ES2384851A1 - Sistema de trigeneración - Google Patents

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ES2384851A1 ES201200357A ES201200357A ES2384851A1 ES 2384851 A1 ES2384851 A1 ES 2384851A1 ES 201200357 A ES201200357 A ES 201200357A ES 201200357 A ES201200357 A ES 201200357A ES 2384851 A1 ES2384851 A1 ES 2384851A1
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    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
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Abstract

Sistema de trigeneración, para aprovechar el calor que desprende en el funcionamiento un grupo electrógeno compuesto por un motor o turbina (1) y un generador de producción eléctrica, disponiéndose en relación con dicho grupo electrógeno un circuito (3) de circulación de un fluido refrigerante en circuito cerrado, pasando por un sistema de recuperación de calor (6) dispuesto en relación con el grupo electrógeno, el cual circuito (3) se bifurca en derivaciones que pasan por un sistema de generación de calor (4) y por un sistema de generación de frío (5).

Description

SISTEMA DE TRIGENERACIÓN Sector de la técnica
La presente invención está relacionada con los
sistemas de generación de electricidad compuestos por un generador eléctrico asociado a un motor de
combustión o una turbina, proponiendo un sistema de generación de electricidad de este tipo que permite
10 utilizar energía calorífica que desprende un grupo formado por un motor o turbina y un generador, para la generación de calor y de frío.
Estado de la técnica
En lugares en los que no se tiene acceso a la red eléctrica, como en casetas de obra o en casas o pabellones alejados de centros urbanos, la energía eléctrica para la alimentación de aparatos eléctricos
20 que se tengan que utilizar se obtiene a partir de sistemas de generación de electricidad autónomos, como aerogeneradores, placas fotovoltaicas o grupos electrógenos.
25 Los aerogeneradores o las placas fotovoltaicas son elementos de aplicación en cualquier lugar capaces de generar electricidad aprovechando energías renovables, como el viento o la energía solar, por lo que son ampliamente utilizadas en algunas aplicaciones.
30 Sin embargo, el funcionamiento de estos sistemas depende directamente de las condiciones ambientales en función de la disponibilidad del recurso, como por ej emplo la presencia de luz solar o de viento, por lo que no son de aplicación en situaciones en las que no
35 es admisible el paro del sistema cuando no se dan las condiciones ambientales apropiadas. Además, la energía generada por estos sistemas es bastante reducida, por lo que el tamaño de la instalación es excesivamente elevado para ser transportada para el uso en
5 aplicaciones en las que se requiere una cierta cantidad de energía de consumo.
Los grupos electrógenos, sin embargo, producen energía a partir de combustible, mediante un motor de 10 accionamiento, por lo que no dependen de las condiciones ambientales para su funcionamiento, y además son fácilmente transportables para la utilización en cualquier lugar, permitiendo generar una cantidad de energía relativamente elevada con un tamaño
15 de instalación pequeño.
Los grupos electrógenos constan convencionalmente de un generador eléctrico en relación con un motor de combustión, obteniéndose con ese conjunto energía
20 eléctrica, pero en el funcionamiento se produce una cantidad importante de calor que es necesario evacuar para evitar el sobrecalentamiento del equipo, para lo cual en equipos de cierta potencia se utiliza un sistema de refrigeración en el que un fluido
25 refrigerante se hace circular por un serpentín extrayendo así el calor del equipo y disipándolo por medio de un intercambiador de calor.
Objeto de la invención. 30
De acuerdo con la presente invención se propone un sistema de trigeneración, el cual se ha desarrollado con unas características constructivas y funcionales similares a las de un grupo electrógeno, en orden a
35 generar energía eléctrica mediante un equipo actuado
por un motor de combustión o una turbina y aprovechar el calor que generan el motor o la turbina en su funcionamiento, para aplicaciones de producción de calor y de frío.
Este sistema de trigeneración objeto de la invención, consta de un generador eléctrico actuado por un motor o turbina, yendo en relación con dicho conjunto un sistema de refrigeración relacionado con un
10 circuito de circulación de un fluido refrigerante que a su vez se relaciona con un sistema de generación de calor y con un sistema de generación de frío.
El sistema de refrigeración consta de un circuito 15 cerrado de fluido refrigerante, pasando por un sistema de recuperación de calor del grupo formado por el motor
o turbina y el generador, yendo en dicho circuito una sistema de impulsión para la circulación del fluido refrigerante, y un sistema de distribución hidráulico
20 que deriva el circuito en tantas partes como requieran el sistema de generación de calor y el sistema de generación de frío y sistemas de recalentamiento.
De este modo, el sistema de generación de calor y
25 el sistema de generación de frío utilizan la energía calorífica evacuada del grupo motor o turbina y generador, y que es transportada por el fluido refrigerante, siendo susceptible de ser regulada la cantidad de energía aportada a cada sistema por el
30 fluido portador de la energía calorífica, mediante actuaciones sobre el sistema de distribución hidráulico del circuito, los sistemas de recalentamiento y el sistema de alimentación.
35 Por otro lado, la energía eléctrica producida por
