enquanto resfria a solução alvo resultante.
[00555] O método preferido da presente invenção permite que energia térmica fria armazenada em excesso forneça resfriamento adicional usando resfriamento por absorção 121 a partir de calor residual desse modo aumentando a produtividade e eficiência geral do sistema. O método preferido da presente invenção é fornecer um processo para maximizar a produção e monetizar entradas de energia e material para criar uma produção quimicamente estável e sustentável de nitrato de amônio hidroxila (HAN) altamente concentrado enquanto reduz a decomposição de perdas de produto de HAN a um mínimo. [00556] Os problemas causados pela técnica anterior são resolvidos no método atual utilizando os processos da presente invenção pelo que uma forma altamente purificada de uma solução de HAN altamente concentrada pode ser produzida sem ácido nítrico excessivo e permitindo decomposição mínima de HAN desse modo aumentando a estabilidade química.
[00557] O método preferido da presente invenção é para fornecer características de ácido nítrico concentrado inferiores a aproximadamente 70% ainda assim preferivelmente inferiores a 50% de concentração em concentração em peso é adicionada a uma solução contendo
250/332 a hidroxil amina em excesso, enquanto a solução é continuamente resfriada e misturada para manter a temperatura entre 45-65 graus Celsius durante todo tempo para estabilidade química aumentada.
[00558] 0 método preferido da presente invenção tem o benefício adicional de conexão com armazenagem de energia térmica para fins de pré-aquecimento ou entrada de energia térmica primária que então oferece a capacidade incluída para comunicar energia térmica reciclada e recuperada para fins de armazenagem ou reutilização de energia térmica, isso oferece a vantagem em relação à técnica anterior em que obtém para o sistema eficiência mais elevada e reduz exigências de entrada de energia com inclusão de geração de energia renovável e armazenagem e processamento de emissões de gás e térmica associados. O método preferido da presente invenção tem a vantagem adicional em relação à técnica anterior em sua capacidade de reduzir confiança em combustíveis fósseis e fontes de entrada de energia não verde.
[00559] 0 condensado de salmoura de água salgada coletado no fundo de cada estágio pode ser pulverizado nos tubos no estágio seguinte, uma vez que essa água tem uma temperatura e pressão adequadas perto ou levemente acima da temperatura e pressão operacional no próximo estágio. Parte dessa água salpicará em vapor à medida que é liberada no estágio seguinte em pressão mais baixa do que o estágio de onde veio.
[00560] O primeiro e o último estágios necessitam aquecimento e resfriamento externos, respectivamente. O
251/332 método preferido da presente invenção usa armazenagem de energia térmica de entrada de calor e entrada de frio para fornecer entradas de energia exigidas. A quantidade de calor removido a partir do último estágio deve quase igualar a quantidade de calor fornecido para o primeiro estágio. Para dessalinização de água do mar, mesmo o primeiro e mais quente estágio é tipicamente operado em uma temperatura abaixo de 702C para evitar formação de incrustação. 0 método preferido da presente invenção reciclará e recuperará energia residual térmica para comunicação para armazenagem e/ou transferido através do permutador de calor para uso de processo e aplicação adicional.
[00561] Os estágios de pressão mais baixa necessitam relativamente mais área superficial para obter o mesmo transporte de energia através das paredes do tubo. A despesa de instalar essa área de superfície limita a utilidade de usar pressões e temperaturas muito baixas nos estágios posteriores. Gases dissolvidos na água de alimentação podem contribuir para reduzir os diferenciais de pressão se for permitido acumular nos estágios. Água de alimentação externa deve ser fornecida para o primeiro estágio. Os tubos do primeiro estágio são aquecidos usando uma fonte externa de vapor ou através de qualquer outra fonte de energia térmica. Condensado (água fresca) a partir de todos os tubos em todos os estágios deve ser bombeado para fora a partir das respectivas pressões dos estágios para a pressão ambiente. A salmoura coletada no fundo do último estágio deve ser bombeada para fora uma vez que tem
252/332 substancialmente a pressão mais baixa do que a pressão ambiente. O método preferido da presente invenção reciclará e recuperará energia residual térmica para comunicação para armazenagem e/ou transferida através do permutador de calor para aplicação e uso de processo adicional.
[00562] As vantagens são Baixo consumo de energia (menos de 1,0 kWh por metro cúbico) em comparação com outros processos térmicos, opera em baixa temperatura (<702C) e em baixa concentração (<1,5) para evitar corrosão e incrustação. Altamente confiável e simples de operar, baixo custo de manutenção, operação contínua 24 horas por dia com supervisão mínima, pode ser adaptado em qualquer fonte de energia térmica, incluindo água quente, energia residual a partir da geração de energia, processos industriais ou aquecimento solar.
[00563] A presente invenção é uma que trabalha como um destilador solar, porém com capacidade mesmo maior que a escala de lagos de evaporação industrial como o método preferido da presente invenção conhecido como Sistema de energia térmica solar de geração quíntupla integrado 106 para recuperação mineral e água.
[00564] A presente invenção seria também considerada um sistema de dessalinização total favorável ao meio ambiente porque converte quase a quantidade inteira de entrada de água do mar em água potável. Uma das vantagens exclusivas desse tipo de dessalinização acionada por energia solar é a exequibilidade para operação comercial interna. Várias vantagens estratégicas também não incluem poluição de ar a partir
253/332 das instalações de energia de dessalinização e nenhum aumento de temperatura de massas de água natural em perigo da descarga de água da instalação de dessalinização e por último salinidade de massas de água próximos não são transportados com salmoura excessiva rompendo o ecossistema em volta natural do fundo do oceano e mar. outra vantagem importante é a produção de sal do mar também conhecido como sal solar, separação e processamento de subprodutos valiosas adicionais e insumo químico para usos industriais e outros comerciais e não comerciais. Como mostrado na Figura 42, evaporadores 244 são usados em estágios para separar os vários produtos minerais, lavagem e secagem para separar adicionalmente produtos adicionais e amônia para separar oxido de magnésio como uma etapa adicional. Óxido de potássio pode ser extraído adicionando em um estágio de eletrólise 278 e outras necessidades de energia elétrica acionadas a partir do estágio de gerador de motor Stirling para maximizar a eficiência e uma vantagem adicional em relação a tentativas da técnica anterior permitindo a modalidade preferida da presente invenção a extração de dessalinização e mineral mais elevada possível utilizando somente entradas de fonte renovável. [00565] Sal afeta nossa vida diária e nossas necessidades essenciais mais do qualquer coisa. Para indústria, sais são matérias primas importantes para indústrias químicas pesadas que exijam altas quantidades de sal com menos impurezas, como magnésio de cálcio extraído. O método preferido da vantagem da presente invenção em relação à técnica anterior é a expansão de
254/332 canais de mercado vertical que são financeiramente viáveis sem a necessário de suporte de subsídio para manter o potencial de crescimento exponencial da presente invenção por meio de tapping recursos novos e latentes. Embora muito tenha sido obtido na tecnologia de processamento de sal, algumas áreas estão ainda para serem totalmente descobertas e monetizadas para as quais a presente invenção foi projetada para explorar totalmente. A exploração de produtos químicos marítimos é uma tal área que pode atender a demanda por insumos que tais esforços exclusivos podem grandemente beneficiar a partir desse recurso quase inesgotável fornecido pelo oceano e mares.
[00566] Complexos químicos integrados grandes tendo instalações de geração de combustível fóssil cativo, gás natural e energia nuclear necessitarão que investimentos altamente substanciais sejam faseados durante as próximas décadas. Desse modo, o método preferido da presente invenção pode ser totalmente reconhecido quando implantado para facilitar a vantagem superior em relação à técnica anterior em sua viabilidade e capacidade como um fabricante e produtor químico principal. Adicionalmente, a implantação da presente invenção pode remover as aplicações e processos financeiramente proibitivos tarefas muito desafiadoras para a recuperação avançada de produtos químicos marinhos, que criarão e abrirão oportunidades cientificas e novas expansões econômicas de mercado.
[00567] O método preferido da presente invenção expõe sua vantagem em relação à técnica anterior em sua
255/332 capacidade para penetração de mercado vertical viável econômico e expansão de implantação de dessalinização em grande escala, acesso abundante a água doce e fornecer uma fonte quase inesgotável para água fresca, sais e minerais.
[00568] O método preferido da presente invenção expõe sua vantagem em relação à técnica anterior é imperativo que um sistema amalgamado com a integração simbiótica e implantação de um sistema de produção de amônia sustentável 182 que tratará da necessidade agrícola para fertilizante à base de nitrogênio e o Sistema de dessalinização de trigeração para atendimento do fertilizante a base de potássio. A vantagem da presente invenção em relação à técnica anterior é a capacidade da presente invenção de explorar e assegurar disponibilidade economicamente viável ainda assim sustentável de produção de potassa para indústria bem como a formação do resto de fertilizante para promover crescimento agrícola vital com base em fontes de energia renovável enquanto permanece totalmente favorável ao meio ambiente.
[00569] O método preferido da presente invenção expõe sua principal vantagem e método novo em relação aos processos e aplicações acima da técnica anterior com pré-aquecedores fisicamente conectados 213 e elementos de sistema de aquecimento 171, permutadores de calor e regeneradores 214 em sua recuperação e reciclagem de energia térmica residual para uso, reutilização, armazenagem e/ou conversão e armazenagem. Essa energia é usada por aplicações intensas térmicas como com motores
256/332 de ciclo Stirling que usam Lima porção da energia térmica para a geração de energia rotacional, para uso em tais aplicações como trabalho de rotação necessário para entrada em um gerador, bomba ou compressor. Calor residual reciclado a partir desse processo pode ser usado em um segundo nível de reutilização de energia residual disponível como entrada de energia térmica em aplicações intensas térmicas de limite de calor inferior secundárias como ciclo de motor Stirling com um diferencial de temperatura reduzida que utilizaria então uma porção da entrada de energia térmica para a geração de energia rotacional para uso em tais aplicações como trabalho de rotação necessário para entrada em um gerador, bomba ou compressor.
[00570] A presente invenção tem vantagem adicional em relação à técnica anterior a partir de aplicações adicionais e ciclos de processo da energia térmica restante e da armazenagem para encorajar adicionalmente o uso e reciclagem de energia disponível para aplicação adicional e processos de uso de energia que podem ser adicionados com base em temperaturas de entrada disponíveis e retorno em custo de investimento versus uma razão aceitável de benefícios para custos, toda energia térmica reciclável restante pode ser então recuperada e então comunicada para sistemas de armazenagem térmica de temperatura apropriados 125, adicionalmente energia térmica pode ser comunicada para resfriamento de absorção 121 para converter energia térmica à base de calor em energia térmica de base fria para manter um equilíbrio de energia localizada de
257/332 energia térmica armazenada disponível. 0 método preferido da presente invenção expõe sua vantagem principal e método novo em relação a técnica anterior provê equilíbrio de energia térmica normalizada que é essencial para eficientes de uso e reutilização amplo de sistema otimizado e realizado simultaneamente monetizando todas as entradas de energia para todos os processos e aplicações pretendidas.
[00571] Sistemas de geração de ciclo único e múltiplos ciclos utilizando turbinas a vapor 176 ou motores Stirling 116 como o ciclo de energia térmica primária e para uso benéfico adicional de energia residual térmica reciclada para aplicações intensas térmicas adicionais como estágios de motor Stirling adicionais podem ser usados para benefício adicional e eficiência aumentada. [00572] O método preferido da presente invenção reduz e elimina potencialmente esses problemas com sua geração de energia, o sistema de armazenagem de energia de volume extremamente elevado 110 e finalmente sua capacidade de capturar e recuperar calor residual para fins de comunicação para armazenagem de energia e/ou para conversão em frio para resfriar o sistema tudo que ULTRAGRID™ pode fornecer análise, monitoramento e controle de toda e qualquer energia disponível e necessidades de energia em potencial.
[00573] O método preferido da presente invenção tem o benefício adicional de conexão à armazenagem de energia térmica para fins de pré-aquecimento ou entrada de energia térmica primária que então oferece a capacidade incluída de comunicar energia térmica recuperada e
258/332 reciclada para a finalidade ou armazenagem ou reutilização da energia térmica, isso oferece a vantagem em relação à técnica anterior pois obtém eficiência mais elevada para o sistema e reduz exigências de entrada de energia com inclusão de geração de energia renovável 112 e armazenagem e processamento de emissões de gás e térmica associada. 0 método preferido da presente invenção tem a vantagem adicional em relação à técnica anterior em sua capacidade de reduzir confiança em combustíveis fósseis e fontes de entrada de energia não verde.
[00574] O método preferido da vantagem da presente invenção em relação à técnica anterior será reconhecido com entrada de energia a partir da armazenagem de energia localizada que fornecerá entrada térmica de energia para aprovisionamento de geração de energia em demanda versus técnica anterior que exigiu entrada de geração de energia de rede externa daquela fonte estava genericamente centenas de milhas de distância de todos os pontos de falha e eficiências e perdas associadas. [00575] 0 método preferido da vantagem da presente invenção em relação à técnica anterior a partir da geração de energia localizada e duração aumentada de armazenagem de energia localizada disponível somente a partir do método preferido do uso da presente invenção de armazenagem de energia térmica para geração de energia para facilitar atendimento de necessidades de energia presentes e futuras com aprovisionamento de energia em demanda e quando necessário.
259/332 [00576] O método preferido da vantagem da presente invenção versus entrada de geração de energia de rede externa exigida daquela fonte estava genericamente centenas de milhas de distância de todos os pontos de falha e eficiências e perdas associadas a processos e aplicações da técnica anterior versus o método preferido do uso da presente invenção de energia localmente gerada e/ou armazenada aprovisionada em uma base em demanda ou como necessário através de ULTRAGRID™ que pode fornecer análise, monitoramento e controle de toda e qualquer energia disponível e necessidades de energia em potencial para confiabilidade crítica de missão com base em demanda ou como necessário.
[00577] O método preferido da presente invenção pode usar térmica solar 106 e entrada de energia térmica baseada em energia renovável e gerada para armazenagem de energia térmica. Essa armazenagem de energia térmica pode ser então usada como uma fonte de energia em demanda para pré-aquecimento intenso térmico e aquecimento primário de forno klinker ou como entrada para motores Stirling 116 ou turbinas a vapor 176 para a finalidade de geração de eletricidade ou geração de energia rotacional como entrada para trituradores para redução de klinkers para os processos de fabricação de cimento. Esse método preferido da presente invenção usa a armazenagem acima para transferência de energia residual que é comunicada a partir de sistemas de coleta e permutadores de calor conectados a e em torno do processo de forno e klinker acima para facilitar
260/332 principalmente reciclados (de
Agregados refugo de eficiência mais elevada e processos de produção de volume como uma vantagem em relação à técnica anterior. [00578] O método preferido da presente invenção usa materiais a partir da dessalinização e processamento ou de fabricação de tijolo e bloco como agregados finos e grosseiros para a mistura de concreto. Agregados finos e grosseiros compõem o volume de uma mistura de concreto. Areia, cascalho natural e pedra triturada são usados para essa finalidade.
construção, demolição e escavação) são cada vez mais usados como substituições parciais de agregados naturais, enquanto um número de agregados fabricados, incluindo escória de alto-forno resfriado a ar e cinza inferior são também permitidos. A presença de agregados aumenta muito a durabilidade de concreto acima daquela de cimento, que é um material quebradiço em seu estado puro. Desse modo concreto é um material compósito verdadeiro. A redistribuição de agregados após compactação frequentemente cria não homogeneidades devido à influência de vibração. Isso pode levar a gradientes de resistência.
[00579] 0 método preferido da presente invenção utilizará cinza extraída da água do mar e separada de outros minerais. 0 método preferido da presente invenção usará gesso extraído de água do mar e separado de outros minerais. O método preferido da presente invenção usará cinza extraída de biomassa durante pirólise e separado de outros minerais. Esses processos e aplicações permitirão que o sistema use refugo de outros processos como entrada de material valioso e permitirão que a
261/332 modalidade preferida permaneça sustentável com redução adicional a dano à ecologia como algumas de suas principais vantagens em relação à técnica anterior. [00580] O método preferido da presente invenção usará MgO como um aditivo para aumentar sua intenção e espírito favorável ao meio ambiente, o MgO absorverá CO2 atmosférico para o processo de endurecimento versus emissões em excesso de geração da técnica anterior durante o processo de endurecimento.
[00581] A fabricação e uso de concreto produzem uma ampla gama de consequências sociais e ambientais. Algumas são prejudiciais, algumas bem-vindas, e algumas ambas, dependendo das circunstâncias. Um componente principal de concreto é cimento, que similarmente exerce efeitos sociais e ambientais. A indústria de cimento é um dos três produtores primários de dióxido de carbono, um gás estufa principal. Os dois outros são as indústrias de transporte e produção. A partir de 2011 contribui 7% para as emissões de CO2 antropogênicas globais; amplamente devido à sinterização de pedra calcária e argila a 1.500C°. O método preferido da presente invenção usa sequestro de emissões de gás CO2 durante processo de sinterização para uso posterior e redução do impacto ambiental em relação à técnica anterior. Concreto é usado para criar superfícies duras que contribuem para escoamento de superfície, que pode causar erosão pesada de solo, poluição de água, e inundação, porém inversamente pode ser usado para desviar, represar, e controlar inundação. Concreto é um
262/332 contribuinte principal para o efeito de ilha de calor urbano, embora menos que asfalto.
[00582] O método preferido da presente invenção expõe sua vantagem primária e método novo em relação a processos e pedidos da técnica anterior acima com préaquecedores fisicamente conectados 213 e elementos de sistema de aquecimento 171, permutadores de calor e regeneradores 214 em sua recuperação e reciclagem de energia térmica residual para uso, reutilização, armazenagem e/ou conversão e armazenagem. Essa energia é usada por aplicações intensas térmicas como com motores de ciclo Stirling que usam uma porção da energia térmica para a geração de energia rotacional, para uso em tais aplicações como trabalho de rotação necessário para entrada em um gerador, bomba ou compressor. Calor residual reciclado a partir desse processo pode ser usado em um segundo nível de reutilização de energia residual disponível como entrada de energia térmica em aplicações intensas térmicas de limite de calor inferior secundárias como ciclo de motor Stirling com um diferencial de temperatura reduzido que usaria então uma porção da entrada de energia térmica para a geração de energia de rotação para uso em tais aplicações como trabalho de rotação necessário para entrada em um gerador, bomba ou compressor.
[00583] A presente invenção tem vantagem adicional em relação à técnica anterior a partir de aplicações e ciclos de processo adicionais a partir de energia térmica restante e da armazenagem para encorajar adicionalmente uso e reciclagem de energia disponível
263/332 para aplicações adicionais e processos de uso de energia que podem ser adicionados com base em temperatura de entrada disponível e retorno em custo de investimento versus uma razão aceitável de benefícios para custo, toda energia térmica reciclagem restante pode ser então recuperada e então comunicada para sistemas de armazenagem térmica de temperatura apropriados 125, adicionalmente energia térmica pode ser comunicada para resfriamento de absorção 121 para converter energia térmica baseada em calor em energia térmica baseada em frio para manter um equilíbrio de energia localizada de energia térmica armazenada disponível. 0 método preferido da presente invenção expõe sua vantagem primária e método novo em relação à técnica anterior provê equilíbrio de energia térmica normalizada que é essencial para eficiências de reutilização e uso amplo de sistema otimizado e realizado simultaneamente monetizando todas as entradas de energia para todos os processos e aplicações pretendidas.
