ES2394878B1

ES2394878B1 - Dispositivo de aprovechamiento térmico

Info

Publication number: ES2394878B1
Application number: ES201100682A
Authority: ES
Inventors: Albert Puig Torrelles
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-06-15
Filing date: 2011-06-15
Publication date: 2014-07-21
Anticipated expiration: 2031-06-15
Also published as: ES2394878A2; ES2394878R1

Abstract

Dispositivo de aprovechamiento energético; caracterizado porque comprende un tubo caloportador (1), cerrado y aislado térmicamente, que delimita una cavidad interior que contiene una parte (21) de fluido frigorífico en estado líquido y una parte (22) de fluido frigorífico en estado gaseoso, unos grupos de bombeo (3) de un fluido de intercambio térmico entre unos primeros intercambiadores térmicos (41) conectados tubo caloportador (1) y unos segundos intercambiadores térmicos (42) asociados a unos equipos que liberan o absorben calor durante su funcionamiento, un control central (5), que: determina la cantidad de calor que están bombeando todos y cada uno de los grupos de bombeo (3), en qué dirección y el rendimiento de cada equipo asociado a los grupos de bombeo (3); y ajusta la presión del fluido contenido en el tubo caloportador (1) mediante la actuación sobre un equipo de bombeo regulador (6) provisto de un juego de válvulas (61) para la introducción o extracción de calor del tubo caloportador (1) desde varias fuentes energéticas (7, 8, 9, 10).

Description

DESCRIPCIÓN

DISPOSITIVO DE APROVECHAMIENTO TÉRMICO.

5: Objeto de la invención La invención se refiere a un dispositivo de aprovechamiento térmico que presenta unas características orientadas a permitir un intercambio térmico entre unos equipos o procesos que necesitan calor, y otros que necesitan frío durante su funcionamiento.

1 O: Campo de aplicación de la invención. Este dispositivo es aplicable a la industria en general y especialmente a aquellas industrias que utilizan unos equipos o procesos que necesitan calor, y otros que necesitan frío.

15 20 25 30: Antecedentes de la invención. En las industrias es habitual la utilización de unos equipos que necesitan frío y otros que necesitan calor. Actualmente cuando se necesita frío se instalan grupos frigoríficos que descargan el calor absorbido del proceso a la atmósfera; sin embargo en los procesos que necesitan calor se instalan calderas o instalaciones de cogeneración que generan el calor necesario a base de consumir energías fósiles. También existe la posibilidad de generar frío a partir del calor mediante máquinas de absorción para aprovechar parte del calor generado en instalaciones de cogeneración, pero su rendimiento frigorífico es muy bajo (COP's del orden de 0,7 a 1). La producción de frío o de calor supone un coste energético importante para la industria; por tanto el problema técnico que se plantea es el desarrollo de un dispositivo que permita realizar un aprovechamiento del calor liberado por los diferentes equipos y conseguir una reducción de los costes energéticos, además de impedir su liberación al medio ambiente. El titular de la invención desconoce la existencia de antecedentes que permitan resolver la problemática expuesta.

Descripción de la invención.

El dispositivo de la invención presenta unas características

técnicas orientadas a resolver la problemática expuesta, mediante el

aprovechamiento del calor extraído de los equipos del proceso o procesos donde se

5: necesita frío y bombearlo hasta obtener el nivel de energía necesario para los

equipos que necesitan calor y sólo aportar o extraer del dispositivo el calor diferencial

necesario.

De acuerdo con la invención el dispositivo comprende: -un tubo

caloportador, cerrado y aislado térmicamente, que delimita una cavidad interior que

1 O: contiene una parte de fluido frigorífico en estado líquido y una parte de fluido

frigorífico en estado gaseoso; -unos grupos de bombeo de un fluido de intercambio

térmico entre unos primeros intercambiadores térmicos conectados tubo caloportador

y unos segundos intercambiadores térmicos asociados a unos equipos que liberan o

absorben calor durante su funcionamiento y; -un control central, que: determina la

15: cantidad de calor que están bombeando todos y cada uno de los grupos de bombeo,

en qué dirección y el rendimiento de cada equipo asociado a los grupos de bombeo y

ajusta la presión del fluido contenido en el tubo caloportador mediante la actuación

sobre un equipo de bombeo regulador provisto de un juego de válvulas para la

introducción o extracción de calor del tubo caloportador desde varias fuentes

20: energéticas.

