ES2639589B2 - Ciclo combinado de motor de combustión interna y máquina alternativa de doble efecto, procesos cerrados y movimiento continuo - Google Patents

Ciclo combinado de motor de combustión interna y máquina alternativa de doble efecto, procesos cerrados y movimiento continuo Download PDF

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ES2639589B2 ES201600345A ES201600345A ES2639589B2 ES 2639589 B2 ES2639589 B2 ES 2639589B2 ES 201600345 A ES201600345 A ES 201600345A ES 201600345 A ES201600345 A ES 201600345A ES 2639589 B2 ES2639589 B2 ES 2639589B2
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Abstract

El ciclo combinado de motor de combustión interna y máquina alternativa de doble efecto, procesos cerrados y movimiento continuo, consiste en una planta térmica que realiza la conversión eficiente de la energía térmica a energía mecánica y/o eléctrica mediante un ciclo combinado formado por un "motor de combustión interna" (MCI) que opera con fuentes de energía térmica procedente de combustibles fósiles tal como fuel oil, diésel oil o gas natural, combinado con uno o más módulos "máquina alternativa de doble efecto y procesos cerrados" (MADE) alimentados con el calor residual (procedente de la refrigeración del aceite, agua de cilindros, aire de combustión y gases de escape) rechazado por el MCI, donde los módulos MADE operan con un ciclo térmico de procesos cerrados de alto rendimiento.