[00584] Sistemas de geração de ciclo único e múltiplos ciclos utilizando turbinas a vapor 176 ou motores Stirling 116 como o ciclo de energia térmica primária e para uso benéfico adicional de energia residual térmica reciclada para aplicações intensas térmicas adicionais como estágios de motor Stirling adicionais podem ser usados para eficiência aumentada e beneficio adicional. [00585] O método preferido da presente invenção reduz e potencialmente elimina esses problemas com seu sistema de armazenagem de energia de volume extremamente elevado, geração de energia, 110 e finalmente sua
264/332 capacidade em capturar e recuperar calor residual para fins de comunicação para armazenagem de energia e/ou para conversão em frio para resfriar o sistema todo o qual ULTRAGRID™ pode fornecer análise, monitoramento e controle de toda e qualquer energia disponível e necessidades de energia em potencial.
[00586] O método preferido da presente invenção tem o benefício adicional de conexão com armazenagem de energia térmica para fins de pré-aquecimento ou entrada de energia térmica primária que então oferece a capacidade incluída para comunicar energia térmica reciclada e recuperada para a finalidade ou reutilização ou armazenagem de energia térmica, isso oferece a vantagem em relação à técnica anterior em obter para o sistema eficiência mais elevada e reduz exigências de entrada de energia com inclusão de geração de energia renovável e processamento e armazenagem de emissões de gás e térmica associadas. O método preferido da presente invenção tem a vantagem adicional em relação à técnica anterior em sua capacidade de reduzir confiança em combustíveis fósseis e fontes de entrada de energia não verde.
[00587] O método preferido da vantagem da presente invenção em relação a técnica anterior será reconhecido com entrada de energia a partir de armazenagem de energia localizada que fornecerá entrada de energia térmica para aprovisionamento de geração de energia em demanda versus entrada de geração de energia de rede externa exigida da técnica anterior em que a fonte genericamente estava a centenas de milhas de distância
265/332 de todos os pontos de falha e eficiências e perdas associadas.
[00588] O método preferido da vantagem da presente invenção em relação a técnica anterior a partir de geração de energia localizada e duração aumentada de armazenagem de energia localizada disponível somente a partir do método preferido do uso da presente invenção de armazenagem de energia térmica para geração de energia para facilitar atendimento das necessidades de energia presentes e futuras com aprovisionamento de energia em demanda e quando necessário.
[00589] 0 método preferido da vantagem da presente invenção versus aquela entrada de geração de energia de rede externa exigida da técnica anterior é fonte que genericamente estava a centenas de milhas de distância de todos os pontos de falha e eficiências e perdas associadas a aplicações e processos da técnica anterior versus o método preferido do uso da presente invenção de energia localmente gerada e/ou armazenada aprovisionada em uma base em demanda ou como necessário através de ULTRAGRID™ que pode fornecer análise, monitoramento e controle de toda e qualquer energia disponível e necessidades de energia em potencial para confiabilidade crítica de missão com base em demanda ou como necessário.
[00590] Como mostrado na Figura 43, o método preferido da presente invenção expõe sua vantagem principal e método novo em relação a processos e aplicações acima da técnica anterior em seu uso de energia térmica armazenada para a aplicação de entrada de energia
266/332 térmica para a finalidade de queima dos tijolos nos projetos de forno respectivos. 0 método preferido da presente invenção usa materiais de subproduto de refugo a partir da aplicação de dessalinização com o processo de extração mineral dos mesmos e processamento de pirólise ou de fabricação de bloco e tijolo como agregados finos e grosseiros para a mistura de concreto. Agregados finos e grosseiros compõem o volume de uma mistura de lama de tijolo. Areia, cascalho natural e pedra triturada são usados principalmente para essa finalidade. Agregados reciclados (de construção, demolição e refugo de escavação) são cada vez mais usados como substituições parciais de agregados naturais, enquanto um número de agregados fabricados, incluindo escória de alto-forno resfriado a ar e cinza inferior são também permitidos. A presença de agregados aumenta muito a durabilidade de concreto acima daquela de cimento, que é um material quebradiço em seu estado puro. Desse modo concreto é um material compósito A redistribuição de agregados após frequentemente cria não homogeneidades devido à influência de vibração. Isso pode levar a gradientes de resistência.
[00591] 0 método preferido da presente invenção expõe sua vantagem principal e método novo em relação a processos e aplicações acima da técnica anterior em seu uso de armazenagem térmica 125 para transferência de um meio de fluido tendo densidade elevada e a capacidade de reutilização de energia disponível e para recuperação e verdadeiro. compactação
267/332 reciclagem de energia térmica residual para uso, reutilização armazenagem e/ou conversão e armazenagem. [00592] Para tijolos extrusados a argila é misturada com 10%-15% de água (extrusão rígida) ou 20%-25% de água (extrusão macia). Essa mistura é forçada através de uma matriz para criar um cabo longo de material de profundidade e largura desejadas. Essa massa é então cortada em tijolos do comprimento desejado por uma parede de fios. A maioria dos tijolos estruturais é feita por esse método visto que produz tijolos densos, duros, e matrizes adequadas podem produzir perfurações também. A introdução de tais furos reduz o volume de argila necessária, e consequentemente o custo. Tijolos ocos são mais leves e mais fáceis de manipular, e têm propriedades térmicas diferentes a partir de tijolos sólidos. Os tijolos cortados são endurecidos por secagem por 20 a 40 horas a 50 a 150sC antes de serem queimados. O método preferido da presente invenção comunica energia térmica a partir da armazenagem térmica para a finalidade de fornecer energia térmica para préaquecimento e aquecimento do forno para o processo de endurecimento por comunicação térmica para secagem. O calor para secagem é frequentemente calor residual a partir do forno.
[00593] Tijolos de concretos com agregado de areia podem ser feitos utilizando uma máquina simples e uma linha de montagem básica. Uma correia transportadora adiciona a mistura a uma máquina, que derrama uma quantidade medida de concreto em uma forma. A forma é vibrada para remover bolhas, após o que é elevada para
268/332 revelar os tijolos úmidos, separados em uma folha de compensado. Um pequeno elevador então empilha esses palettes, após o que um operador de empilhador move os mesmos para a fábrica de tijolos para secagem. O método preferido da presente invenção comunica energia térmica a partir da armazenagem térmica para fins de fornecer energia térmica para os motores Stirling 116 para fins de gerar energia elétrica para o sistema transportador, máquina de vibração, empilhador e com covinhas automatizado, adicionalmente energia térmica é comunicada para pré-aquecimento e aquecimento do forno para a secagem e processo de endurecimento.
[00594] Uma superfície impermeável e ornamental pode ser disposta no tijolo por envidraçamento de sal, em que sal é adicionado durante o processo de queima, ou pelo uso de um slip, que é um material de vidro no qual os tijolos são mergulhados. Esse sal pode ser fornecido por processo de dessalinização anterior utilizando processos de extração mineral. 0 reaquecimento subsequente no forno funde o slip em uma superfície envidraçada integral com a base de tijolo. 0 método preferido da presente invenção comunica energia térmica a partir da armazenagem térmica para fins de fornecer energia térmica para pré-aquecimento e aquecimento do forno para o processo de envidraçamento.
[00595] O método preferido da presente invenção expõe sua vantagem principal e método novo em relação a aplicações e processos acima da técnica anterior com pré-aquecedores fisicamente conectados 213 e elementos de sistema de aquecimento 171, permutadores de calor e
269/332 reciclagem de reutilização,
Essa energia é regeneradores 214 em sua recuperação e energia térmica residual para uso, armazenagem e/ou conversão e armazenagem, usada por aplicações intensas térmicas como com motores de ciclo Stirling que usam uma porção da energia térmica para a geração de energia rotacional, para uso em tais aplicações como trabalho de rotação necessário para entrada em um gerador, bomba ou compressor. Calor residual reciclado a partir desse processo pode ser usado em um segundo nível de reutilização de energia residual disponível como entrada de energia térmica em aplicações intensas térmicas de limite de calor inferior secundárias como ciclo de motor Stirling 116 com um diferencial de temperatura reduzida que usaria então uma porção da entrada de energia térmica para a geração de energia rotacional para uso em tais aplicações como trabalho de rotação necessário para entrada em um gerador, bomba ou compressor.
[00596] A presente invenção tem vantagem adicional em relação a ciclos de processo e aplicações adicionais da técnica anterior a partir de energia térmica restante e a partir da armazenagem para encorajar adicionalmente uso e reciclagem de energia disponível para uso de energia de processos e aplicação adicional que pode ser adicionado com base em temperaturas de entrada disponível e retorno em custo de investimento versus uma razão aceitável de benefícios para custo, toda energia térmica reciclável restante pode ser então recuperada e então comunicada para sistemas de armazenagem térmica de temperatura apropriada 125, adicionalmente energia
270/332 térmica pode ser comunicada para resfriamento por absorção 121 para converter energia térmica à base de calor em energia térmica à base de frio para manter um equilíbrio de energia localizada de energia térmica armazenada disponível. O método preferido da presente invenção expõe sua vantagem primária e método novo em relação à técnica anterior provê equilíbrio de energia térmica normalizado que é essencial para eficiências de uso e reutilização ampla de sistema realizado e otimizado simultaneamente monetizando todas as entradas de energia para todos os processos e aplicações pretendidas.
[00597] Sistemas de geração de ciclo único e múltiplos ciclos usando turbinas a vapor 176 ou motores Stirling 116 como o ciclo de energia térmica primária e para uso benéfico adicional de energia residual térmica reciclada para aplicações intensas térmicas adicionais como estágios de motor Stirling adicionais podem ser usados para eficiência aumentada e benefício adicional.
[00598] O método preferido da presente invenção reduz e potencialmente elimina esses problemas com seu sistema de armazenagem de energia de volume extremamente elevado, geração de energia, 110 e finalmente sua capacidade de capturar e recuperar calor residual para fins de comunicação para armazenagem de energia e/ou para conversão em frio para resfriar o sistema todo qual ULTRAGRID™ pode fornecer análise, monitoramento e controle de toda e qualquer energia disponível e necessidades de energia em potencial.
271/332 [00599] O método preferido da presente invenção tem o benefício adicional de conexão com armazenagem de energia térmica para fins de pré-aquecimento ou entrada de energia térmica primária que então oferece a capacidade incluída de comunicar energia térmica recuperada e reciclada para fins ou reutilização ou armazenagem de energia térmica, isso oferece a vantagem em relação a técnica anterior em que obtém para o sistema eficiência mais elevada e reduz exigências de entrada de energia com inclusão de geração de energia renovável e armazenagem e processamento de emissões de gás e térmica associada. O método preferido da presente invenção tem a vantagem adicional em relação à técnica anterior em sua capacidade de reduzir confiança em combustíveis fósseis e fontes de entrada de energia não verde.
[00600] O método preferido da vantagem da presente invenção em relação à técnica anterior será reconhecido com entrada de energia a partir de armazenagem de energia localizada que fornecerá entrada de energia térmica para aprovisionamento de geração de energia em demanda versus entrada de energia de energia de rede externa exigida da técnica anterior que é fonte estava genericamente centenas de milhas de distância de todos os pontos de falha e eficiências e perdas associadas. [00601] O método preferido da vantagem da presente invenção em relação à técnica anterior de geração de energia localizada e duração aumentada de armazenagem de energia localizada disponível somente a partir do método preferido do uso da presente invenção de armazenagem de
272/332 energia térmica para geração de energia para facilitar atendimento de necessidades de energia presentes e futuras com aprovisionamento de energia em demanda e quando necessário.
[00602] O método preferido da vantagem da presente invenção versus aquela entrada de geração de energia de rede externa exigida da técnica anterior que é fonte genericamente estava centenas de milhas de distância todos os pontos de falha e eficiências e perdas associadas a processos da técnica anterior e aplicações versus o método preferido do uso da presente invenção de energia localmente gerada e/ou armazenada aprovisionada em uma base em demanda ou como necessário através de ULTRAGRID™ que pode fornecer análise, monitoramento e controle de toda e qualquer energia disponível e necessidades de energia em potencial para confiabilidade crítica de missão com base em demanda ou como necessário.
[00603] Como mostrado na Figura 44, um fundidor de alumínio usando o método preferido da presente invenção tem a vantagem em relação a técnica anterior em seu uso de geração térmica de energia renovável e entrada de armazenagem como uma entrada direta para pré-aquecimento e aquecimento de alumina, aumentando a eficiência do sistema e reduzindo as demandas elétricas de processo de fundição de alumínio inteiro. Alumina é dissolvido em criolito fundido, tipicamente a 960SC, embora a formação de CO seja termodinamicamente favorecida nessa temperatura, a presença de sobrevoltagem considerável (diferença entre potenciais de polarização e reversível)
273/332 muda o equilíbrio termodinâmico e uma mistura de CO e CO2 é produzida. Anodos de carbono são tipicamente consumidos durante eletrólise, a técnica anterior genericamente resultou em consumo de energia elevada e emissões de gás estufa excessivas em instalações de fundição.
[00604] A vantagem adicional da presente invenção em relação a técnica anterior é a incorporação de dióxido de carbono, captura de monóxido de carbono e tecnologias de sequestro para permitir gases capturados e elementos para reutilização como a entrada de base de carbono suplementar ou carbono primário como o método preferido da presente invenção de fabricar de plástico e fabricação de aço. Esse aperfeiçoamento em relação à técnica anterior provê um método favorável ao meio ambiente sustentável para fundição de alumínio eficiente em termos de energia usando energia renovável 112.
[00605] O método preferido da presente invenção expõe sua vantagem principal e método novo em relação aos processos e aplicações acima da técnica anterior com pré-aquecedores fisicamente conectados 213 e elementos de sistema de aquecimento 171, permutadores de calor e regeneradores 214 em sua recuperação e reciclagem de energia térmica residual para uso, reutilização, armazenagem e/ou conversão e armazenagem. Essa energia é usada por aplicações intensas térmicas como com motores de ciclo Stirling que usam uma porção da energia térmica para a geração de energia rotacional, para uso em tais aplicações como trabalho de rotação necessário para entrada em um gerador, bomba ou compressor. Calor
274/332 residual reciclado a partir desse processo pode ser usado em um segundo nível de reutilização de energia residual disponível como entrada de energia térmica em aplicações intensas térmicas De limite de calor inferior secundárias como ciclo de motor Stirling 116 com uma diferencial de temperatura reduzida que usaria então uma porção da entrada de energia térmica para a geração de energia rotacional para uso em tais aplicações como trabalho de rotação necessário para entrada em um gerador, bomba ou compressor.
[00606] A presente invenção tem vantagem adicional em relação a técnica anterior a partir de aplicações adicionais e ciclos de processo a partir de energia térmica restante e da armazenagem para encorajar adicionalmente uso e reciclagem de energia disponível para aplicação adicional e processos de uso de sopro de energia que podem ser adicionados com base em temperaturas de entrada disponíveis e retorno em custo de investimento versus uma razão aceitável de benefícios para custos, toda energia térmica reciclável restante pode então ser recuperada e então comunicada para sistemas de armazenagem térmica de temperatura apropriada 125, adicionalmente energia térmica pode ser comunicada para resfriamento de absorção 121 para converter energia térmica baseada em calor em energia térmica baseada em frio para manter um equilíbrio de energia localizada de energia térmica armazenada disponível. O método preferido da presente invenção expõe sua vantagem primária e método novo em relação a técnica anterior provê equilíbrio de energia térmica
275/332 normalizada que é essencial para eficiências de uso e reutilização amplo de sistema realizado e otimizado simultaneamente monetizando todas as entradas de energia para todos os processos e aplicações pretendidas.
[00607] Um risco ambiental principal associado a aciarias integradas é a poluição produzida na fabricação de coque, que é um produto intermediário associado na redução de minério de ferro em um alto-forno. O método preferido da vantagem da presente invenção em relação à técnica anterior é a captura e sequestro de gases e elementos a partir do processo de fabricação de aço. Tais gases serão reutilizados, sequestrados ou reduzidos a níveis controláveis. Moinhos 276 integrados também podem adotar alguns dos processos usados em mini fábricas, como fornos de arco e fusão direta, para reduzir custos de produção. A capacidade de produção de aço integrada no mundo está em ou próxima à demanda mundial, assim a concorrência entre fornecedores resulta somente nos produtores mais eficientes permanecendo viáveis.
[00608] 0 benefício adicional da presente invenção pode ser realizado com a inclusão de uma mini fábrica 270 que é tradicionalmente um produtor de aço secundário. Benefícios a partir da armazenagem e geração térmica de energia renovável podem compensar energia da técnica anterior normalmente usada para pré-aquecimento e entrada de energia térmica da presente invenção permite adicionalmente manter a capacidade da instalação em produção inativa quando a demanda está mais baixa. Normalmente uma mini fábrica obtém a maior parte de seu
276/332 ferro a partir de aço de refugo, reciclado a partir de automóveis usados e equipamento ou subprodutos de fabricação. Ferro reduzido direto (DRI) é às vezes usado com refugo, par ajudar a manter química desejada do aço, embora normalmente DRI seja demasiadamente caro de usar como o material de fabricação de aço bruto primário. [00609] Como ilustrado na Figura 45, uma mini fábrica típica terá um forno de arco elétrico para fusão de scrap, um forno de laddle ou forno a vácuo para controle de precisão de química, um meio de fusão contínua de tarugo ou tira 274 para converter aço fundido em forma sólida, um forno de reaquecimento 115 e um laminador. O conceito de mini fábrica 270 foi adaptado para produção de produtos de barra somente, como barra de reforço de concreto, partes planas, ângulos, canais, tubo e trilhos leves. O método preferido da vantagem da presente invenção em relação à técnica anterior é a captura e sequestro de gases e elementos a partir do processo de fabricação de aço. Tais gases serão reutilizados, sequestrados ou reduzidos a níveis controláveis. Com introdução bem sucedida do processo de fusão de tira direto tornou a produção de tira de mini fábrica 27 0 exequível. O método preferido da presente invenção introduz uma instalação de mini fábrica integrada 276 que pode especializar, por exemplo, com a fabricação de bobinas de haste para uso de estiramento de arame, ou tubo, ou em seções especiais para transporte e agricultura.
[00610] Capacidades típicas de mini fábricas variam; algumas instalações podem fabricar tanto quanto
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5.000.000 toneladas por ano ou mais, um tamanho típico está na faixa de 200.000 a 500.00 toneladas por ano, e algumas instalações de especialidade podem fabricar tão pouco quanto 50.000 toneladas por ano de produto acabado. Uma vez que o forno de arco elétrico 272 pode ser facilmente iniciado e parado em uma base regular, o método preferido da presente invenção também permitiría operações para seguir meses de geração mais elevada de energia renovável, também permitiría mini fábrica 270 para seguir a demanda de mercador para seus produtos facilmente, operando em programas de 24 horas quando a demanda é elevada e cortando a produção quando as vendas são mais baixas.