El mencionado control central comprende unos termostatos y unos

caudalímetros conectados a cada grupo de bombeo para recoger la información de la

cantidad de calor bombeado por cada uno de dichos grupos de bombeo, y un

presostato indicador de la presión existente en el interior del tubo caloportador, lo

25: que permite maximizar el rendimiento del dispositivo en cada instante.

Los equipos de conectados al tubo caloportador por medio de

los respectivos intercambiadores térmicos pueden ser de diferente naturaleza, en sus

tres variantes, a saber:

-Equipos generadores de frío: Estos equipos bombean el calor desde el

30: proceso industrial hasta el tubo caloportador. Estos equipos hacen aumentar la

presión del tubo caloportador ya que evaporan parte del líquido que contiene.

-Equipos generadores de calor: Estos equipos bombean el calor desde el tubo

caloportador hasta el proceso industrial. Estos equipos hacen disminuir la presión del

tubo caloportador ya que condensan parte del gas que contiene.

-Equipos mixtos: Estos equipos pueden bombear el calor en los dos sentidos,

o bien desde el proceso industrial hacia el tubo caloportador o bien desde el tubo

caloportador hasta el proceso industrial. Según el modo de trabajo en que estén

funcionando estos equipos hacen subir o bajar la presión del tubo caloportador.

5: La transferencia de calor entre los equipos que aportan calor o lo

absorben del tubo caloportador mediante intercambiadores térmicos permite que el

fluido del tubo caloportador sea puro y libre de aceites de los compresores y al

mismo tiempo permite que cada grupo de bombeo se diseñe con el fluido frigorífico

más adecuado al rango de temperaturas a trabajar para obtener los máximos

1 O: rendimientos energéticos técnicamente posibles.

Igualmente todos los grupos de bombeo de calor transfieren o

absorben el calor del proceso mediante el intercambiador adecuado al medio a

intercambiar.

El equipo de bombeo regulador, permite la introducción de calor en el

15: tubo desde una o varias fuentes energéticas; tales como: captación solar, absorción

de calor de la atmósfera. caldera o cogeneración, absorción geotérmica u otras

cualesquiera, o la extracción de calor del tubo caloportador hacia una fuente de frío,

tales como: medios de disipación de calor hacia la atmósfera, de disipación

geotérmica u otros cualesquiera

20: El control central determina en cada momento qué fuente de calor es

la más económica dentro de las disponibles y es la que se usa para introducir el calor

necesario en el tubo caloportador.

Cabe mencionar que el tubo caloportador puede presentar

diferentes configuraciones: en una primera realización comprenden una

25: configuración monotubo y, en una segunda realización una configuración bitubo, con

dos tubos paralelos a distintos niveles, unidos entre sí en diferentes puntos,

conteniendo el tubo inferior el fluido frigorífico en fase liquida y el tubo superior y

fluido frigorífico en fase gaseosa.

30: Descripción de las figuras.

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto

de facilitar la comprensión de las características de la invención, se acompaña a la

presente memoria descriptiva un juego de dibujos en los que, con carácter ilustrativo

y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1 muestra una vista esquemática del dispositivo de

intercambio térmico según la invención en la que el tubo caloportador presenta una

configuración monotubo.

La figura 2 muestra una variante de realización del dispositivo

5: según la invención , en la que el tubo caloportador presenta una configuración bitubo

Realización preferente de la invención

En los ejemplos de realización mostrados en las figuras adjuntas, el

dispositivo comprenden un tubo caloportador, referenciado genéricamente como (1),

1 O: cerrado y aislado térmicamente, que delimita una cavidad interior que contiene una

parte (21) de fluido frigorífico en estado líquido y una parte (22) de fluido frigorífico en

estado gaseoso.

El dispositivo comprende unos grupos de bombeo (3) de un fluido de

intercambio térmico que propician el intercambio térmico entre unos primeros

15: intercambiadores térmicos (41) conectados al tubo caloportador (1) y unos segundos

intercambiadores térmicos (42) asociados a unos equipos cualesquiera (no

representados), que liberan o absorben calor durante su funcionamiento.