el grupo motor o turbina y generador, mediante un sistema de distribución eléctrica se emplea para cubrir las necesidades del propio sistema o ser aportado a la red de servicio según se demande.
Con todo ello, la energía de refrigeración, que en grupos electrógenos convencionales se disipa al ambiente, con este sistema de la invención es utilizada para la generación de calor, por ejemplo para agua
10 caliente sanitaria o calefacción, y para la generación de frío, por ej emplo en equipos frigoríficos o aire acondicionado, permitiendo proporcionar frío y calor conjuntamente y de manera flexible, regulando la cantidad de energía calorífica que se destina para cada
15 fin, en función de las necesidades puntuales, como pueden ser, por ej emplo, condiciones de verano o de invierno; obteniéndose además una mejora del rendimiento energético total del sistema y una reducción del consumo de combustible y de las emisiones
20 a la atmósfera.
Descripción de las figuras
La figura 1 muestra un esquema en bloques del
25 conj unto funcional del sistema de trigeneración obj eto de la invención, mostrando el circuito de circulación del fluido refrigerante en líneas continuas y el circuito de electricidad en líneas discontinuas.
30 Descripción detallada de la invención
El obj eto de la invención hace referencia a un sistema de trigeneración, según una realización que comprende un motor o turbina (1) en asociación con un
35 generador (2 ) de producción eléctrica, permitiendo utilizar la energía calorífica que desprende en su funcionamiento dicho grupo motor o turbina (1) y generador (2), para la aplicación en sistemas de producción de calor y de producción de frío
5 simultáneamente.
El grupo formado por el motor o turbina (1) y el generador (2) lleva asociado un sistema de alimentación de combustible (12) ; y en relación con dicho grupo
10 motor o turbina (1) y generador (2) , va dispuesto un sistema de refrigeración formado por un circuito (3) por el que circula un fluido refrigerante, relacionándose dicho sistema de refrigeración con un sistemas de generación de calor (4) y con un sistema de
15 generación de frío (5), por los cuales pasan tantas derivaciones del circuito (3) como requieran dichos sistemas de generación de calor (4) y generación de frío (5), determinando el circuito (3) un circuito cerrado de circulación del fluido refrigerante.
20 El circuito (3) del sistema de refrigeración pasa por un sistema de recuperación de calor (6) que va dispuesto en relación con el grupo motor o turbina (1) y generador (2), yendo en dicho circuito (3) un sistema
25 de impulsión (7 ) para la circulación del fluido refrigerante, un sistema de distribución hidráulico (8) de paso a las derivaciones que se relacionan con el sistema de generación de calor (4) y el sistema de generación de frío (5) , unos sistemas de
30 recalentamiento (10) anteriores a los sistemas de generación de calor (4) Y generación de frio (5) Y un sistema de distribución hidráulico (11) que agrupa las derivaciones que pasan por dichos sistemas de generación de calor (4) y generación de frío (5).
De este modo el calor que produce en su funcionamiento el grupo motor o turbina (1) y generador
(2)
, es recogido por el fluido refrigerante en el sistema de recuperación de calor (6) , de manera que cuando pasa dicho fluido refrigerante por el sistema de generación de calor (4 ) y/o por el sistema de generación de frío ( 5) , cede el calor a dichos sistemas para el funcionamiento de los mismos en la producción de calor y/o la producción de frío.
Por lo tanto, el sistema de generación de calor
(4)
Y el sistema de generación de frío (5) utilizan para su funcionamiento la energía calorífica procedente de la refrigeración del grupo motor o turbina (1) Y generador (2), pudiendo regularse la energía y el caudal del fluido caliente por cada una de las derivaciones que pasan por los sistemas de generación de calor (4) Y de generación de frío (5) y, por lo tanto, la cantidad de energía calorífica que se aporta al sistema de generación de calor (4) Y al sistema de generación de frío (5), mediante actuaciones sobre el sistema de distribución hidráulico (8) del circuito, los sistemas de recalentamiento (10) Y el sistema de alimentación (12), para la adaptación a las condiciones térmicas de aplicación que se requieran en cada momento.
El grupo motor o turbina (1) y generador (2), produce además electricidad que se puede aplicar de manera convencional, a través del sistema de distribución eléctrica (9), para la alimentación eléctrica de una instalación de aplicación, así como para la alimentación necesaria de los componentes del propio sistema que precisan de suministro eléctrico, como el sistema de impulsión (7) , el sistema de
distribución hidráulico (8), los sistemas de generación de calor (4) y de generación de frío (5), el sistema de recalentamiento (10), el sistema de distribución hidráulico (11) y el sistema de alimentación (12).
Cuando la producción eléctrica del grupo motor o turbina (1) Y generador (2) es superior al consumo de la instalación de aplicación y de los elementos propios del sistema, el exceso de la producción puede en su
10 caso ser almacenado para un consumo posterior, o bien suministrarse a la red eléctrica de servicio mediante el sistema de distribución eléctrica (9).
Se prevé además, que los componentes asociados al
15 circuito hidráulico (3), a los sistemas de generación de calor (4) Y de generación de frio (5) Y al sistema de alimentación (12) , sean regulados mediante un sistema de control del sistema de trigeneración.