[00611] 0 método preferido da presente invenção expõe sua vantagem principal e método novo em relação a processos e aplicações acima da técnica anterior, com pré-aquecedores fisicamente conectados 213 e elementos de sistema de aquecimento 171, permutadores de calor e regeneradores 214 em sua recuperação e reciclagem de energia térmica residual para uso, reutilização, armazenagem e/ou conversão e armazenagem. A energia é usada por aplicações intensas térmicas como com motores de ciclo Stirling que utilizam uma porção da energia térmica para a geração de energia rotacional, para uso em tais aplicações como trabalho de rotação necessário para entrada em um gerador, bomba ou compressor. Calor residual reciclado a partir desse processo pode ser usado em um segundo nível de reutilização de energia residual disponível como entrada de energia térmica em aplicações intensas térmicas de limite de calor inferior
278/332 secundárias como ciclo de motor Stirling 116 com um diferencial de temperatura reduzida que usaria então uma porção da entrada de energia térmica para a geração de energia rotacional para uso em tais aplicações como trabalho de rotação necessário para entrada em um gerador, bomba ou compressor.
[00612] A presente invenção tem vantagem adicional em relação a técnica anterior a partir de aplicações adicionais e ciclos de processo de energia térmica restante e da armazenagem para encorajar adicionalmente uso e reciclagem de energia disponível para aplicação adicional e processa uso de energia que pode ser adicionada com base em temperaturas de entrada disponíveis e retorno em custo de investimento versus uma razão aceitável de benefícios para custos, toda energia térmica reciclável restante pode ser então recuperada e então comunicada para sistemas de armazenagem térmica de temperatura apropriada 125, adicionalmente a energia térmica pode ser comunicada para resfriamento por absorção 121 para converter energia térmica baseada em calor em energia térmica baseada em frio para manter um equilíbrio de energia localizada de energia térmica armazenada disponível. O método preferido da presente invenção expõe sua vantagem principal e método novo em relação a técnica anterior provê equilíbrio de energia térmica normalizado que é essencial para eficiências de uso e reutilização ampla de sistema realizadas e otimizadas simultaneamente monetizando todas as entradas de energia para todos os processos e aplicações pretendidas.
279/332 [00613] O método preferido da presente invenção expõe sua vantagem principal e método novo em relação a processos e aplicações acima da técnica anterior com pré-aquecedores fisicamente conectados 213 e elementos de sistema de aquecimento 171, permutadores de calor e regeneradores 214 em sua recuperação e reciclagem de energia térmica residual para uso, reutilização, armazenagem e/ou conversão e armazenagem. Essa energia é usada por aplicações intensas térmicas como com motores de ciclo Stirling que usam uma porção da energia térmica para a geração de energia rotacional, para uso em tais aplicações como trabalho de rotação necessário para entrada em um gerador, bomba ou compressor. Calor residual reciclado a partir desse processo pode ser usado em um segundo nível de reutilização de energia residual disponível como entrada de energia térmica para aplicações intensas térmicas de limite de calor inferior secundárias como ciclo de motor Stirling 116 com um diferencial de temperatura reduzida que usaria então uma porção da entrada de energia térmica para a geração de energia rotacional para uso em tais aplicações como trabalho de rotação necessário para entrada em um gerador, bomba ou compressor.
[00614] A presente invenção tem vantagem adicional em relação à técnica anterior a partir de aplicações adicionais e ciclos de processo a partir de energia térmica restante e da armazenagem para encorajar adicionalmente uso e reciclagem de energia disponível para aplicação adicional e processa uso de energia que pode ser adicionada com base em temperaturas de entrada
280/332 disponíveis e retorno em custo de investimento versus uma razão aceitável de benefício para custo, toda energia térmica reciclável restante pode ser então recuperada e então comunicada para sistemas de armazenagem térmica de temperatura apropriados 125, adicionalmente energia térmica pode ser comunicada para resfriamento por absorção 121 para converter energia térmica baseada em calor em energia térmica baseada em frio para manter um equilíbrio de energia localizada de energia térmica armazenada disponível. O método preferido da presente invenção expõe sua vantagem primária e método novo em relação à técnica anterior provê equilíbrio de energia térmica normalizado que é essencial para eficientes de uso e reutilização ampla de sistema realizadas e otimizadas simultaneamente monetizando todas as entradas de energia para todos os processos e aplicações pretendidas.
[00615] 0 objetivo principal do método preferido da presente invenção de produção de polímero e componentes associados é usar sua vantagem em relação à técnica anterior com a inclusão de geração de energia renovável e seu sistema de armazenagem de energia 110 para reduzir gases estufa do sistema enquanto reduz o uso desses combustíveis por substituir até metade da massa do produto à base de petróleo com CO2 capturado e sequestrado. A conversão de CO2 capturado e sequestrado em produtos como produtos químicos, plásticos, combustíveis, materiais de construção, e outros artigos tanto é um método favoravelmente ao meio ambiente como economicamente vantajoso.
281/332 [00616] O método preferido da presente invenção expõe sua principal vantagem e método novo em relação aos processos e aplicações acima da técnica anterior com pré-aquecedores fisicamente conectados 213 e elementos de sistema de aquecimento 171, permutadores de calor e regeneradores 214 em sua recuperação e reciclagem de energia térmica residual para uso, reutilização, armazenagem e/ou conversão e armazenagem. Essa energia é usada por aplicações intensas térmicas como com motores de ciclo Stirling que utilizam uma porção da energia térmica para a geração de energia rotacional, para uso em tais aplicações como trabalho de rotação necessário para entrada em um gerador, bomba ou compressor. Calor residual reciclado a partir desse processo pode ser usado em um segundo nível de reutilização de energia residual disponível como entrada de energia térmica em aplicações intensas térmicas de limite de calor inferior secundárias como ciclo de motor Stirling 116 com um diferencial de temperatura reduzida que então usaria uma porção da entrada de energia térmica para a geração de energia rotacional para uso em tais aplicações como trabalho de rotação necessário para entrada em um gerador, bomba ou compressor.
[00617] A presente invenção tem vantagem adicional em relação à técnica anterior a partir de aplicações adicionais e ciclos de processo a partir de energia térmica restante e da armazenagem para encorajar adicionalmente uso e reciclagem de energia disponível para aplicação adicional e processa uso de energia que pode ser adicionada com base em temperaturas de entrada
282/332 disponíveis e retorno em custo de investimento versus uma razão aceitável de benefícios para custos, toda energia térmica reciclável restante pode ser então recuperada e então comunicada para sistemas de armazenagem térmica de temperatura apropriados 125, adicionalmente a energia térmica pode ser comunicada para resfriamento por absorção 121 para converter energia térmica à ase de calor em energia térmica à base de frio para manter um equilíbrio de energia localizada de energia térmica armazenada disponível. 0 método preferido da presente invenção expõe sua vantagem principal e método novo em relação à técnica anterior provê equilíbrio de energia térmica normalizado que é essencial para eficiências de uso e reutilização ampla de sistema realizadas e otimizadas simultaneamente monetizando todas as entradas de energia para todos os processos e aplicações pretendidas.
[00618] O método preferido da presente invenção expõe sua vantagem principal e método novo em relação a processos e aplicações acima da técnica anterior com pré-aquecedores fisicamente conectados 213 e elementos de sistema de aquecimento 171, permutadores de calor e regeneradores 214 em sua recuperação e reciclagem de energia térmica residual para uso, reutilização, armazenagem e/ou conversão e armazenagem. Essa energia é usada por aplicações intensas térmicas como com motores de ciclo Stirling que utilizam uma porção da energia térmica para a geração de energia rotacional, para uso em tais aplicações como trabalho de rotação necessário para entrada em um gerador, bomba ou compressor. Calor
283/332 residual reciclado a partir desse processo pode ser usado em um segundo nível de reutilização de energia residual disponível como entrada de energia térmica em aplicações intensas térmicas de limite de calor inferior secundárias como ciclo de motor Stirling 116 com um diferencial de temperatura reduzida que usaria então uma porção da entrada de energia térmica para a geração de energia rotacional para uso em tais aplicações como trabalho de rotação necessário para entrada em um gerador, bomba ou compressor.
[00619] A presente invenção tem vantagem adicional em relação à técnica anterior a partir de aplicações adicionais e ciclos de processo de energia térmica restante e da armazenagem para encorajar adicionalmente uso e reciclagem de energia disponível para aplicação adicional e processa uso de energia que pode ser adicionada com base em temperaturas de entrada disponíveis e retorno em custo de investimento versus uma razão aceitável de benefícios para custos, toda energia térmica reciclável restante pode ser então recuperada e então comunicada para sistemas de armazenagem térmica de temperatura apropriada 125, adicionalmente energia térmica pode ser comunicada para resfriamento por absorção 121 para converter energia térmica à base de calor em energia térmica à base de frio para manter um equilíbrio de energia localizada de energia térmica armazenada disponível. O método preferido da presente invenção expõe sua vantagem principal e método novo em relação à técnica anterior provê equilíbrio de energia térmica normalizado que é
284/332 essencial para eficiências de uso e reutilização de uso amplo de sistema realizadas e otimizadas simultaneamente monetizando todas as entradas de energia para todos os processos e aplicações pretendidas.
[00620] Métodos da técnica anterior existentes de armazenagem, condução, transformação e orientação de energia são inadequados para produzir uma arma de disparo múltiplo conveniente. Sistemas de arma de energia dirigida existentes desperdiçam muita energia como calor, exigindo equipamento de resfriamento ainda volumoso para evitar dano de superaquecimento. Resfriamento de ar pode fornecer um retardo inaceitável entre disparos. Esses problemas, que severamente limitam praticidade de arma de energia dirigida atualmente, podem ser compensados por: supercondutores de temperatura elevada, baratos para tornar a arma mais eficiente, geração de energia e armazenagem de energia de volume elevado mais conveniente como o método preferido da presente invenção trata tanto dessas deficiências da técnica anterior que inclui a questão primária de resfriamento que a presente invenção comunica a partir da capacidade de resfriamento direto do sistema de energia armazenada e eficiências comunicando calor residual gerado por disparo do dispositivo para armazenagem de energia térmica para reutilização ou conversão a partir de energia de calor para energia de frio através do uso do sistema de resfriamento por absorção 121 para produzir mais capacidade de resfriamento armazenada.
285/332 [00621] O método preferido da presente invenção expõe sua vantagem principal e método novo em relação a processos e aplicações acima da técnica anterior com pré-aquecedores fisicamente conectados 213 e elementos de sistema de aquecimento 171, permutadores de calor e regeneradores 214 em sua recuperação e reciclagem de energia térmica residual para uso, reutilização, armazenagem e/ou conversão e armazenagem. Essa energia é usada por aplicações intensas térmicas como com motores de ciclo Stirling que usam uma porção da energia térmica para a geração de energia rotacional, para uso em tais aplicações como trabalho de rotação necessário para entrada em um gerador, bomba ou compressor. Calor residual reciclado a partir desse processo pode ser usado em um segundo nível de reutilização de energia residual disponível como entrada de energia térmica em aplicações intensas térmicas de limite de calor inferior secundárias como ciclo de motor Stirling 116 com um diferencial de temperatura reduzida que usaria então uma porção da entrada de energia térmica para a geração de energia rotacional para uso em tais aplicações como trabalho de rotação necessário para entrada em um gerador, bomba ou compressor.
[00622] A presente invenção tem vantagem adicional em relação a ciclos de processo e aplicações adicionais da técnica anterior da energia térmica restante e da armazenagem para encorajar adicionalmente uso e reciclagem de energia disponível para aplicação adicional e processa uso de energia que pode ser adicionado com base em temperaturas de entrada
286/332 disponíveis e retorno em custo de investimento versus uma razão aceitável de benefício para custos, toda energia térmica reciclável restante pode ser então recuperada e então comunicada para sistemas de armazenagem térmica de temperatura apropriada 125, adicionalmente a energia térmica pode ser comunicada para o resfriamento por absorção 121 para converter energia térmica à base de calor em energia térmica a base de frio para manter um equilíbrio de energia localizada de energia térmica armazenada disponível. O método preferido da presente invenção expõe sua vantagem principal e método novo em relação à técnica anterior provê equilíbrio de energia térmica normalizada que é essencial para eficiências de uso e reutilização ampla de sistema otimizadas e realizadas simultaneamente monetizando todas as entradas de energia para todos os processos e aplicações pretendidas.
[00623] O método preferido da presente invenção usa energia térmica armazenada para entradas térmicas necessárias e recuperação em processos adicionais como resfriamento por absorção, destilação, destilação fracional e outros processos intensos térmicos para incluir armazenagem térmica desse modo aumentando eficiência de energia de entrada e monetizando receita de mercado vertical. Energia residual térmica de nível baixo em torres de resfriamento 246 usadas da técnica anterior ao passo que a presente invenção comunica energia residual térmica de baixo nível para pré-aquecer enzima, crescimento de microrganismos e sistemas de armazenagem de amolecimento de grão de pré-aquecimento.
287/332 [00624] O método preferido de uso e reutilização de energia da presente invenção pode e afetará todo aspecto do acima para aumentar e monetizar entradas de material e energia como uma solução integrada em relação a todos os projeto ineficientes da técnica anterior e desenvolvimentos por geração, produção, monitoramento, controle de todos os fatores influenciando fermentação e inclusão de um sistema de aprendizagem por máquina, o sistema pode executar e aumentar além de quaisquer tentativas e projetos da técnica anterior. O método preferido da presente invenção usa sistema de controle ambiental estabilizado e controlado por inteligência artificial utilizando métrica adaptável, biométrica e sensoriamento de imageamento térmico para análise ativa, monitoramento para influenciar inúmeros fatores, incluindo tempo de contato, temperatura, pH, natureza e composição do meio, O2 dissolvido, CO2 dissolvido, sistema operacional (por exemplo, batelada, batelada alimentada, contínua), alimentando com precursores, mistura (ciclagem através de ambientes variáveis) e taxas de cisalhamento no fermentador. A variação nesses fatores pode afetar a taxa de fermentação; o espectro de produto e rendimento; as propriedades organolépticas do produto (aparências, sabor, cheiro e textura), a geração de toxinas; qualidade nutricional, e outras propriedades físico-químicas.
[00625] Com atenção crescente e esforço para conversar energia, muitos métodos foram propostos que evitam destilação totalmente para desidratação. Desses métodos, um terceiro método emergiu e foi adotado pela maioria de
288/332 instalações de etanol modernas. Esse processo novo usa peneiras moleculares para remover água de combustível etanol. Nesse processo, vapor de etanol sob pressão passa através de um leito de contas de peneira molecular. Os poros da conta são dimensionados para permitir absorção de água enquanto exclui etanol. Após um período de tempo, o leito é regenerado a vácuo ou no fluxo de atmosfera inerte (por exemplo, N2) para remover a água absorvida. Uma pluralidade de leitos é frequentemente usada de modo que um seja disponível para absorver água enquanto os outros estão sendo regenerados. Essa tecnologia de desidratação pode responder por grande economia de energia quando comparado com destilação azeotrópica mais cedo.
[00626] Instalações típicas produzem etanol por processar milho com tecnologia atual na qual um bushel de milho fornece aproximadamente 9,46 - 10,60 litros(2,5 - 2,8 galões) de etanol. O método preferido da presente invenção usa entrada de energia renovável para armazenagem de energia térmica para fornecer saída de energia térmica e elétrica de base e atuar como um backup de energia quando necessário. O método preferido da presente invenção usa entrada de energia renovável em combinação de processo de moinho úmido e uso de processos celulósicos de entrada de insumo múltiplo para produzir etanol e mercados verticais valiosos abertos com base nos coprodutos.
[00627] O método preferido da presente invenção combina secagem, grãos de destiladores secos, ou EDDG. A adição de xarope solúvel cria grãos de destiladores modificados
289/332 com solúveis, ou MDGS. Ao reciclar emissão de CO2 e usar biorreatores para consumir as emissões e incluindo entradas para crescimento de plâncton que é então seco e combinado com DDGS para formar um DDGS altamente enriquecido em relação à técnica anterior. Isso cria um sistema favorável ao meio ambiente que tem saídas de
valor aumentado a partir de processos combinados e uso
eficiente de entradas e emissões eliminadas ou
diminuídas para 0 melhor do processo inteiro e impacto
ambiental reduzido.
[00628] Tipicamente biomassa é recebida por trilho e por truque, em cujo ponto inspeção, pesagem e com aceite a descarga da biomassa em uma construção de recebimento
e então transferir para recipientes e/ou áreas de
armazenagem. No sistema de recebimento de grão, um
sistema de coleta de poeira limita emissões de
particulados. Balança de truque e uma balança de vagão ferroviário pesam a biomassa fornecida. Sistemas de descarga e armazenagem de biomassa incluem pernas de descarga independentes e recipientes de armazenagem de aço e concreto. A partir de seu local de armazenagem, milho é transferido para meios de escalpelar para remover resíduos antes de ser transferido para moinhos de martelo ou trituradores onde é triturado em uma farinha, ou farelo.
[00629] O farelo é transferido para tanques de pasta para processamento enzimático. O farelo é misturado com água e enzimas e aquecido para romper o grão triturado em uma pasta fina. A pasta é então canalizada através de recipientes de pressão e salpicada com vapor em um
290/332 preferido térmica a recipiente flash. Esse farelo liquefeito, agora chamado purê, atinge uma temperatura de aproximadamente 2102F, que reduz ou elimina acúmulo bacteriano. O método da presente invenção comunicará energia partir da armazenagem de energia térmica devido à finalidade de usar aquecimento térmico do recipiente isolado por um período de tempo estabelecido para amolecer adicionalmente o purê e para esterilização aumentada de enzimas e bactérias estranhas.
[00630] 0 purê esterilizado é então bombeado para um tanque de liquefação onde enzimas adicionais são adicionadas. Esse purê cozido continua através de tanques de liquefação e é bombeado para um dos fermentadores, onde levedura propagada é adicionada, para iniciar um processo de fermentação de batelada. O processo de fermentação converte o purê cozido em dióxido de carbono e cerveja, que contém etanol bem como todos os sólidos a partir do insumo original. A seguir, um processo de fermentação de batelada no qual o purê é mantido em um tanque de fermentação por aproximadamente dois dias é utilizado. 0 método preferido da presente invenção comunicará energia térmica a armazenagem de energia térmica em uma necessário para fins de exigências de energia térmica de fermentação. A circulação através de permutadores de calor de armação e placa externa, projetados para limpeza fácil e teor elevado de sólidos, mantém o purê na temperatura adequada.