Tal como se ha mencionado dichos equipos pueden tratarse de: -

equipos generadores de frío que aportan calor al fluido frigorífico del tubo

20: caloportador, -equipos generadores de calor que captan calor del fluido frigorífico del

tubo caloportador o, -equipos mixtos que en función del modo de trabajo pueden

bombear el calor desde el proceso industrial hacia el tubo caloportador o desde el

tubo caloportador hasta el proceso industrial.

El dispositivo comprende un control central (5), que determina por

25: medio de unos termostatos (51) y unos caudalímetros (52) conectados a cada grupo

de bombeo (3) una información de la cantidad de calor que están bombeando todos y

cada uno de los grupos de bombeo (3) individual, en qué dirección y el rendimiento

de cada equipo asociado a dichos grupos de bombeo (3). Dicho control central (5)

dispone de un presostato (53) indicador de la presión existente en el interior del tubo

30: caloportador (1).

Este control central (5) ajusta la presión del fluido contenido en el tubo

caloportador (1 ), maximizando el rendimiento conjunto del dispositivo en cada

momento, mediante la actuación sobre un equipo de bombeo regulador (6) que

mediante un juego de válvulas (61) permite introducir o extraer calor del tubo

caloportador desde varias fuentes energéticas, representadas en las figuras adjuntas por un dispositivo de captación solar (7) y una caldera (8), y por un ventilador (9) de disipación de calor hacia la atmósfera, y una conducción de disipación geotérmica (1 O) respectivamente.

En los ejemplos realización mostrados en las figuras 1 y 2, el tubo caloportador (1) presenta respectivamente: una configuración monotubo y, una configuración bitubo con dos tubos (11, 12) paralelos, a distintos niveles, unidos entre sí en diferentes puntos mediante unos tubos de conexión (13) intermedios.

Una vez descrita suficientemente la naturaleza de la invención, así

1 O como un ejemplo de realización preferente, se hace constar a los efectos oportunos que los materiales, forma, tamaño y disposición de los elementos descritos podrán ser modificados, siempre y cuando ello no suponga una alteración de las características esenciales de la invención que se reivindican a continuación.

Claims

REIVINDICACIONES

1-Dispositivo de aprovechamiento energético; caracterizado porque comprende:

-un tubo caloportador (1), cerrado y aislado térmicamente, que delimita una cavidad interior que contiene una parte (21) de fluido frigorífico en estado líquido y una parte (22) de fluido frigorífico en estado gaseoso;

-unos grupos de bombeo (3) de un fluido de intercambio térmico entre unos primeros intercambiadores térmicos (41) conectados tubo calo portador (1) y unos segundos intercambiadores térmicos (42) asociados a unos equipos que liberan o absorben calor durante su funcionamiento;

-un control central (5), que: determina la cantidad de calor que están bombeando todos y cada uno de los grupos de bombeo (3), en qué dirección y el rendimiento de cada equipo asociado a los grupos de bombeo (3); y ajusta la presión del fluido contenido en el tubo caloportador (1) mediante la actuación sobre un equipo de bombeo regulador (6) provisto de un juego de válvulas (61) para la introducción o extracción de calor del tubo caloportador (1) desde varias fuentes energéticas (7, 8, 9, 10).
2.-Dispositivo, según la reivindicación 1, caracterizado porque el control central

(5) comprende unos termostatos (51) y unos caudalímetros (52) conectados a cada grupo de bombeo (3) para recoger la información de la cantidad de calor bombeado por cada uno de dichos grupos de bombeo (3), y un presostato (53) indicador de la presión existente en el interior del tubo caloportador.
3.-Dispositivo, según la reivindicación 1, caracterizado porque las fuentes energéticas conectadas al equipo de bombeo regulador (6) comprenden: un dispositivo de captación solar (7), una caldera (8), un ventilador (9) de disipación de calor hacia la atmósfera, y una conducción de disipación geotérmica (1 0).
4.-Dispositivo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el tubo caloportador (1) presenta una configuración monotubo.
5.-Dispositivo, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el tubo caloportador (1) presenta una configuración bitubo, con dos tubos (11, 12) paralelos, a distintos niveles, unidos entre sí en diferentes puntos mediante unos tubos de conexión (13) intermedios.