Claims (1)

  1. REIVINDICACIONES
    1.-Sistema de trigeneración, que permite aprovechar el calor que desprende en su funcionamiento 5 un grupo compuesto por un motor o turbina (1) y un generador (2) de producción eléctrica, caracterizado porque en relación con el grupo motor o turbina (1) y generador (2) se dispone un sistema de refrigeración, formado por un circuito (3) por el que circula un 10 fluido refrigerante, pasando por un sistema de recuperación de calor (6) dispuesto en relación con el grupo motor o turbina (1) y generador (2), y en cuyo circuito (3) va dispuesto un sistema de impulsión (7) para la circulación del fluido refrigerante, un 15 sistema de distribución hidráulico (8) que da paso a derivaciones que pasan por un sistema de generación de calor (4) y por un sistema de generación de frío (5), un sistema de distribución hidráulico (11) que agrupa las derivaciones originadas en el sistema de
    20 distribución hidráulico (8 ) y sistemas de recalentamiento (10 ) que actúan sobre dichas derivaciones originadas en el sistema de distribución hidráulico (8).
    25 2.-Sistema de trigeneración, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque el circuito (3) determina un circuito cerrado de circulación del fluido refrigerante, pasando por el sistema de recuperación de calor ( 6) Y por los
    30 sistemas de generación de calor (4 ) Y de generación de frío (5) •
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6651443B1 (en) * 2000-10-20 2003-11-25 Milton Meckler Integrated absorption cogeneration
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EP2369145A1 (en) * 2010-03-09 2011-09-28 Siemens Aktiengesellschaft Power generation system and method

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