[00631] Após fermentação de batelada quando concluída, cerveja é bombeada para a cavidade de cerveja e então partir da base como
291/332 para a coluna de destilação para vaporizar e separar o álcool do purê. O método preferido da presente invenção comunicará energia térmica a partir da armazenagem de energia térmica em uma base como necessário. A destilação resulta em um álcool de 96%, ou prova de 190. Esse álcool é então transportado através de um sistema de coluna de retificador, um meio de extração lateral e um sistema de peneira molecular onde é desidratado para produzir etanol anidro de prova-200. O álcool de prova200 e até 5% de desnaturante constituem etanol pronto para venda.
[00632] O purê de milho de resíduo a partir do meio de extração de destilação, chamado vinhaça, é bombeado para uma de várias centrífugas do tipo decantador para desidratação. A água, ou vinhaça fina, é então bombeada a partir das centrífugas de volta para formar purê como conjunto traseiro ou para um evaporador onde é seco em um xarope espesso. Os sólidos que saem das centrífugas, conhecidos como massa úmida, são transportados para o bloco de armazenagem de massa úmida ou o secador rotativo aquecido do sistema térmico para remoção de água residual. Xarope é adicionado à massa úmida à medida que entra no secador, onde umidade é removida. O método preferido da presente invenção comunicará energia térmica a partir da armazenagem de energia térmica em uma base como necessário. 0 resultado final do processo é a produção de grãos de alimentação, ou figura.
[00633] O método preferido da presente invenção compreende um biorreator de microalgas 282 e sistema de produção de reator de micro-organismo é o método
292/332 principal que é conhecido e genericamente aceito como o ambiente isolado e fechado mais eficaz para produção e cultura de microalgas e organismos. A técnica anterior faz uso de biorreatores à base de oceano, mar e água doce e várias outros sistemas de crescimento de reator de organismo e microalgas, esses sistemas de base aquática genericamente usam uma água dose e/ou salmoura e/ou água do mar bombeada a partir das fontes de água em volta para entrada de água, transferência e circulação de fluido.
[00634] O método preferido da presente invenção utiliza um foto biorreator 284 com entrada de luz, entradas de nutrientes apropriados e CO2 reciclado a partir do processo de fermentação para a produção aumentada de plâncton, preferivelmente fitoplâncton. As bactérias são então usadas como entrada para o reator de microorganismo para a produção de plâncton, preferivelmente zooplâncton. O zooplâncton pode ser então colhido, desidratado e/ou seco e combinado com FG para formar um produto EFG de qualidade mais elevada e aumentado em nutrientes de valor mais elevado e uso do que a técnica anterior enquanto diminui as emissões de CO2 da instalação de etanol. O método preferido da presente invenção comunicará energia térmica a partir da armazenagem de energia térmica para fins de auxiliar e manter temperaturas adequadas para saúde e produção de plâncton.
[00635] Como mostrado na Figura 46, a modalidade preferida compreende uma dependência de produção de etanol, produção de grãos de destilador como um
293/332 coproduto que é gerado após os grãos terem sido fermentados por levedura. No processo de fermentação, quase todo amido no grão é convertido em etanol e dióxido de carbono, enquanto os nutrientes restantes (proteínas, gorduras, minerais e vitaminas) são submetidos a uma concentração de três vezes para fornecer grãos de alimentação modificados aperfeiçoados, ou EMFG, ou após secagem aumentada adicional, grãos de alimentação aperfeiçoados, ou EFG. A adição de xarope solúvel cria alimentação modificada com solúveis, ou EMFGS. Cada bushel de milho fornece aproximadamente 15 libras de grãos de destilador em um processo de moinho úmido. Grãos de destilador são uma substituição parcial econômica para milho, soja e fosfato de dicálcico em alimentações de aves domésticas e animais domésticos. Grãos de destilador são derivados de milho e contêm um perfil de nutrientes que provou ter propriedades benéficas para as dietas de gado de corte e de leite, aves domésticas e suínos. A capacidade de digestão elevada e teor líquido de energia de EFG e EMFGS, em comparação com outros ingredientes de alimentação como farelo de soja, farelo de canola e grãos usados de fermentadores, bem como seu teor elevado de gordura, resultam em maior produção de leite por gado de leite. Para gado de corte, a saúde do rúmen aperfeiçoada, efeito de energia da fibra e palatabilidade foram mostrados em estudos de confinamento como resultando em ganhos de peso mais rápidos e mais eficientes.
[00636] FG ou EFG intensificado com seu teor de umidade reduzido terá uma vida de armazenagem prolongada.
294/332
Dióxido de carbono, ou CO2, também é um subproduto de nosso processo de produção de etanol de moinho úmido necessário para crescimento de plâncton desse modo reduzindo a pegada de carbono e convertendo um gás residual em uma entrada para um fluxo de receita vertical mais valiosa. Embora CO2 produzido seja tipicamente de qualidade suficiente para ser coletado e vendido, esforços de reciclagem para limpar o CO2 durante o processo de produção e sequestrar para processo de enriquecimento de EFG intensificado e armazenagem para mercados verticais.
[00637] O método preferido da presente invenção expõe sua vantagem primária e método novo em relação aos processos e aplicações acima da técnica anterior com pré-aquecedores fisicamente conectados 213 e elementos de sistema de aquecimento 171, permutadores de calor e regeneradores 214 em sua recuperação e reciclagem de energia térmica residual para uso, reutilização, armazenagem e/ou conversão e armazenagem. Essa energia é usada por aplicações intensas térmicas como com motores de ciclo Stirling que utilizam uma porção da energia térmica para a geração de energia rotacional, para uso em tais aplicações como trabalho de rotação necessário para entrada em um gerador, bomba ou compressor. Calor residual reciclado a partir desse processo pode ser usado em um segundo nível de reutilização de energia residual disponível como entrada de energia térmica em aplicações intensas térmicas delimite de calor inferior secundárias como ciclo de motor Stirling 116 com um diferencial de temperatura reduzida que usaria então uma
295/332 porção da entrada de energia térmica para a geração de energia rotacional para uso em tais aplicações como trabalho de rotação necessário para entrada em um gerador, bomba ou compressor.
[00638] A presente invenção tem vantagem adicional em relação a ciclos de processo e aplicações adicionais a partir da energia térmica restante e da armazenagem para encorajar adicionalmente uso e reciclagem de energia disponível para aplicação adicional e processa uso de energia que pode ser adicionado com base em temperaturas de entrada disponíveis e retorno em custo de investimento versus uma razão aceitável de benefícios para custos, toda energia térmica reciclável restante pode ser então recuperada e então comunicada para sistemas de armazenagem térmica de temperatura apropriada 125, adicionalmente energia térmica pode ser comunicada para resfriamento por absorção 121 para converter energia térmica à base de calor em energia térmica à base de frio para manter um equilíbrio de energia localizada de energia térmica armazenada disponível. O método preferido da presente invenção expõe sua vantagem primária e método novo em relação à técnica anterior provê equilíbrio de energia térmica normalizado que é essencial para eficiências de uso e reutilização ampla de sistema realizadas e otimizadas simultaneamente monetizando todas as entradas de energia para todos os processos e aplicações pretendidas.
[00639] Com atenção crescente e esforço para conservar energia, muitos métodos foram propostos que evitam totalmente a destilação para desidratação. Desses
296/332 métodos, um terceiro método emergiu e foi adotado pela maioria das instalações de etanol modernas. Esse processo novo usa peneiras moleculares para remover água de combustível etanol. Nesse processo, vapor de etanol sob pressão passa através de um leito de contas de peneira molecular. Os poros da conta são dimensionados para permitir absorção de água enquanto exclui etanol. Após um período de tempo, o leito é regenerado a vácuo ou no fluxo de atmosfera inerte (por exemplo, N2) para remover a água absorvida. Uma pluralidade de leitos é frequentemente usada de modo que um seja disponível para absorver água enquanto os outros estão sendo regenerados. Essa tecnologia de desidratação pode responder por grande economia de energia quando comparado com destilação azeotrópica mais cedo.
[00640] Instalações típicas produzem etanol por processar milho com tecnologia atual em que o bushel de milho rende aproximadamente 9,46 - 10,60 litros (2,5 2,8 galões) de etanol. O método preferido da presente invenção usa entrada de energia renovável para armazenagem de energia térmica para fornecer saída de energia térmica e elétrica de base e atuar como um backup de energia quando necessário. O método preferido da presente invenção usa entrada de energia renovável em combinação de processo de moinho úmido e uso de processos celulósicos de entrada de insumo múltiplo para produzir etanol e mercados verticais valiosos abertos com base nos coprodutos.
[00641] O método preferido da presente invenção combina secagem, grãos de destiladores secos, ou EDDG. A adição
297/332 de xarope solúvel cria grãos de destiladores modificados com solúveis, ou MDGS. Ao reciclar emissão de CO2 e usar biorreatores para consumir as emissões e incluindo entradas para crescimento de plâncton que é então seco e combinado com DDGS para formar um DDGS altamente enriquecido em relação à técnica anterior. Isso cria um sistema favorável ao meio ambiente que tem saídas de
valor aumentado a partir de processos combinados e uso
eficiente de entradas e emissões eliminadas ou
diminuídas para 0 melhor do processo inteiro e impacto
ambiental reduzido.
[00642] Tipicamente biomassa é recebida por trilho e por truque, em cujo ponto inspeção, pesagem e com aceite a descarga da biomassa em uma construção de recebimento
e então transferir para recipientes e/ou áreas de
armazenagem. No sistema de recebimento de grão, um
sistema de coleta de poeira limita emissões de
particulados. Balança de truque e uma balança de vagão ferroviário pesam a biomassa fornecida. Sistemas de descarga e armazenagem de biomassa incluem pernas de descarga independentes e recipientes de armazenagem de aço e concreto. A partir de seu local de armazenagem, milho é transferido para meios de escalpelar para remover resíduos antes de ser transferido para moinhos de martelo ou trituradores onde é triturado em uma farinha, ou farelo.
[00643] O método preferido da presente invenção expõe sua principal vantagem e método novo em relação aos processos e aplicações acima da técnica anterior com pré-aquecedores fisicamente conectados 213 e elementos
298/332 de sistema de aquecimento 171, permutadores de calor e regeneradores 214 em sua recuperação e reciclagem de energia térmica residual para uso, reutilização, armazenagem e/ou conversão e armazenagem. Essa energia é usada por aplicações intensas térmicas como com motores de ciclo Stirling que utilizam uma porção da energia térmica para a geração de energia rotacional, para uso em tais aplicações como trabalho de rotação necessário para entrada em um gerador, bomba ou compressor. Calor residual reciclado a partir desse processo pode ser usado em um segundo nível de reutilização de energia residual disponível como entrada de energia térmica em aplicações intensas térmicas de limite de calor inferior secundárias como ciclo de motor Stirling 116 com um diferencial de temperatura reduzida que então usaria uma porção da entrada de energia térmica para a geração de energia rotacional para uso em tais aplicações como trabalho de rotação necessário para entrada em um gerador, bomba ou compressor.
[00644] A presente invenção tem vantagem adicional em relação à técnica anterior a partir de aplicações adicionais e ciclos de processo a partir de energia térmica restante e da armazenagem para encorajar adicionalmente uso e reciclagem de energia disponível para aplicação adicional e processa uso de energia que pode ser adicionada com base em temperaturas de entrada disponíveis e retorno em custo de investimento versus uma razão aceitável de benefícios para custos, toda energia térmica reciclável restante pode ser então recuperada e então comunicada para sistemas de
299/332 armazenagem térmica de temperatura apropriados 125, adicionalmente a energia térmica pode ser comunicada para resfriamento por absorção 121 para converter energia térmica à ase de calor em energia térmica à base de frio para manter um equilíbrio de energia localizada de energia térmica armazenada disponível. 0 método preferido da presente invenção expõe sua vantagem principal e método novo em relação à técnica anterior provê equilíbrio de energia térmica normalizado que é essencial para eficiências de uso e reutilização ampla de sistema realizadas e otimizadas simultaneamente monetizando todas as entradas de energia para todos os processos e aplicações pretendidas.
[00645] 0 método preferido da presente invenção beneficia adicionalmente do uso de armazenagem de energia fria 124 e uso benéfico de calor residual para geração de entrada de frio adicional para armazenagem de energia versus uso da técnica anterior de torres de resfriamento 246, evaporadores 244 e economizadores que são muito afetados por temperaturas de centro de dados e temperaturas ambientes externas exasperando ineficiências capacidade de resfriamento reduzido durante temperaturas de ar externos mais quentes.
[00646] 0 método preferido da vantagem da presente invenção em relação à técnica anterior será reconhecida com entrada a partir de armazenagem fria que permitirá resfriamento passivo nos pisos e paredes, fornecerá entrada térmica de energia fria para fornecer entrada para permutadores de calor e ventoinhas de soprador para
300/332 resfriar o espaço aéreo no centro de dados e auxiliar no controle de umidade de centro de dados.
[00647] O método preferido da vantagem da presente invenção em relação à técnica anterior será reconhecido com entrada a partir da armazenagem fria que é usada para fornecer entrada de energia térmica fria para resfriar as áreas abertas de dependência geral do centro de dados e entre as fileiras e corredores de sistemas de armazenagem de estantes e gabinetes através de entrada fornecida de armazenagem de energia fria 124 para uma bobina de a-frame ou o método preferido da presente invenção usa uma ALECC (bobina de refrigerante eficiente alavancado por ar) condicionamento de ar resfriado soprado por ventoinha, esse processo e aplicação incluída também permitirá resfriamento passivo nos pisos e paredes.
[00648] Processos e aplicações de centro de dados da técnica anterior nunca foram tipicamente totalmente ou parcialmente automatizados devido a seu projeto inerente e falhas de implantação. O método preferido da presente invenção usa tecnologias de métrica, biométrica, e imageamento térmico de análise, monitoramento e controle do processo de fabricação de fibra de carbono usando amalgamado com inteligência artificial e automação incluindo robótica para reduzir ou eliminar danos e tempo de atividade aumentado, produtividade e volume aumentado.
[00649] O método preferido da presente invenção expõe sua vantagem principal e método novo em relação a processos e aplicações acima da técnica anterior com
301/332 permutadores de calor fisicamente conectados regeneradores 214 em sua recuperação e reciclagem de energia térmica reutilização, residual para uso, armazenagem e/ou conversão e armazenagem. Essa energia é usada por aplicações intensas térmicas como com motores de ciclo Stirling que usam uma porção da energia térmica para a geração de energia rotacional, para uso em tais aplicações como trabalho de rotação necessário para entrada em um gerador, bomba ou compressor. Calor residual reciclado a partir desse processo pode ser usado em um segundo nível de reutilização de energia residual disponível como entrada de energia térmica em aplicações intensas térmicas de limite de calor inferior secundárias como ciclo de motor Stirling 116 com um diferencial de temperatura reduzida que usaria então uma porção da entrada de energia térmica para a geração de energia rotacional para uso em tais aplicações como trabalho de rotação necessário para entrada em um gerador, bomba ou compressor.
[00650] O método preferido da vantagem da presente invenção versus técnica anterior com inclusão de ULTRAGRID™ pode fornecer análise, monitoramento e controle de toda e qualquer energia disponível e necessidades de energia em potencial para confiabilidade crítica de missão com base em demanda ou como necessário.
[00651] A presente invenção tem vantagem adicional em relação à técnica anterior a partir de aplicações e ciclos de processo adicionais a partir da energia térmica restante e de armazenagem para encorajar
302/332 adicionalmente uso e reciclagem de energia disponível para aplicação adicional e processa uso de energia que pode ser adicionada com base em temperaturas de entrada disponíveis e retorno em custo de investimento versus uma razão aceitável de benefício para custo, toda energia térmica reciclável restante pode ser então recuperada e então comunicada para sistemas de armazenagem térmica de temperatura apropriada 125, adicionalmente energia térmica pode ser comunicada para resfriamento por absorção 121 para converter energia térmica baseada em calor em energia térmica baseada em frio para manter um equilíbrio de energia localizada de energia térmica armazenada disponível. O método preferido da presente invenção expõe sua vantagem principal e método novo em relação à técnica anterior provê equilíbrio de energia térmica normalizada que é essencial para eficiências de uso e reutilização ampla de sistema realizada e otimizadas simultaneamente monetizando todas as entradas de energia para todos os processos e aplicações pretendidas.
[00652] O método preferido da presente invenção usa métrica adaptável, biométrica e análise sensorial de imageamento térmico incluindo sensores de entrada adicionais para análise, monitoramento e controle com automação robótica integrada e sistema controlado por inteligência artificial simbiótica mantido fornecendo um ecossistema de dependência baseada em favorável ao meio ambiente equilibrado.
[00653] O método preferido da vantagem da presente invenção em relação à técnica anterior usando os métodos
303/332 acima permite automações de biométrica, métrica e análise térmica para isolar, monitorar e rastrear animais específicos, usando uma combinação de métrica, biométrica, análise de sensor térmico para animais específicos pode ser monitorado, feito em gráfico e rastreado ao longo do tempo de vida do animal, ao contrário da técnica anterior usando etiquetas e outros meios, o método preferido do uso de biométrica, métrica e análise térmica da presente invenção permite identificação rápida e fácil e análise por sistemas controlados por inteligência artificial para regime altamente definido para um plano de cuidado específico de animal individualizado e customizado e dieta associada com respostas automatizadas e alterações em alimentações, suplementos de nutrientes para monitoramento de saúde, contabilidade de processo de ordenha e controle de qualidade 256, entrada adicional para otimização do sistema de controle de inteligência artificial promovendo eficiência de ordenha robótica e produção de fazenda de laticínios abrangendo análise, monitoramento, rastreamento e controle para otimizar e realizar a produção através de saúde melhorada de animal e produção aperfeiçoada de leite.
[00654] O método preferido da vantagem da presente invenção em relação à técnica anterior utilizando automação e robótica permitirá uma operação de ciclo quase fechado, usando energia térmica armazenada para quente e frio e outras entradas de temperatura reduzirá e potencialmente eliminará a contaminação a partir de certos tipos de bactérias, benefício adicional da falta
304/332 de exposição não controlada a ar não filtrado exterior e contaminantes transportados pelo ar associados. O método preferido da vantagem da presente invenção em relação à técnica anterior usando automação e robótica permitirá uma operação de ciclo quase fechado, ganchos de suspensão e correias transportadoras usados na técnica anterior para transferir e mover produto entre zonas de processamento, o método preferido da presente invenção usa energia renovável para fornecer resfriamento para desenvolvimento de fluxo de gelo, utilizando um arranjo de sistema de bandeja e produto suspenso em uma pasta para reduzir deterioração e exposição à bactéria.
[00655] O método preferido da presente invenção usa um ou mais dos seguintes métodos para conservar produtos à base de animal: A) o controle de temperatura usando gelo, refrigeração 172 ou congelamento, B) o controle de atividade de água por secagem e liofilização, C) o controle físico de cargas microbianas através de aquecimento térmico ou irradiação ionizante, D) o controle químico de cargas microbianas por adicionar ácidos essenciais, E) falta de oxigênio, como embalagem a vácuo ou áreas de processamento de teor reduzido de oxigênio.
[00656] 0 método preferido da presente invenção usa um método eficaz de preservar o frescor do produto é resfriar com gelo por distribuir gelo uniformemente em trono do produto, preferivelmente em pasta consistindo em gelo e água. É um método seguro e altamente benigno de resfriamento que mantém o produto suspenso em umidade e em formas facilmente armazenadas adequadas para
305/332 transporte. Tornou-se amplamente usado desde o desenvolvimento de absorção e refrigeração mecânica, o que torna gelo fácil e barato de produzir. Gelo é produzido em vários formatos; gelo triturado e flocos de gelo, placas, tubos e blocos são comumente usados para resfriar produtos.
[00657] É particularmente eficaz quando gelo é usado em uma pasta, feita de mirocristais como aqueles feitos com injeção de aeração para iniciar a formação de cristais de gelo formados e suspensos em uma solução de água e um depressor de ponto de congelamento, como a adição de sal. Novos métodos incluem tecnologia de gelo bombeável. Gelo bombeável flui como água, e como é homogêneo, resfria a aquicultura mais rápido do que métodos de gelo sólido de água fresca e elimina queimaduras de congelamento. Está em conformidade com vários protocolos como HACCP e padrões de saúde pública e segurança de alimentos ISO, e utiliza menos energia do que tecnologias de gelo sólido de água fresca convencionais. [00658] O método preferido da presente invenção também reduzirá e potencialmente eliminará pragas e tipo de contaminações e infestações por insetos.
[00659] O método preferido da vantagem da presente invenção em relação à técnica anterior e seus problemas acima e questões e estabelecer biossegurança não disponível e não encontrada na técnica anterior a partir da inclusão de automação e robótica reduz ou elimina os problemas acima e outros tipicamente encontrados com dependência da técnica anterior, práticas, processos e aplicações. O método preferido da vantagem da presente
306/332 invenção em relação à técnica anterior usando os métodos acima permite automações de biométrica, métrica e análise térmica para isolar, monitorar e rastrear funcionários e convidados para estabelecer níveis de segurança de acesso à dependência e sua cadeia alimentar não disponível e não encontrada em dependências, processos ou aplicações de agricultura da técnica anterior. O método preferido da presente invenção permitirá o uso de uma combinação de biométrica, métrica e análise térmica para qualquer atividade na dependência. O método preferido da presente invenção varrerá todos os movimentos e qualquer fonte térmica quer humana ou de animal para que possa ser monitorada, feita em gráfico e rastreada e registrada para fins históricos ou para entrada inadequada para alertar e definir alarmes e registrar atividades para resposta acionável ou processo criminal ou legal.
[00660] O método preferido da vantagem da presente invenção em relação à inclusão do sistema de coleta térmica solar 106, resfriamento por absorção 121 e armazenagem de energia 110, da técnica anterior, permite a uma fazenda de laticínios o benefício adicional de conexão à armazenagem de energia térmica para fins de pré-aquecer ou entrada de energia térmica primária para a dependência de laticínios para processamento de produto e outras aplicações intensas térmicas, também permite aquecimento passivo da dependência. O método preferido da presente invenção tem a vantagem adicional versus a técnica anterior com a capacidade de aplicar entrada fria a partir da armazenagem de energia fria 124
307/332 para fins de resfriar a instalação e para entrada fria para processamento, transferência e armazenagem de leite e queijo. Adicionalmente o método preferido da presente invenção em relação à instalação de agricultura da técnica anterior permitiría que a instalação de fábrica de laticínios fizesse processamento de alimento de conveniência como sorvete e outros produtos de laticínios congelados usando a armazenagem de energia térmica quente e fria no local.
[00661] O método preferido da presente invenção reduziría exigências de transporte com a capacidade adicionada de fazer processamento, embalagem incluir armazenagem seca e fria no local. O método preferido da vantagem da presente invenção em relação à inclusão de geração e armazenagem de energia renovável da técnica anterior que oferecería então a capacidade incluída de comunicar energia térmica reciclada e recuperada para fins ou armazenagem de energia térmica ou reutilização. O método preferido da vantagem da presente invenção em relação à técnica anterior usando resfriamento por absorção para geração de energia fria usando energia térmica residual para aumentar a eficiência usando energia disponível durante a geração de energia fria para processos e aplicações intensas em energia térmica fria. O método preferido da presente invenção oferece a vantagem em relação à técnica anterior em que obtém a eficiência mais elevada do sistema e reduz exigências de entrada de energia com inclusão de geração de energia renovável e processamento e armazenagem de emissões de gás e térmica associadas, adicionalmente oferece
308/332 vantagem em relação à técnica anterior em sua capacidade de reduzir confiança em combustíveis fósseis e fontes de entrada de energia não verde.
[00662] Processos e aplicações de agricultura da técnica anterior nunca foram tipicamente totalmente ou parcialmente automatizados devido a seu projeto inerente e falhas de implantação. O método preferido da presente invenção usa tecnologias de métrica, biométrica e imageamento térmico de análise, monitoramento e controle do processo de agricultura usando amalgamado com inteligência artificial e automação incluindo robótica para reduzir ou eliminar danos e tempo de atividade aumentado, produtividade e volume aumentado.
[00663] O método preferido da presente invenção expõe sua principal vantagem e método novo em relação a processos e aplicações acima da técnica anterior com permutadores de calor e regeneradores, fisicamente em sua recuperação e reciclagem de residual para uso, reutilização, armazenagem e/ou conversão e armazenagem. Essa energia é usada por aplicações intensas térmicas como com motores de ciclo Stirling que usam uma porção da energia térmica para a geração de energia rotacional, para uso em tais aplicações como trabalho de rotação necessário para entrada em um gerador, bomba ou compressor. Calor residual reciclado a partir desse processo pode ser usado em um segundo nível de reutilização de energia residual disponível como entrada de energia térmica em aplicações intensas térmicas de limite de calor inferior secundárias como ciclo de motor Stirling 116 com um conectados, 214, energia térmica
309/332 diferencial de temperatura reduzido que usaria então uma porção da entrada de energia térmica para a geração de energia rotacional para uso em tais aplicações como trabalho de rotação necessário para entrada em um gerador, bomba ou compressor.
[00664] A presente invenção tem vantagem adicional em relação à técnica anterior de aplicações e ciclos de processo adicionais a partir da energia térmica restante e da armazenagem para encorajar adicionalmente uso e reciclagem de energia disponível para aplicação adicional e processa uso de energia que pode ser adicionado em temperaturas de entrada disponíveis e retorno em custo de investimento versus uma razão aceitável de benefícios para custos, toda energia térmica reciclável restante pode ser então recuperada e então comunicada para sistemas de armazenagem térmica de temperatura apropriada 125, adicionalmente energia térmica pode ser comunicada para resfriamento por absorção 121 para converter energia térmica baseada em calor em energia térmica baseada em frio para manter um equilíbrio de energia localizada de energia térmica armazenada disponível. O método preferido da presente invenção expõe sua vantagem principal e método novo em relação à técnica anterior provê equilíbrio de energia térmica normalizado que é essencial para eficiências de uso e reutilização ampla de sistema realizadas e otimizadas simultaneamente monetizando todas as entradas d energia para todos os processos e aplicações pretendidas.
310/332 [00665] O método preferido da vantagem da presente invenção em relação à técnica anterior usando os métodos acima permite automações de biométrica, métrica e análise térmica para isolar, monitorar, rastrear e separar ovos colhidos para processamento por tamanho, cor e processamento de garantia de qualidade de bom e rejeição e/ou retirada de ovos ruins ou irregulares a partir do processo de produção e embalagem de ovos associado, ovos irregulares podem ser embalados como produtos inferiores e ovos ruins transferidos para reciclagem.
[00666] 0 método preferido da vantagem da presente invenção em relação à técnica anterior e seus problemas e questões acima e estabelecer biossegurança não disponível e não encontrada na técnica anterior a partir da inclusão de automação e robótica reduz ou elimina os problemas acima e outros tipicamente encontrados com instalações, práticas, processos e aplicações da técnica anterior. O método preferido da vantagem da presente invenção em relação à técnica anterior usando os métodos acima permite automações de biométrica, métrica e análise térmica para isolar, monitorar e rastrear funcionários e convidados para estabelecer níveis de segurança de acesso à dependência e sua cadeia alimentar não disponível e não encontrada em dependências, processos ou aplicações de agricultura da técnica anterior. O método preferido da presente invenção permitirá o uso de uma combinação de biométrica, métrica e análise térmica para qualquer atividade na dependência. O método preferido da presente invenção
311/332 varrerá todos os movimentos e qualquer fonte térmica quer humana ou de animal para que possa ser monitorada, feita em gráfico e rastreada e registrada para fins históricos ou para entrada inadequada para alertar e definir alarmes e registrar atividades para resposta acionável ou processo criminal ou legal.
[00667] O método preferido da vantagem da presente invenção em relação à técnica anterior com inclusão de sistema de processamento e açougue robótico autônomo. 0 método preferido da vantagem da presente invenção em relação à técnica anterior é com inclusão de depenador e limpador de aves domésticas robótico autônomo. O método preferido da vantagem da presente invenção em relação à técnica anterior é com inclusão de desossador de aves domésticas robótico autônomo e faca que então envia o produto para acabamento. O método preferido da vantagem da presente invenção em relação à técnica anterior é inclusão de processamento e embalagem de produto de aves domésticas cru. O método preferido da vantagem da presente invenção em relação à técnica anterior é inclusão de processamento de conveniência consistindo principalmente em aromatizar o produto de aves domésticas, embalagem e congelamento ou aromatização do produto de aves domésticas, processamento de calor úmido ou calor seco, embalagem e congelamento.
[00668] O método preferido da vantagem da presente invenção em relação à técnica anterior usando biométrica, métrica e análise térmica dá a invenção a capacidade de rastrear um animal a partir do nascimento até crescimento, abate, esquartejamento e embalagem.
312/332 [00669] O método preferido da vantagem da presente invenção em relação à técnica anterior usando os métodos acima permite automações de biométricas, métricas e análise térmica para isolar, monitorar e rastrear animais específicos, usando uma combinação de biométrica, métrica e análise térmica para que animais específicos possam ser monitorados, feitos em gráfico e rastreados ao longo do tempo de vida do animal, ao contrário de técnica anterior usando etiquetas e outros meios, o método preferido do uso da presente invenção de biométrica, métrica e análise térmica permite identificação rápida e fácil e análise por sistemas controlados por inteligência artificial para plano de cuidado específico de animal individualizado e dieta associada com respostas automatizadas e alterações em alimentações, suplementos de nutrientes, contabilidade de processo de ordenha e controle de qualidade 256, entrada adicional para contabilidade e controle de qualidade de botar ovo, 256, entrada adicional para eficiência de colher ovos automática e robótica para promover eficiência de agricultura mais elevada geral, análise, monitoramento, rastreamento e controle para otimizar e realizar a produção e saúde de animal para coleta de ovos e carne.
[00670] O método preferido da vantagem da presente invenção em relação à técnica anterior e seus problemas e questões acima e estabelecer biossegurança não disponível e não encontrada na técnica anterior a partir da inclusão de automação e robótica reduz ou elimina os problemas acima e outros tipicamente encontrados com
313/332 instalações, práticas, processos e aplicações da técnica anterior. 0 método preferido da vantagem da presente invenção em relação à técnica anterior utilizando os métodos acima permite automações de biométrica, métrica e análise térmica para isolar, monitorar e rastrear funcionários e convidados para estabelecer níveis de segurança de acesso à instalação e sua cadeia alimentar não disponível e não encontrada em instalações, processos ou aplicações de agricultura da técnica anterior. O método preferido da presente invenção permitirá uso de uma combinação de biométrica, métrica e análise térmica para qualquer atividade na instalação. O método preferido da presente invenção varrerá todos os movimentos e qualquer fonte térmica quer humana ou animal para que possa ser monitorada, feita em gráfico e rastreada e registrada para fins históricos ou para entrada inadequada para alertar e definir alarmes e registrar atividades para resposta acionável ou processo criminal e legal.
[00671] O método preferido da vantagem da presente invenção em relação à inclusão de técnica anterior de sistema de coleta térmica 106, resfriamento por absorção 121 e armazenagem de energia 110, permite a uma fazenda de laticínios o benefício adicional de conexão à armazenagem de energia térmica para fins de préaquecimento ou entrada de energia térmica principal à instalação de aves domésticas para aplicações intensas térmicas de processamento de produto, também pode permitir aquecimento passivo da instalação. O método preferido da presente invenção tem a vantagem adicional
314/332 versus a técnica anterior com a capacidade de aplicar entrada fria a partir da armazenagem de energia fria 124 para fins de resfriamento da instalação e para entrada fria para processamento, transferência e armazenagem de carne processada e armazenagem de ovos processados. O método preferido da presente invenção reduziria exigências de transporte com a capacidade adicionada de fazer processamento, embalagem para incluir armazenagem seca e fria no local. O método preferido da vantagem da presente invenção em relação à inclusão da técnica anterior de geração e armazenagem de energia renovável que então ofereceria a capacidade incluída de comunicar energia térmica reciclada e recuperada para a finalidade ou armazenagem ou reutilização de energia térmica. 0 método preferido da presente invenção oferece a vantagem em relação à técnica anterior em que obtém para o sistema eficiência mais elevada e reduz exigências de entrada de energia com inclusão de geração de energia renovável e processamento e armazenagem de emissões de gás e térmica associados, oferece adicionalmente vantagem em relação à técnica anterior em sua capacidade de reduzir confiança em combustíveis fósseis e fontes de entrada de energia não verde.
[00672] 0 método preferido da vantagem da presente invenção em relação à técnica anterior usando automação e robótica permitirá uma operação de ciclo quase fechado, usando energia térmica armazenada para quente e frio e outras entradas de temperatura reduzirão e potencialmente eliminarão a contaminação a partir de certos tipos de bactérias, benefício adicional de falta
315/332 de exposição não controlada a ar não filtrado externo e contaminantes transportados pelo ar associados. O método preferido da vantagem da presente invenção em relação à técnica anterior usando automação e robótica permitirá uma operação de ciclo quase fechado, ganchos de suspensão e correias transportadoras usadas na técnica anterior para transferir e mover produto entre zonas de processamento, o método preferido da presente invenção usa energia renovável para fornecer resfriamento para desenvolvimento de fluxo de gelo, utilizando um arranjo de sistema de bandeja e produto suspenso em uma pasta para reduzir deterioração e exposição à bactéria.
[00673] Processos e aplicações de agricultura da técnica anterior nunca foram tipicamente totalmente ou parcialmente automatizados devido a seu projeto inerente e falhas de implantação. O método preferido da presente invenção usa tecnologias de métrica, biométrica e imageamento térmico de análise, monitoramento e controle do processo de agricultura usando amalgamado com inteligência artificial e automação incluindo robótica para reduzir ou eliminar danos e tempo de atividade aumentado, produtividade e volume aumentado.
[00674] O método preferido da presente invenção expõe sua vantagem principal e método novo em relação a processos e aplicações acima da técnica anterior com permutadores de calor e regeneradores fisicamente conectados 214 em sua recuperação e reciclagem de energia térmica residual para uso, reutilização, armazenagem e/ou conversão e armazenagem. Essa energia é usada por aplicações intensas térmicas como com motores
316/332 de ciclo Stirling que usam uma porção da energia térmica para a geração de energia rotacional, para uso em tais aplicações como trabalho de rotação necessário para entrada em um gerador, bomba ou compressor. Calor residual reciclado a partir desse processo pode ser usado em um segundo nível de reutilização de energia residual disponível como entrada de energia térmica em aplicações intensas térmicas de limite de calor inferior secundárias como ciclo de motor Stirling 116 com um diferencial de temperatura reduzida que então usaria uma porção da entrada de energia térmica para a geração de energia rotacional para uso em tais aplicações como trabalho de rotação necessário para entrada em um gerador, bomba ou compressor.
[00675] 0 método preferido da vantagem da presente invenção versus técnica anterior com inclusão de ULTRAGRID™ pode fornecer análise, monitoramento e controle de toda e qualquer energia disponível e necessidades de energia em potencial para confiabilidade crítica de missão com base em demanda ou como necessário.
[00676] A presente invenção tem vantagem adicional em relação à técnica anterior a partir de aplicações adicionais e ciclos de processo de energia térmica restante e da armazenagem para encorajar adicionalmente uso e reciclagem de energia disponível para aplicação adicional e processa uso de energia que pode ser adicionado com base em temperaturas de entrada disponíveis e retorno em custo de investimento versus uma razão aceitável de benefícios para custo, toda
317/332 energia térmica reciclável restante pode ser então recuperada e então comunicada para sistemas de armazenagem térmica de temperatura apropriada 125, adicionalmente energia térmica pode ser comunicada para resfriamento por absorção 121 para converter energia térmica de base quente em energia térmica de base fria para manter um equilíbrio de energia localizada de energia térmica armazenada disponível. 0 método preferido da presente invenção expõe sua vantagem primária e método novo em relação à técnica anterior provê equilíbrio de energia térmica normalizada que é essencial para eficiências de uso e reutilização ampla de sistema realizadas e otimizadas simultaneamente monetizando todas as entradas de energia para todos os processos e aplicações pretendidas.
[00677] O método preferido da vantagem da presente invenção em relação à técnica anterior usando os métodos acima permite automações de biométrica, métrica e análise térmica para isolar, monitorar e rastrear animais específicos, utilizando uma combinação de biométrica, métrica e análise térmica para animais específicos pode ser monitorada, feita em gráfico e rastreada ao longo do tempo de vida de animal, ao contrário de técnica anterior usando etiquetas e outros meios, o método preferido do uso de biométrica, métrica e análise térmica da presente invenção permite identificação rápida e fácil e análise por sistemas controlados por inteligência artificial para plano de cuidado específico de animal definido e individualizado e dieta associada com respostas automatizadas e
318/332 alterações em alimentações, suplementos de nutrientes para crescimento e contabilidade de saúde e controle de qualidade 256, entrada adicional para contabilidade de operações de reprodução e parto e controle de qualidade 256, entrada adicional para eficiência de abate e processamento de carne automatizada para promover eficiência mais elevada de agricultura geral, análise, monitoramento, rastreamento e controle para otimizar e realizar produção de carne e saúde de animal e para processamento de carne.
[00678] O método preferido da vantagem da presente invenção em relação à técnica anterior e seus problemas e questões acima e estabelecer biossegurança não disponível e não encontrado na técnica anterior a partir da inclusão de automação e robótica reduz ou elimina os problemas acima e outros tipicamente encontrados em instalações, práticas, processos e aplicações da técnica anterior. O método preferido da vantagem da presente invenção em relação à técnica anterior usando os métodos acima permite automações de biométrica, métrica e análise térmica para isolar, monitorar e rastrear funcionários e convidados para estabelecer níveis de segurança de acesso à instalação e sua cadeia alimentar não disponível e não encontrado em instalações, processos ou aplicações de agricultura da técnica anterior. 0 método preferido da presente invenção permitirá o uso de uma combinação de biométrica, métrica e análise térmica para qualquer atividade na instalação. 0 método preferido da presente invenção varrerá todos os movimentos e qualquer fonte térmica quer humana ou
319/332 animal para que possa ser monitorada, feita em gráfico e rastreada e registrada para fins históricos ou para entrada inadequada para alertar e definir alarmes e registrar atividades para resposta acionável ou processo criminal e legal.
[00679] O método preferido da vantagem da presente invenção em relação à técnica anterior usando os métodos acima permite automações de biométrica, métrica e análise térmica para isolar, monitorar, rastrear vacas e porcos para processamento de garantia de qualidade de animais saudáveis e rejeição e/ou retirada de animais não saudáveis para separar de problemas adicionais e contaminações em potencial.
[00680] O método preferido da vantagem da presente invenção em relação à técnica anterior com inclusão de sistema de açougue e processamento robótico autônomo. O método preferido da vantagem da presente invenção em relação à técnica anterior é com inclusão de processador de abate e limpador de vaca ou porco, robótico autônomo. O método preferido da vantagem da presente invenção em relação à técnica anterior é com inclusão de esquartejamento de vaca ou porco, robótico, autônomo e faca que então envia o produto para acabamento. O método preferido da vantagem da presente invenção em relação à técnica anterior é com inclusão de processamento e embalagem de produto de porco ou carne de vaca cru. O método preferido da vantagem da presente invenção em relação à técnica anterior é com inclusão de processamento de conveniência consistindo principalmente em aromatizar o produto de porco ou carne de vaca,
320/332 embalagem e congelamento ou aromatização do produto de porco ou carne de vaca, processamento de calor úmido ou calor seco, embalagem e então congelamento.
[00681] 0 método preferido da vantagem da presente invenção em relação à técnica anterior no uso de biométrica, métrica e análise térmica fornece à invenção a capacidade de rastrear um animal a partir do nascimento até crescimento, abate, esquartejamento e embalagem.
[00682] 0 método preferido da vantagem da presente invenção em relação à técnica anterior usando os métodos acima permite automação de biométrica, métrica e análise térmica para isolar, monitorar e rastrear animais específicos, utilizando uma combinação de biométrica, métrica e análise térmica para animais específicos pode ser monitorado, feito em gráfico e rastreado ao longo do tempo de vida do animal, ao contrário da técnica anterior usando etiquetas e outros meios, o método preferido do uso de biométrica, métrica e análise térmica da presente invenção permite identificação rápida e fácil e análise por sistemas controlados por inteligência artificial para plano de cuidado específico de animal individualizado e definido e dieta associada com respostas automatizadas e alterações em alimentações, suplementos de nutrientes e ordenha para contabilidade e controle de qualidade 256, entrada adicional para colocação de ovos para contabilidade e controle de qualidade 256, entrada adicional para eficiência de coleta de ovos robótica e automatizada para promover eficiência de agricultura mais elevada em
321/332 geral, análise, monitoramento, rastreamento e controle para otimizar e realizar a produção e saúde de animal e para coleta de ovos e carne.
[00683] O método preferido da vantagem da presente invenção em relação à inclusão da técnica anterior de sistema de coleta térmica solar 106, resfriamento por absorção 121 e armazenagem de energia 110, permite a uma fazenda de animais o benefício adicional de conexão à armazenagem de energia térmica para a finalidade de préaquecimento ou entrada de energia térmica primária para a instalação de aves domésticas para aplicações intensas térmicas de processamento de produto, também pode permitir aquecimento passivo da instalação. O método preferido da presente invenção tem a vantagem adicional versus técnica anterior com a capacidade de aplicar entrada fria a partir da armazenagem de energia fria 124 para fins de resfriamento da instalação e para entrada fria para processamento, transferência e armazenagem de carne processada e armazenagem de ovos processados. O método preferido da presente invenção reduziría as exigências de transporte com a capacidade adicionada de fazer processamento, embalagem para incluir armazenagem fria e seca no local. O método preferido da vantagem da presente invenção em relação à inclusão da técnica anterior de geração e armazenagem de energia renovável que ofereceria então a capacidade incluída de comunicar energia térmica recuperada e reciclada para a finalidade ou armazenagem ou reutilização de energia térmica. O método preferido da presente invenção oferece a vantagem em relação à técnica anterior em que obtém a eficiência
322/332 mais elevada do sistema e reduz exigências de entrada de energia com inclusão de geração de energia renovável e processamento e armazenagem de emissões de gás e térmica associados, adicionalmente oferece vantagem em relação à técnica anterior em sua capacidade para reduzir confiança em combustíveis fósseis e fontes de entrada de energia não verde.
[00684] O método preferido da vantagem da presente invenção em relação à técnica anterior usando automação e robótica permitirá uma operação de ciclo quase fechada, usando energia térmica armazenada para quente e frio e outras entradas de temperatura reduzirão e potencialmente eliminarão a contaminação a partir de certos tipos de bactérias, benefício adicional da falta de exposição não controlada a ar não filtrado externo e contaminantes transportados pelo ar associados. O método preferido da vantagem da presente invenção em relação à técnica anterior usando automação e robótica permitirá uma operação de ciclo quase fechado, correias transportadoras e ganchos de suspensão usados na técnica anterior para transferir e mover produto entre zonas de processamento, o método preferido da presente invenção usa energia renovável para fornecer resfriamento para desenvolvimento de fluxo de gelo, utilizando um arranjo de sistema de bandeja e produto suspenso em uma pasta para reduzir deterioração e exposição à bactéria.
[00685] Processos e aplicações de agricultura da técnica anterior nunca foram tipicamente totalmente ou parcialmente automatizadas devido a seu projeto inerente e falhas de implantação. 0 método preferido da presente
323/332 invenção usa tecnologias de métrica, biométrica e imageamento térmico de análise, monitoramento e controle do processo de agricultura utilizando amalgamado com inteligência artificial e automação incluindo robótica para reduzir ou eliminar danos e tempo de atividade aumentado, produtividade e volume aumentado.
[00686] 0 método preferido da presente invenção expõe sua vantagem principal e método novo em relação a aplicações e processos acima da técnica anterior com regeneradores e permutadores térmicos fisicamente conectados 214 em sua recuperação e reciclagem de energia térmica residual para uso, reutilização, armazenagem e/ou conversão e armazenagem. Essa energia é usada por aplicações intensas térmicas como com motores de ciclo Stirling que usam uma porção da energia térmica para a geração de energia rotacional, para uso em tais aplicações como trabalho de rotação necessário para entrada em um gerador, bomba ou compressor. Calor residual reciclado a partir desse processo pode ser usado em um segundo nível de reutilização de energia residual disponível como entrada de energia térmica em aplicações intensas térmicas de limite de calor inferior secundárias como ciclo de motor Stirling 116 com um diferencial de temperatura reduzida que usaria então uma porção da entrada de energia térmica para a geração de energia rotacional para uso em tais aplicações como trabalho de rotação necessário para entrada em um gerador, bomba ou compressor.
[00687] O método preferido da vantagem da presente invenção técnica anterior com inclusão de versus
324/332
ULTRAGRID™ pode fornecer análise, monitoramento e controle de toda e qualquer energia disponível e necessidades de energia em potencial para confiabilidade crítica de missão com base em demanda ou como necessário.
[00688] A presente invenção tem vantagem adicional em relação à técnica anterior a partir de aplicações adicionais e ciclos de processo de energia térmica restante e a partir da armazenagem para encorajar adicionalmente uso e reciclagem de energia disponível para aplicação adicional e processa uso de energia que pode ser adicionada com base em temperaturas de entrada disponíveis e retorno em custo de investimento versus uma razão aceitável de benefícios para custos, toda energia térmica reciclável restante pode ser então recuperada e então comunicada para sistemas de armazenagem térmica de temperatura apropriada 125, adicionalmente energia térmica pode ser comunicada para resfriamento por absorção 121 para converter energia térmica à base de calor em energia térmica à base de frio para manter um equilíbrio de energia localizada de energia térmica armazenada disponível. 0 método preferido da presente invenção expõe sua vantagem principal e método novo em relação à técnica anterior provê equilíbrio de energia térmica normalizada que é essencial para eficiências de uso e reutilização ampla de sistema realizadas e otimizadas simultaneamente monetizando todas as entradas de energia para todos os processos e aplicações pretendidas.
325/332 [00689] O método preferido da vantagem da presente invenção em relação à técnica anterior usando os métodos acima permite automações de biométrica, métrica e análise térmica para isolar, monitorar e rastrear animais específicos, utilizando uma combinação de biométrica, métrica e análise térmica para que animais específicos possam ser monitorados, feitos em gráfico e rastreados ao longo de tempo de vida de espécie aquática, ao contrário da técnica anterior usando etiquetas e outros meios, o método preferido do uso de biométrica, métrica e análise térmica da presente invenção permite identificação rápida e fácil e análise por sistemas controlados por inteligência artificial para plano de cuidado específico de animal individualizado e definido e dieta acompanhada com respostas automatizadas e alterações em alimentações, suplementos de nutrientes para contabilidade de crescimento e saúde e controle de qualidade 256, entrada adicional para contabilidade e controle de qualidade de operações de criação, reprodução e incubação, 256, entrada adicional para eficiência de abate e processamento de carne automatizado para promover eficiência mais elevada de agricultura, análise, monitoramento, rastreamento e controle para otimizar e realizar produção de carne e saúde de animal e para processamento de carne.
[00690] O método preferido da vantagem da presente invenção em relação à técnica anterior e seus problemas e questões acima e estabelecer biossegurança não disponível e não encontrada na técnica anterior a partir
326/332 da inclusão de automação e robótica reduz ou elimina os problemas acima e outros tipicamente encontrados com instalações, práticas, processos e aplicações da técnica anterior. 0 método preferido da vantagem da presente invenção em relação à técnica anterior utilizando os métodos acima permite automações de biométrica, métrica e análise térmica para isolar, monitorar e rastrear funcionários e convidados para estabelecer níveis de segurança de acesso à instalação e sua cadeia alimentar não disponível e não encontrada em instalações, processos ou aplicações de agricultura da técnica anterior. O método preferido da presente invenção permitirá o uso de uma combinação de biométrica, métrica e análise térmica para qualquer atividade na instalação. O método preferido da presente invenção varrerá todos os movimentos e qualquer fonte térmica quer humana ou animal de modo que possa ser monitorada, feita em gráfico e rastreada e registrada para fins históricos ou para entrada inadequada para alertar e definir alarmes e registrar atividades para responsa acionável ou processo criminal ou legal.
[00691] O método preferido da presente invenção permite exposição humana mínima e contato pessoal na instalação, portanto, reduz comunicação viral potencial e bactérias para todo processamento e processamento de subproduto, processamento de conveniência, embalagem e armazenagem na instalação.
[00692] O método preferido da vantagem da presente invenção em relação à técnica anterior incluindo seus problemas e questões acima, a presente invenção
327/332 estabelecerá instalação de abate localizada e processamento com a inclusão de energia renovável localizada, armazenagem de energia 110, recuperação de energia e reciclagem de energia resulta, uso de automação e robótica reduz ou elimina os problemas acima e outros tipicamente encontrados com instalações da técnica anterior, práticas, processos e aplicações. O método preferido da vantagem da presente invenção com inclusão de automação e robótica no local fornecendo processamento e preparação de alimento de conveniência, acabamento de produto com calor úmido ou seco, congelamento e embalagem e abre novos mercados verticais e linhas de produtos com vantagem adicional de sua exposição à contaminação e bacteriana reduzida, força de trabalho robótica e automatizada permite temperaturas reduzidas na instalação até quase congelamento para retardar e reduzir crescimento bacteriano versus desvantagens da técnica anterior com força de trabalho humana propensa a lesão causando ações repetitivas, interação perigosa com facas e superfícies de corte e pisos escorregadios, contato humano permitido e contaminações carregadas pelo ser humano.
[00693] O método preferido da presente invenção permite exposição humana mínima e contato pessoal na instalação, portanto reduz comunicação viral potencial e de bactérias para todo processamento e processamento de subproduto, processamento de conveniência, embalagem e armazenagem na instalação, isso reduziu cargas reguladoras enquanto aumenta a viabilidade financeira.
328/332 [00694] Processos e aplicações de agricultura da técnica anterior nunca foram tipicamente totalmente ou parcialmente automatizadas devido a seu projeto inerente e falhas de implantação. O método preferido da presente invenção usa tecnologias de métrica, biométrica e imageamento térmico de análise, monitoramento e controle do processo de agricultura usando amalgamado com inteligência artificial e automação incluindo robótica para reduzir ou eliminar danos e tempo de atividade aumentado, produtividade e volume aumentado.
[00695] O método preferido da presente invenção expõe sua vantagem principal e método novo em relação aos processos e aplicações acima da técnica anterior com regeneradores e permutadores de calor fisicamente conectados 214 em sua recuperação e reciclagem de energia térmica residual para uso, reutilização, armazenagem e/ou conversão e armazenagem. Essa energia é usada por aplicações intensas térmicas como com motores de ciclo Stirling que usam uma porção da energia térmica para a geração de energia rotacional, para uso em tais aplicações como trabalho de rotação necessário para entrada em um gerador, bomba ou compressor. Calor residual reciclado a partir desse processo pode ser usado em um segundo nível de reutilização de energia residual disponível como entrada de energia térmica em aplicações intensas térmicas de limite de calor inferior secundárias como ciclo de motor Stirling 116 com um diferencial de temperatura reduzida que usaria então uma porção da entrada de energia térmica para a geração de energia rotacional para uso em tais aplicações como
329/332 trabalho de rotação necessário para entrada em um gerador, bomba ou compressor.
[00696] A capacidade presente invenção estende principalmente a de incorporar e integrar indústrias adicionais e seus processos e aplicações associados na suíte de capacidades de ULTRAGRID™ 194 e amalgamado com uma solução híbrida para formar uma unificação de sistema sustentável simbiótico unida com inteligência artificial e automação baseada em aprendizado por máquina de monitoramento, análise e controle de processos e aplicações em combinação com uma solução de automação baseada em robótica e acionada com componentes de energia renovável.
[00697] A operação da unidade é extremamente eficiente em termos de custo. Alterações podem ser feitas na natureza, composição, operação e disposição dos vários elementos, etapas e procedimentos descritos aqui sem se afastar do espírito e escopo da invenção como definido nas reivindicações incluídas.
reconhece que há problemas desvantagens no modo acima discutido de fornecer energia para um sistema de geração de energia e armazenagem de energia 110. Um problema potencial relacionado é a ameaça em potencial ao aquecimento global do clima da Terra. Várias modalidades da presente invenção podem ser vantajosas em que podem resolver na íntegra ou reduzir até certo grau um ou mais dos problemas em potencial e/ou desvantagens discutidas acima.
[00698] Energia térmica para energia elétrica e térmica em demanda para integração de aplicações intensas
A persente invenção em potencial e/ou
330/332 térmicas permite capacidades de geração de energia responsiva e precisa para responder a exigências de carga de linha de base intensa e necessidades com base em comunicações de rede inteligente 192. A integração do sistema de ULTRAGRID™ 195 permite interação rápida de sistemas de energia para disponibilidade máxima de energia e flexibilidade para tratar todas as necessidades do sistema e exigências de energia. Essa integração estende a compatibilidade e capacidade de uso para projeto de produto de usuário final inicial adicional e fabricação. Desse modo, a presente invenção foi descrita em um modo ilustrativo. Deve ser entendido que a terminologia que foi usada pretende estar na natureza de palavras de descrição ao invés de limitação. Consequentemente, características em uma seção podem ser combinadas com características especificadas em outras seções, como apropriado. Muitas modificações e variações da presente invenção são possíveis à luz dos ensinamentos acima.
[00699] As descrições acima de várias modalidades foram apresentadas somente para fins de ilustração e descrição. Não pretendem ser exaustivas ou limitar a presente invenção às formas reveladas. Por conseguinte, muitas modificações e variações da presente invenção são possíveis à luz dos ensinamentos acima serão evidentes para técnicos versados na arte. Adicionalmente, a revelação acima não pretende limitar a presente invenção. No relatório descritivo e reivindicações o termo compreendendo será entendido como tendo um significado amplo similar ao termo incluindo e será
331/332 interpretadas intermediários entendido como implicando a inclusão de um inteiro mencionado ou etapa ou grupo de inteiros ou etapas, porém não a exclusão de qualquer outro inteiro ou etapa ou grupo de inteiros ou etapas. Essa definição também se aplica a variações no termo compreendendo como compreende e compreendem.
[00700] Embora várias modalidades representativas da presente invenção tenham sido descritas acima com certo grau de particularidade, aqueles versados na técnica poderíam fazer inúmeras alterações nas modalidades reveladas sem se afastar do espírito ou escopo da matéria inventiva exposta no relatório descritivo e reivindicações. Referências de junção (por exemplo, anexado, aderido, unido) devem ser amplamente e podem incluir elementos entre uma conexão de elementos e movimento relativo entre elementos. Como tal, referências de junção não inferem necessariamente que dois elementos são diretamente conectados e em relação fixa entre si. Além disso, referências de conexão de rede devem ser interpretadas amplamente e podem incluir elementos ou dispositivos intermediários entre conexões em rede, de elementos. Como tal, referências de conexão de rede não inferem necessariamente que dois elementos estão em comunicação direta entre si. Em alguns casos, em metodologias direta ou indiretamente expostas aqui, várias etapas e operações são descritas em uma ordem de operação possível, porém aqueles versados na técnica reconhecerão que etapas e operações podem ser reorganizadas, substituídas ou eliminadas sem
332/332 necessariamente se afastar do espírito e escopo da presente invenção. Pretende-se que toda matéria contida na descrição acima ou mostrada nos desenhos em anexo seja interpretada como ilustrativa somente e não limitadora. Alterações em detalhe ou estrutura podem ser feitas sem se afastar do espírito da invenção como definido nas reivindicações apenas.
[00701] Embora a presente invenção tenha sido descrita com referência às modalidades delineadas acima, várias alternativas, modificações, variações, aperfeiçoamentos e/ou equivalentes substanciais, quer conhecidos ou que estão ou possam ser atualmente previstos, podem se tornar evidentes para aqueles tendo pelo menos conhecido comum na técnica. A listagem das etapas de um método em certa ordem não constitui nenhuma limitação na ordem das etapas do método. Por conseguinte, as modalidades da invenção exposta acima pretendem ser ilustrativas, não limitadoras. As pessoas versadas na técnica reconhecerão que alterações podem ser feitas na forma e detalhe sem se afastar do espírito e escopo da invenção. Portanto, a invenção pretende abranger todas as alternativas, modificações, variações, aperfeiçoamentos conhecidos ou anteriormente desenvolvidos e/ou substanciais.
e/ou equivalentes
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Claims (35)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Processo caracterizado por:
    a) capturar energias, as energias capturadas compreendendo pelo menos uma de energia eólica, fotovoltaica, química, de combustão e térmica;
    b) converter as energias capturadas em pelo menos uma intermediária usando pelo menos um dentre um gerador, torre de resfriamento, turbina, eletrolisador, compressor, separador de gás, permutador de calor, tanque de armazenagem térmica, motor Stirling, resfriador de absorção e reator químico;
    c) em que a intermediária compreende pelo menos dois dentre vapor, eletricidade, água, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, argônio, neônio, xenônio, criptônio, insumo agrícola, sal fundido, óleo, gelo, mistura de água e glicol e amônia; e
    d) armazenar pelo menos uma dentre a energia térmica e a intermediária em pelo menos um meio de armazenagem.
  2. 2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a energia térmica é capturada através de pelo menos um dentre energia térmica solar e energia geotérmica.
  3. 3. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a intermediária é utilizada por pelo menos dois dentre um destilador, permutador de calor, motor Stirling, célula de combustível, gerador, turbina, eletrolisador, compressor e módulo de absorção de oscilação para criar pelo menos um dos subprodutos térmicos e químicos.
    2/35
  4. 4. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a energia térmica é utilizada por pelo menos um dentre um reator de amônia, motor Stirling, malha de aquecimento radiante e malha de resfriamento radiante.
  5. 5. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um sistema de refrigeração de absorção de múltiplos efeitos, em que o sistema de refrigeração de absorção de múltiplos efeitos compreende uma pluralidade de evaporadores, absorvedores, permutadores de calor e condensadores.
    6. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: a) pelo menos uma entrada e saída para uma rede elétrica existente. 7 . Processo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que
    compreende ainda:
    a) uma subestação elétrica entre a energia capturada, dispositivos de armazenagem e conversão e a rede elétrica existente. 8. Processo, de acordo com a
    reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a célula de combustível compreende ainda pelo menos uma placa que compreende uma mistura de cerâmica e pelo menos um de grafene e grafite.
    3/35
    9. Motor Stirling gradientes de energia térmica, compreender:
    para utilizar caracterizado por
    a) pelo menos um dentre um eixo de acionamento, gerador e mancais;
    b) pelo menos um dentre um cilindro do lado de compressor, um pistão de força, uma área de regenerador, um cilindro deslocador e um pistão;
    c) uma malha térmica de calor elevado sobre dimensionado que faz interface com o cilindro deslocador; e
    d) uma malha de resfriamento de água gelada que faz interface com o cilindro do lado de compressão.
    10. Motor Stirling, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que pelo menos um guia de cruzeta é utilizado pelo menos em um cilindro do lado de compressão e cilindro deslocador.
    11. Motor Stirling, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que pelo menos um guia de cruzeta inclui pelo menos uma gaxeta ou vedação.
    12. Motor Stirling, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o cilindro do lado de compressão e o cilindro deslocador são dispostos em uma configuração dual no mesmo lado de uma pluralidade das configurações de cilindro dual do motor Stirling em arranjo linear, em linha-v, duplo-v, W, ou rotativo.
    4/35
    13. Motor Stirling, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o motor Stirling compreende uma interface de malha adicional, a interface de malha adicional utilizando calor residual a partir do motor para meio de aquecimento em uma malha de calor residual.
    14. Motor Stirling, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que utiliza a malha adicional como uma fonte de calor radiante para pelo menos um dentre um dispositivo e área.
    15. Tanque de armazenagem térmica caracterizado por a energia térmica ser armazenada em meio no tanque de armazenagem térmica, em que o meio é selecionado a partir do grupo que consiste em:
    a) fluido de capacidade de calor elevada;
    b) fluido de capacidade de calor médio;
    c) fluido de capacidade de calor baixo;
    d) fluido de trabalho;
    e) sólido ou fluido de capacidade fria; e
    f) combinações dos mesmos.
    16. Tanque de armazenagem térmica, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que uma primeira malha de temperatura faz interface em uma extremidade do tanque de armazenagem e uma segunda malha de temperatura mais elevada faz interface na outra extremidade para produzir um tanque de armazenagem termoclina.
    17. Tanque de armazenagem térmica, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que os tanques de armazenagem térmica utilizam
    5/35 projeto de parede dupla a cavidade de parede dupla retém um isolador térmico intermediário para circundar totalmente o meio de armazenagem no tanque de armazenagem.
    18. Tanque de armazenagem térmica, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o isolador térmico no tanque de armazenagem de parede dupla é escolhido com base em suas propriedades de alteração de fase e pode ser utilizado como uma fonte de recuperação de energia residual intermediária.
    19. Tanque de armazenagem térmica, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o meio é armazenado pelo menos em dois de um tanque de armazenagem de calor elevado, tanque de armazenagem de calor médio, tanque de armazenagem de calor baixo, e tanque de armazenagem fria.
    20. Coletor de energia solar, caracterizado por compreender:
    a) pelo menos um refletor parabólico linear;
    b) pelo menos um receptor linear compreendendo:
    i) pelo menos um absorvedor térmico de temperatura elevada;
    ii) pelo menos um absorvedor térmico de temperatura média; e iii) pelo menos um dentre um refletor de coordenação e radiador tendo pelo menos uma malha de captura de fluido térmico de temperatura
  6. 6/35 elevada e malha de captura de fluido térmico de temperatura média; e
    c) suportes transversais no formato crescente fixando o refletor parabólico linear e o receptor linear, permitindo movimento rotacional independente desimpedido do refletor parabólico linear.
    21. Coletor de energia solar, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que compreende ainda pelo menos um painel fotovoltaico acima de pelo menos um refletor parabólico linear.
    22. Coletor de energia solar, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que compreende ainda pelo menos um acionador e pelo menos uma junta giratória para permitir que pelo menos um de pelo menos um receptor parabólico linear e pelo menos um receptor linear para mover ao longo de pelo menos um eixo.
    23. Coletor de energia solar, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que os suportes transversais são usados como um trilho de guia para um limpador para os refletores e painéis fotovoltaicos.
    24. Limpador de energia solar, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que o limpador é associado a um guindaste de transferência associado para mover o limpador a partir de um conjunto de suportes transversais para outro.
    25. Limpador de energia solar, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que o limpador é capaz de mover a partir de um conjunto dos
  7. 7/35 suportes transversais para outro em um programa ou automaticamente após detectar eficiência inferior dos painéis solares.
    26. Sistema de refrigeração de absorção de múltiplos efeitos, caracterizado por sistema de refrigeração de absorção de múltiplos efeitos compreende uma pluralidade de evaporadores, absorvedores, permutadores de calor e condensadores.
    27. Sistema de refrigeração de absorção de múltiplos efeitos, de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que o sistema de refrigeração de absorção de múltiplos efeitos compreende ainda:
    a) uma temperatura de entrada mais elevada em um quarto gerador;
    b) um permutador de calor entre um quarto condensador e um terceiro gerador;
    c) um permutador de calor entre um primeiro condensador e um segundo gerador;
    d) um permutador de calor entre um segundo condensador e um primeiro gerador;
    e) em que cada gerador remove uma porção de vapor refrigerante para reduzir a temperatura de entrada mais elevada para uma temperatura sucessivamente mais baixa para cada condensador sucessivo.
    28. Sistema de controle de energia computadorizado, caracterizado por compreender:
    a) uma inteligência artificial e aprendizagem de máquina para monitorar, processar, controlar e realocar pelo menos uma energia capturada,
  8. 8/35 conversão de pelo menos um meio intermediário e armazenagem das energias capturadas.
    29. Sistema de controle computadorizado, de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de que o sistema de controle computadorizado adapta a alterações de demanda com aprendizagem por máquina com base em pelo menos um dentre uma entrada de usuário anterior e regra definida.
    30. Sistema de controle computadorizado, de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de que o sistema de controle computadorizado compreende pelo menos uma camada selecionada do grupo que consiste em:
    a) sistema de supervisor inteligente de controle mestre;
    b) centro de operação de rede mestre;
    c) centro de operação de rede;
    d) controle doméstico e aparelho de consumidor; e
    e) combinações dos mesmos.
    31. Processo caracterizado por compreender: a) capturar uma energia, a energia capturada compreendendo pelo menos uma de energia eólica, energia térmica solar , energia fotovoltaica
    solar, energia de motor de combustão, energia de célula de combustível e energia térmica;
    b) converter pelo menos uma das energias capturadas utilizando pelo menos uma turbina a vapor e
  9. 9/35 motor stirling para produzir pelo menos uma energia elétrica e energia rotacional;
    c) utilizar pelo menos uma das energias capturadas para operar uma turbina a vapor, torre de resfriamento, eletrolisador, compressor, separador de gás, permutador de calor, motor Stirling, tanque de armazenagem térmica, resfriador de absorção, reator químico e gerador para produzir pelo menos um intermediário;
    d) em que a intermediária compreende pelo menos um de vapor, eletricidade, água, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, argônio, neônio, xenônio, criptônio, sal fundido, óleo, gelo, mistura de água e glicol e amônia,
    e) em que pelo menos uma intermediária é utilizada como entrada para pelo menos um módulo de destilação, eletrolisador, compressor, reator de amônia, módulo de absorção de oscilação de pressão, motor a vapor, motor Stirling e instalação de fabricação para produzir pelo menos um produto selecionado do grupo que consiste em:
    i) trabalho rotacional;
    ii) trabalho mecânico;
    iii) eletricidade;
    iv) água purificada;
    v) produtos químicos de componente;
    vi) produção de amônia;
    vii) produção de nitrato de amônio etanol;
  10. 10/35 viii) produção de nitrato de amônio hidroxila;
    ix) nitrogênio;
    x) gases nobres;
    xi) produto;
    xii) plantas;
    xiii) produtos de cimento;
    xiv) produtos de ferro fundido;
    xv) produtos de plástico;
    xvi) produtos de bioplástico;
    xvii) produtos de fibra de carbono; xviii) pirólise;
    xix) aquecimento, ventilação e condicionamento de ar ambiental;
    xx) insumo agrícola;
    xxi) produtos laticínios;
    xxii) produtos de nitrato; xxiii) dessalinização;
    xxiv) produtos de bloco e tijolo;
    xxv) produtos de etanol;
    xxvi) produtos de aço;
    xxvii) produtos de alumínio; e xxviii) combinações dos mesmos;
    f) pelo menos uma intermediária e energia capturada armazenada em pelo menos uma de uma unidade de armazenagem de energia térmica, unidade de armazenagem química e unidade de rede elétrica.
    32. Processo, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de que a
  11. 11/35 energia térmica é capturada através de energia geotérmica.
    33. Processo, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:
    a) entradas e saídas para uma rede elétrica existente; a rede elétrica existente separada dos processos de captura, armazenagem e conversão de energia por uma subestação.
    34. Processo, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de que as energias térmicas são armazenadas em combinações de fluidos de capacidade de calor elevado, fluidos de capacidade de calor médio, fluidos de capacidade de calor baixo e fluidos de trabalho em pelo menos um tanque de armazenagem correspondente.
    35. Processo, de acordo com a reivindicação 34, caracterizado pelo fato de que utilizando pelo menos um dos fluidos de capacidade de calor elevado, fluidos de capacidade de calor médio, fluidos de capacidade de calor baixo e fluidos de trabalho para operar pelo menos um resfriamento de amônia, permutador de vapor e módulo de resfriamento de absorção para armazenagem de energia de temperatura fria em pelo menos um tanque de armazenagem correspondente.
    36. Processo, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de que a célula de combustível compreende ainda pelo menos uma placa que compreende uma mistura de cerâmica e pelo menos um de grafene e grafite.
  12. 12/35
    37. Motor Stirling de múltiplos cilindros caracterizado por compreender:
    a) cilindros dispostos pelo menos em duas fileiras;
    b) uma primeira fileira de cilindros espalhados em relação a uma segunda fileira de cilindros e os eixos centrais longitudinais dos cilindros da primeira fileira estendendo em paralelo ao ângulo dos eixos centrais longitudinais dos cilindros da segunda fileira para formar uma fileira de unidades de trabalho de cilindro;
    c) a unidade de trabalho de cilindro compreendendo pelo menos um dentre um cilindro do lado de compressão, um pistão de força, uma área de regeneração, um cilindro deslocador e um pistão;
    d) pelo menos duas fileiras das unidades de trabalho de cilindro referentes a uma pluralidade de elementos de posicionamento posicionado as unidades de trabalho de cilindro pelo menos em uma de uma disposição linear, em linha V, duplo V, W ou rotativo;
    e) uma malha térmica de calor elevado sobre dimensionado que faz interface com o cilindro deslocador;
    f) uma malha de resfriamento de água gelada que faz interface com o cilindro do lado de compressão;
    g) uma interface de malha adicional;
    h) a interface de malha adicional utilizando calor residual a partir do motor para aquecer o meio em uma malha de calor residual; e
  13. 13/35
    i) utilizar a malha adicional como uma fonte de calor radiante para pelo menos um dentre um dispositivo e área.
    38. Motor Stirling, de acordo com a reivindicação 37, caracterizado pelo fato de que pelo menos um guia de cruzeta é utilizado pelo menos em um do cilindro do lado de compressão e cilindro deslocador.
    39. Motor Stirling, de acordo com a reivindicação 38, caracterizado pelo fato de que pelo menos um guia de cruzeta inclui pelo menos uma gaxeta ou vedação.
    40. Processo para dessalinização e processamento de subproduto utilizando entrada de energia térmica renovável, caracterizado por compreender:
    a) utilizar energia térmica convertida pelo menos em um trabalho rotacional e eletricidade para pelo menos um subprocesso e módulo;
    b) entrada de solução de salmoura reciclada para pelo menos um módulo evaporador;
    c) entrada de pré-aquecimento e energia térmica de calor para pelo menos um módulo evaporador;
    d) recuperar calor residual de pelo menos um módulo evaporador utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual;
    e) em que pelo menos um subproduto a partir de pelo menos um módulo evaporador é entrado pelo menos em um módulo de evaporação a vácuo;
    f) combinar pelo menos um subproduto a partir de pelo menos um módulo evaporador transferido
  14. 14/35 para pelo menos um módulo de evaporação a vácuo com matérias primas e entrada de energia térmica;
    g) recuperar calor residual a partir do módulo de evaporação a vácuo utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual;
    h) processar materiais a partir de pelo menos um módulo de evaporação a vácuo através de pelo menos um módulo de cristalização de camalite;
    i) em que o subproduto de pelo menos um módulo de cristalização camalite é processado através de pelo menos um dentre um meio de extração de brometo e módulo absorvedor e um módulo de lixiviar;
    j) em que materiais a partir do módulo de lixiviar são processados através de pelo menos um módulo desidratador-filtro;
    k) em que materiais a partir de pelo menos um módulo desidratador-filtro são processados através de pelo menos um módulo eletrolisadorhidratador;
    l) em que materiais de pelo menos um módulo de cristalização de camalite transferidos para pelo menos um meio de extração de brometo e módulo de absorvedor são combinados com matérias primas e entrada de energia térmica;
    m) recuperar calor residual a partir de pelo menos um meio de extração de brometo e módulo de absorvedor utilizando pelo menos uma malha de calor residual;
    n) processar materiais a partir de pelo menos um meio de extração de brometo e módulo de
  15. 15/35 absorvedor para pelo menos um dentre um módulo de destilação e módulo de precipitação;
    o) processar materiais a partir do módulo de destilação para um módulo de produção de brometo;
    p) em que materiais a partir de pelo menos um meio de extração de brometo e módulo de absorvedor transferido para pelo menos um módulo de precipitação são combinados com matérias primas e entrada de energia térmica;
    q) recuperar calor residual a partir de pelo menos um módulo de precipitação utilizando pelo menos uma malha de calor residual;
    r) processar materiais a partir de pelo menos um módulo de precipitação utilizando pelo menos um módulo de lavagem de filtro;
    s) processar materiais a partir de pelo menos um módulo de lavagem de filtro para pelo menos um dentre um módulo secador e módulo de malha de amônia; e
    t) em que pelo menos um módulo de malha de amônia transfere materiais de volta para pelo menos um módulo de precipitação.
    41. Processo, de acordo com a reivindicação 40, caracterizado pelo fato de que a energia térmica de entrada é a partir da energia térmica de malhas de calor residual reciclado.
    42. Processo, de acordo com a reivindicação 40, caracterizado pelo fato de que a solução de salmoura reciclada ciclada através de pelo menos um módulo evaporador produz pelo menos um
  16. 16/35 subproduto de gesso, sal bruto, e sal solar que retém calor elevado.
    43. Processo, de acordo com a reivindicação 42, caracterizado pelo fato de que o sal bruto é adicionalmente processado através de pelo menos um módulo de iodização-lavagem para produzir sal de rocha.
    44. Processo, de acordo com a reivindicação 40, caracterizado pelo fato de que pelo menos um módulo de evaporação a vácuo produz pelo menos um subproduto de hidróxido de potássio, cloro e sal evaporado.
    45. Processo de acordo com a reivindicação 40, caracterizado pelo fato de que o cloreto de potássio é extraído de pelo menos um
    subproduto do módulo desidratador-filtro.
    46. Processo, de acordo com a reivindicação 40, caracterizado pelo fato de que hidróxido de magnésio é extraído a partir de pelo menos um dentre um módulo secador e um módulo de malha de amônia.
    cimento a renovável, convertida
    47. Processo para produzir partir da entrada de energia térmica caracterizado por compreender:
    a) utilizar energia térmica pelo menos em uma de trabalho rotacional e eletricidade para pelo menos um subprocesso e módulo;
    b) entrada de pelo menos uma de cinza, cal, carbono, óxido de magnésio e gesso em um forno;
  17. 17/35
    c) entrada de pré-aquecimento e energia térmica de calor no forno;
    d) recuperação de calor residual a partir do forno utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual;
    e) processar materiais a partir do forno para um klinker e alimentar pré-aquecimento adicional e energia de calor no klinker;
    f) recuperar calor residual a partir do klinker utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual;
    g) processar materiais a partir do klinker para um moinho de cimento e alimentar préaquecimento adicional e energia de calor no moinho de cimento;
    h) recuperar calor residual a partir do moinho de cimento utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual;
    i) processar materiais a partir do moinho de cimento para um módulo de intermistura e alimentar pré-aquecimento adicional e energia de calor no módulo de intermistura;
    j) recuperar calor residual a partir do módulo de intermistura utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual;
    k) processar materiais a partir do módulo de intermistura para um módulo de finalização de produto de cimento e alimentar pré-aquecimento adicional e energia de calor no módulo de finalização de produto de cimento; e
  18. 18/35
    1) recuperar calor residual a partir do módulo de finalização de produto de cimento utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual.
    48. Processo para produzir ferro fundido a partir de entrada de energia térmica renovável, caracterizado por compreender:
    a) utilizar energia térmica convertida em pelo menos um de trabalho rotacional e eletricidade para pelo menos um subprocesso e módulo;
    b) entrada de pelo menos um de ferro, aço, carbono, e silício em um alto-forno;
    c) entrada de pré-aquecimento e energia térmica de calor no alto-forno;
    d) recuperar calor residual a partir do alto-forno utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual;
    e) processar materiais a partir do altoforno para um módulo de mistura e indução de liga e alimentar adicionalmente energia de calor e préaquecimento no módulo de mistura e indução de liga;
    f) recuperar calor residual a partir do módulo de mistura e indução de liga utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual;
    g) processar materiais a partir do módulo de mistura e indução de liga para um módulo de esferoidização e alimentar energia de calor e préaquecimento adicional no módulo de esferoidizar;
    h) recuperar calor residual a partir do módulo de esferoidizar utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual;
  19. 19/35
    i) processar materiais a partir do módulo de esferoidizar para um módulo de fusão e recozimento e alimentar energia de calor e pré-aquecimento adicional no módulo de fusão e recozimento;
    j) recuperar calor residual a partir do módulo de fusão e recozimento utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual;
    k) processar materiais a partir do módulo de fusão e recozimento para um módulo de finalização de produto de ferro fundido e alimentar energia de calor e pré-aquecimento adicional para o módulo de finalização de produto de ferro fundido; e
    l) recuperar calor residual a partir do módulo de finalização de produto de ferro fundido utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual.
    49. Processo para produzir plástico a partir da entrada de energia térmica renovável, caracterizado por compreender:
    a) utilizar energia térmica convertida em pelo menos um trabalho rotacional e eletricidade para pelo menos um subprocesso e módulo;
    b) entrada de materiais de base em um processador de resina;
    c) entrada de energia térmica de calor e pré-aquecimento no processador de resina;
    d) recuperar calor residual a partir do processador de resina utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual;
  20. 20/35
    e) processar materiais a partir do processador de resina para um forno e alimentar energia de calor e pré-aquecimento adicional no forno;
    f) recuperar calor residual a partir do forno utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual;
    g) processar materiais a partir do forno para um módulo de forno e prensa e alimentar energia de calor e pré-aquecimento adicional no módulo de forno e prensa;
    h) recuperar calor residual a partir do módulo de forno e prensa utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual;
    i) processar materiais a partir do módulo de forno e prensa para um módulo de molde e fusão e alimentar energia de calor e pré-aquecimento adicional no módulo de molde e fusão;
    j) recuperar calor residual a partir do módulo de molde e fusão utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual;
    k) processar materiais a partir do módulo de molde e fusão para um módulo de finalização de produto de plástico e alimentar energia de calor e préaquecimento adicional no módulo de finalização de produto de plástico; e
    l) recuperar calor residual a partir do módulo de finalização de produto de plástico utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual.
  21. 21/35
    50. Processo para produzir bioplástico a partir da entrada de energia térmica renovável, caracterizado por compreender:
    a) utilizar energia térmica convertida pelo menos em um de trabalho rotacional e eletricidade para pelo menos um subprocesso e módulo;
    b) entrada de materiais de base em um catalisador de dióxido de carbono;
    c) entrada de energia térmica de calor e pré-aquecimento no catalisador de dióxido de carbono;
    d) recuperar calor residual a partir do catalisador de dióxido de carbono utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual;
    e) processar materiais a partir do catalisador de dióxido de carbono para um forno e alimentar adicionalmente energia de calor e pré- aquecimento ao forno; f) recuperar calor residual a partir do
    forno utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual;
    g) processar materiais a partir do forno para um módulo de forno e prensa e alimentar energia de calor e pré-aquecimento adicional no módulo de forno e prensa;
    h) recuperar calor residual a partir do módulo de forno e prensa utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual;
    i) processar materiais a partir do módulo de forno e prensa para um módulo de molde e fusão e
  22. 22/35 alimentar energia de calor e pré-aquecimento adicional no módulo de molde e fusão;
    j) recuperar calor residual a partir do módulo de molde e fusão utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual;
    k) processar materiais a partir do módulo de molde e fusão para um módulo de finalização de produto de plástico e alimentar energia de calor e préaquecimento adicional para o módulo de finalização de produto de plástico; e
    l) recuperar calor residual a partir do módulo de finalização de produto de plástico utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual.
    51. Processo para produzir fibra de carbono a partir de entrada de energia térmica renovável, caracterizado por compreender:
    a) utilizar energia térmica convertida pelo menos em um de trabalho rotacional e eletricidade para pelo menos um subprocesso e módulo;
    b) entrada de materiais de base pelo menos um módulo de processo de estiramento e módulo de fusão e fiação;
    c) entrada de energia térmica de calor e pré-aquecimento pelo menos um módulo de processo de estiramento e módulo de fusão e fiação;
    d) recuperação de calor residual a partir de pelo menos um módulo de processo de estiramento e módulo de fusão e fiação utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual;
  23. 23/35
    e) processar materiais de pelo menos um módulo de processo de estiramento e módulo de fusão e fiação para um módulo termorrígido e alimentar adicionalmente energia de calor e pré-aquecimento no forno;
    f) recuperar calor residual a partir do módulo termorrígido utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual;
    g) processar materiais a partir do módulo termorrígido para um módulo de carbonizar e grafitar e alimentar energia de calor e pré-aquecimento adicional no módulo;
    h) recuperar calor residual a partir do módulo de carbonizar e grafitar utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual;
    i) processar materiais a partir do módulo de carbonizar e grafitar para um tratamento de superfície e módulo de colagem de epóxi e alimentar energia de calor e pré-aquecimento adicional no módulo;
    j) recuperar calor residual a partir do tratamento de superfície e módulo de colagem de epóxi utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual;
    k) processar materiais a partir do tratamento de superfície e módulo de colagem de epóxi para um módulo de finalização de produto de fibra de carbono e alimentar energia de calor e pré-aquecimento adicional no módulo de finalização de produto de fibra de carbono; e
  24. 24/35
    1) recuperar calor residual a partir do módulo de finalização de produto de fibra de carbono utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual.
    52. Processo para produzir produtos de tijolo e bloco, a partir da entrada de energia térmica renovável, caracterizado por compreender:
    a) utilizar energia térmica convertida pelo menos em um de trabalho rotacional e eletricidade para pelo menos um subprocesso e módulo;
    b) entrada de materiais de base pelo menos uma máquina de tijolo e bloco;
    c) entrada de energia térmica de calor e pré-aquecimento pelo menos em uma máquina de tijolo e bloco;
    d) recuperar calor residual a partir de pelo menos uma máquina de tijolo e bloco utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual;
    e) processar materiais a partir de pelo menos uma máquina de tijolo e bloco para um espaço de retenção e alimentar energia de calor e pré-aquecimento adicional para o espaço de retenção;
    f) recuperar calor residual a partir do espaço de retenção utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual;
    g) processar materiais a partir do espaço de retenção para um secador de túnel e alimentar energia de calor e pré-aquecimento adicional no módulo;
  25. 25/35
    h) recuperar calor residual a partir do secador de túnel utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual;
    i) processar materiais a partir do secador de túnel para um forno de túnel e alimentar energia de calor e pré-aquecimento adicional no módulo;
    j) recuperar calor residual a partir do forno de túnel utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual;
    k) processar materiais a partir do forno de túnel para um módulo de finalização de produto de tijolo e bloco e alimentar energia de calor e préaquecimento adicional no módulo de finalização de produto de tijolo e bloco; e
    l) recuperar calor residual a partir do módulo de finalização de produto de bloco e tijolo utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual.
    53. Processo para produzir alumínio a partir da entrada de energia térmica renovável, caracterizado por compreender:
    a) utilizar energia térmica convertida pelo menos em um de trabalho rotacional e eletricidade para pelo menos um subprocesso e módulo;
    b) alimentar materiais de base pelo menos em um módulo de separação de processo e módulo de refinamento de minério;
    c) alimentar energia térmica de calor e pré-aquecimento pelo menos em um módulo de separação de processo e módulo de refinamento de minério;
  26. 26/35
    d) recuperar calor residual a partir de pelo menos um módulo de separação de processo e módulo de refinamento de minério utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual;
    e) processar materiais a partir de pelo menos um módulo de separação de processo e módulo de refinamento de minério para pelo menos um módulo de planta de anodo e módulo de tratamento de banho e alimentar adicionalmente energia de calor e préaquecimento pelo menos um módulo de planta de anodo e módulo de banho;
    f) recuperar calor residual a partir de pelo menos um módulo de planta de ânodo e módulo de tratamento de banho utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual;
    g) processar materiais a partir de pelo menos um módulo de planta de anodo para um módulo de forno de anodo e alimentar energia de calor e préaquecimento adicional no módulo;
    h) recuperar calor residual a partir do módulo de forno de anodo utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual;
    i) processar materiais a partir do módulo de forno de anodo para um módulo de loja de hastes e alimentar energia de calor e pré-aquecimento adicional no módulo;
    j) recuperar calor residual a partir do módulo de loja de hastes utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual;
  27. 27/35
    k) processar materiais a partir de pelo menos um módulo de loja de hastes e módulo de tratamento de banho para um módulo de revestimentos de pote/eletrólise e alimentar energia de calor e préaquecimento adicional no módulo;
    l) recuperar calor residual a partir do módulo de revestimentos de pote/eletrolise usando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual;
    m) processar materiais a partir do módulo de revestimentos de pote/eletrólise para um módulo de fusão de alumínio e alimentar energia de calor e préaquecimento adicional no módulo;
    n) recuperar calor residual a partir do módulo de fusão de alumínio utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual;
    o) processar materiais a partir do módulo de fusão de alumínio para um módulo de finalização de produto de alumínio e alimentar energia de calor e préaquecimento adicional no módulo; e
    p) recuperar calor residual a partir do módulo de finalização de produto de alumínio utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual.
    54. Processo para produzir aço a partir da entrada de energia térmica renovável caracterizado por compreender:
    a) utilizar energia térmica convertida pelo menos em um de trabalho rotacional e eletricidade para pelo menos um subprocesso e módulo;
    b) entrada de materiais de base pelo menos em um alto-forno e forno de arco elétrico;
  28. 28/35
    c) entrada de energia térmica de calor e pré-aquecimento para pelo menos um alto-forno e forno de arco elétrico;
    d) recuperar calor residual a partir de pelo menos um alto-forno e forno de arco elétrico utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual;
    e) processar materiais a partir de pelo menos um alto-forno e forno de arco elétrico para um módulo de fundição contínua e alimentar energia de calor e pré-aquecimento adicional no módulo;
    f) recuperar calor residual a partir do módulo de fundição contínua utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual;
    g) processar materiais a partir do módulo de fundição contínua para uma linha de laminação quente e alimentar energia de calor e pré-aquecimento adicional no módulo;
    h) recuperar calor residual a partir da linha de laminação quente utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual;
    i) processar materiais da linha de laminação quente para uma linha de laminação fria e alimentar energia de calor e pré-aquecimento adicional no módulo;
    j) recuperar calor residual a partir da linha de laminação fria utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual;
    k) processar materiais a partir da linha de laminação fria para pelo menos uma linha de imersão
  29. 29/35 quente e linha de eletrogalvanização e alimentar energia de calor e pré-aquecimento adicional pelo menos em uma linha de imersão quente e linha de eletrogalvanização; e
    1) recuperar calor residual a partir de pelo menos uma linha de imersão quente e linha de eletrogalvanização utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual.
    55. Processo para produzir etanol, a partir de entrada de energia térmica renovável, caracterizado por compreender:
    a) utilizar energia térmica convertida em pelo menos um trabalho rotacional e eletricidade para pelo menos um subprocesso e módulo;
    b) alimentar pelo menos um de milho, restolho, resíduos, bactérias, enzimas, dióxido de carbono, nutrientes, luz e oxigênio pelo menos em um de um módulo de açúcar e foto biorreator e módulo de fitoplâncton;
    c) alimentar energia térmica de calor e pré-aquecimento pelo menos em um de um módulo de açúcar e foto biorreator e módulo de fitoplâncton;
    d) recuperar calor residual a partir de pelo menos um dentre um módulo de açúcar e foto biorreator e módulo de fitoplâncton utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual;
    e) processar materiais de pelo menos um dentre um módulo de açúcar e fotobiorreator e módulo de fitoplâncton para pelo menos um dentre um módulo de recuperação de dióxido de carbono e fermento e biorreator com zooplâncton e alimentar energia de calor
  30. 30/35 e pré-aquecimento adicional pelo menos em um de um módulo de recuperação de dióxido de carbono e fermento e biorreator com zooplâncton;
    f) recuperar calor residual a partir de pelo menos um dentre um módulo de recuperação de dióxido de carbono e fermento e biorreator e zooplâncton utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual;
    g) processar materiais de pelo menos um dentre um módulo de recuperação de dióxido de carbono e fermento e biorreator com zooplâncton para pelo menos um dentre um módulo destilador e módulo desidratador de biomaterial e alimentar energia de calor e préaquecimento adicional pelo menos em um de um módulo destilador e módulo desidratador de biomaterial;
    h) recuperar calor residual de pelo menos um dentre um módulo destilador e módulo desidratador de biomaterial utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual;
    i) processar materiais de pelo menos um dentre um módulo destilador e módulo desidratador de biomaterial para pelo menos um dentre um módulo de peneira molecular e módulo de laminação e alimentar energia de calor e pré-aquecimento adicional em pelo menos um dentre um módulo de peneira molecular e módulo de laminação;
    j) recuperar calor residual a partir de pelo menos um dentre um módulo de peneira molecular e módulo de laminação utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual;
  31. 31/35
    k) processar materiais a partir de pelo menos um dentre um módulo de peneira molecular e módulo de laminação para um módulo de finalização de produto de etanol e alimentar energia de calor e pré-aquecimento adicional no módulo; e
    l) recuperar calor residual a partir do módulo de finalização de produto de etanol utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual.
    56. Processo para pirólise de entrada de energia térmica renovável, caracterizado por compreender:
    a) utilizar energia térmica convertida pelo menos em um trabalho rotacional e eletricidade para pelo menos um subprocesso e módulo;
    b) entrada de materiais de biomassa, de base em um módulo de trituração e secagem de prétratamento;
    c) entrada de energia térmica de calor e pré-aquecimento no módulo de trituração e secagem de pré-tratamento;
    d) recuperar calor residual a partir do módulo de trituração e secagem de pré-tratamento utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual;
    e) processar materiais a partir do módulo de trituração e secagem de pré-tratamento para um meio de pirólise e alimentar energia de calor e préaquecimento adicional no meio de pirólise;
  32. 32/35
    f) recuperar calor residual a partir do meio de pirólise utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual;
    g) processar materiais do meio de pirólise para um separador e alimentar energia de calor e pré-aquecimento adicional no separador;
    h) recuperar calor residual a partir do separador utilizando pelo menos uma malha de recuperação calor residual;
    i) processar materiais do separador para um condensador e alimentar energia de calor e préaquecimento adicional no condenador;
    j) recuperar calor residual a partir do condensador utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual;
    k) processar materiais do condenador para pelo menos um dentre um módulo de crio-destilação e módulo de absorção de oscilação de pressão com gases de saída e alimentar energia de calor e pré-aquecimento adicional no módulo; e
    l) recuperar calor residual a partir de pelo menos um do módulo de crio-destilação e módulo de
    absorção de oscilação de pressão com gases de saída utilizando pelo menos uma malha de recuperação de calor residual. 57. Processo, de acordo com a
    reivindicação 56, caracterizado pelo fato de que o separador produz ainda subprodutos sólidos de pelo menos um de bioqueima e coque.
  33. 33/35
    58. Processo, de acordo com a reivindicação 56, caracterizado pelo fato de que o condensador produz ainda bio-óleos líquidos que podem ser adicionalmente condensados e separador utilizando um sistema de pré-aquecimento, calor e recuperação de calor para refinar adicionalmente bio-óleos líquidos.
    59. Processo para aquecer e resfriar o ambiente, utilizando energia térmica renovável, caracterizado por compreender:
    a) utilizar energia térmica convertida pelo menos em um trabalho rotacional e eletricidade para pelo menos um subprocesso e módulo;
    b) utilizar um permutador térmico, bobina de transferência térmica, filtro de ar, fonte de luz ultravioleta, módulo desumidificador, módulo umidificador, amortecedores, ventoinhas, ventoinhas de descarga, e uma solução de salmoura; e
    c) em que um sistema de recuperação de energia dual é utilizado que compreende permuta térmica de energia interna e externa que permite que energia deixada no ar de descarga seja parcialmente recuperada na saída de ar fresco do processo.
    60. Processo, de acordo com a reivindicação 59, caracterizado pelo fato de que compreende ainda pelo menos uma entrada de calor e pelo menos uma entrada de frio que faz interface com pelo menos uma ventoinha de saída e pelo menos uma câmara para desumidificação contendo uma solução de salmoura que passa através de um filtro de meio com covinhas antes de aerossolização em um fluxo de ar de saída.
  34. 34/35
    61. Processo, de acordo com a reivindicação 60, caracterizado pelo fato de que compreende ainda pelo menos uma câmara para umidificação que contém água que passa através de um filtro de meio
    com covinhas antes de aerossolização para dentro do fluxo de ar de saída. 62. Processo, de acordo com a reivindicação 59, caracterizado pelo fato de que um fluxo de ar de saída passa através de uma câmara
    contendo pelo menos uma fonte de luz ultravioleta.
    63. Sistema de controle de construção e energia computadorizada, caracterizado por compreender:
    a) um sistema de controle computadorizado para monitorar, processar, controlar e realocar a energia capturada, conversão de pelo menos um do intermediário e armazenagem da energia capturada, com aprendizagem de máquina baseado em pelo menos uma de uma entrada de usuário anterior e regras definidas;
    b) pelo menos uma camada de controle, as camadas selecionadas do grupo que consistem em:
    i) uma camada de sistema supervisor inteligente de controle mestre;
    ii) uma camada de centro de operação de rede mestre;
    iii) uma camada de centro de operação de rede;
    iv) uma camada de controle doméstico e aparelho de consumidor; e
    v) combinações dos mesmos.
  35. 35/35
    64. Processo, de acordo com a reivindicação 63, caracterizado pelo fato de que a camada de sistema supervisor inteligente de controle mestre supervisiona captura de energia e geração com base em entrada de demanda de pico e carga de base e a camada de centro de operação de rede mestre monitora e analisa operações de rede, rastreia qualidade de energia, cria faturamento e relatórios, controle e responde a alterações em demanda e monitora e controla armazenagem de energia.
    65. Processo, de acordo com a reivindicação 63, caracterizado pelo fato de que o centro de operação de rede monitora e analisa energia, aprovisionamento de pico e estabilização de frequência e a camada de controle de consumidor monitora e relata uso de moradia de usuário final e provê aos usuários finais controle em relação à moradia e aparelhos.
    1/50
    Processo Elétrico
    ÍN
    W>
    2/50 c
    «υ σ>
    ’χ
    Ο ο
    C «ο
    Ο) k_ <
    V_/ V_/
    3/50 ^A.
    Tanque de Armazenagem Térmica Estratificada
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B11Y Definitive dismissal acc. article 33 of ipl - extension of time limit for request of examination expired