Description

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DESCRIPCIÓN
CICLO COMBINADO DE MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA Y MÁQUINA ALTERNATIVA DE DOBLE EFECTO, PROCESOS CERRADOS Y MOVIMIENTO
CONTINUO
CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN
La presente invención pertenece al campo técnico de la conversión de energía térmica a mecánica y/o eléctrica mediante un ciclo combinado no convencional constituido por el motor de combustión interna (MCI) y la máquina alternativa de doble efecto y procesos cerrados (MADE), la cual opera con el calor residual del MCI (procedente de los calores de refrigeración del aceite, del agua de cilindros, del aire a la descarga de las turbo-soplantes y de los gases e exhaustación) del MCI.
OBJETIVO DE LA INVENCIÓN
El objetivo de la presente invención denominada “CICLO COMBINADO DE MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA Y MÁQUINA ALTERNATIVA DE DOBLE EFECTO, PROCESOS CERRADOS Y MOVIMIENTO CONTINUO ”, es la conversión eficiente de la energía térmica a energía mecánica y/o eléctrica mediante un ciclo combinado formado por un MCI que opera con fuentes de energía térmica procedente de combustibles fósiles tal como fuel oil, diesel oil o gas natural, combinado con uno o mas módulos MADE alimentados con el calor residual (procedente de la refrigeración del aceite, agua de cilindros, enfriador del aire a la descarga de las turbo-soplantes y gases de escape) rechazado por el MCI, donde los módulos MADE operan con un ciclo térmico de procesos cerrados de alto rendimiento.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Las plantas de ciclo combinado dotadas de sistemas de aprovechamiento de la energía térmica residual tanto de las turbinas de gas que operan con ciclos Brayton como de los motores Diesel incluidos los de propulsión marina están basadas en:
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-la asociación en cascada de la turbina de gas de ciclo Brayton operando con un combustible fósil seguida de un ciclo Rankine alimentado con el calor los gases de exhaustación evacuados por la turbina de gas de ciclo Brayton.
- la asociación en cascada de un motor alternativo de combustión interna operando con gas natural u otro combustible fósil como el fuel-oil, seguido de una ciclo Rankine alimentado con los calores residuales no aprovechados o rechazados por el motor alternativo, donde el ciclo Rankine puede ser orgánico, ciclo Rankine con uno o dos niveles de presión.
- la asociación en cascada de un motor alternativo de combustión interna operando con gas natural u otro combustible fósil como e! fuel-oil, donde los gases de escape del motor pasan a las turbo-soplantes y a una turbina de gas que acciona un generador, y posteriormente, los gases evacuados por las turbo-soplantes y la turbina de gas van a un generador de vapor con el cual se alimenta una turbina de vapor de ciclo Rankine conectada al mismo generador eléctrico citado.
- la asociación en cascada de un motor alternativo de combustión interna operando con gas natural u otro combustible fósil como el fuel-oil, donde los gases de escape del motor pasan a las turbo-soplantes y de aquí a una máquina de ciclo Stirling acoplada a un generador eléctrico.
- la asociación en cascada de un motor alternativo de combustión interna operando con gas natural u otro combustible fósil como el fuel-oil, donde los gases de escape del motor pasan a las turbo-soplantes y de aquí a una máquina de ciclo Ericsson acoplada a un generador eléctrico.
La invención denominada CICLO COMBINADO DE MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA Y MÁQUINA ALTERNATIVA DE DOBLE EFECTO, PROCESOS CERRADOS Y MOVIMIENTO CONTINUO se diferencia de los citados ciclos combinados en que el calor residual emitido por el motor de combustión interna es aprovechado por una máquina alternativa de alto rendimiento que opera bajo un ciclo termodinámico de procesos cerrados diferente del ciclo Stirling y Ericsson, el cual utiliza helio o hidrógeno como fluido de trabajo.
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BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
El invento denominado CICLO COMBINADO DE MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA Y MÁQUINA ALTERNATIVA DE DOBLE EFECTO, PROCESOS CERRADOS Y MOVIMIENTO CONTINUO , consiste un conjunto formado por un MCI alternativo convencional, cuyo circuito de refrigeración se halla acoplado con uno o mas módulos MADE (máquina alternativa de doble efecto y movimiento continuo), donde cada módulo MADE está caracterizado por operar con movimiento alternativo continuo, y cuyo ciclo térmico opera con procesos termodinámicos cerrados. El agua de refrigeración del MCI es impulsada por la bomba de refrigeración a través del MCI que incluye los enfriadores de aceite lubricante, cilindros, aire de combustión, y el enfriador de los gases de exhaustación. El calor capturado por el agua de refrigeración en los citados enfriadores del MCI a una temperatura suficientemente elevada, pasa a alimentar térmicamente los módulos MADE, donde cede la mayor parte del calor útil, y retornando hacia la bomba de refrigeración a baja temperatura, a través de un enfriador del agua de refrigeración. Por tanto la única fuente térmica que alimenta cada módulo MADE de procesos cerrados procede del calor residual desaprovechado por el MCI, que incluye los calores de enfriamiento del aceite de lubricación, del enfriamiento de cilindros, del enfriamiento del aire de combustión, y del enfriamiento de los gases de exhaustación. El MCI opera con energía térmica procedente de un combustible de origen fósil tal como el fuel oil, diesel oil, gas natural o el hidrógeno. Mientras el MCI opera bajo el ciclo convencional Diesel, Otto o una de las variantes de los mismos, el ciclo térmico de cada módulo MADE opera bajo un ciclo térmico no convencional de procesos cerrados en el que realiza trabajo mecánico tanto por adición (calentamiento) como por extracción de calor (enfriamiento), de acuerdo a la siguiente secuencia de procesos cerrados:
- el proceso 1-2 corresponde a la adición casi-isocórica de calor, que conlleva el aumento de presión, temperatura y entropía (el émbolo permanece en uno de los extremos de su carrera a baja velocidad, casi en reposo),
- el proceso 2-3, corresponde a la expansión ideal casi-adiabática e isentrópica con realización de trabajo útil (en la realidad no es una expansión adiabática, porque durante la expansión absorbe calor remanente del metal del intercambiador),
- el proceso 3-4, corresponde a la extracción casi-isocórica de calor, que conlleva la disminución de presión, temperatura y entropía (el émbolo permanece en uno de los extremos de su carrera a baja velocidad, casi en reposo), y
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- el proceso 4-1, corresponde a la compresión ideal casi-adiabática e isentrópica con realización de trabajo útil (en la realidad no es una compresión adiabática porque durante el proceso de compresión cede calor de compresión al metal del intercambiador).
DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
En esta sección se describen a modo ilustrativo y no limitativo, los componentes que constituyen la El CICLO COMBINADO DE MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA Y MÁQUINA ALTERNATIVA DE DOBLE EFECTO, PROCESOS CERRADOS Y MOVIMIENTO CONTINUO para facilitar la comprensión de la invención en donde se hace referencia a las siguientes figuras:
La figura 1, muestra esquema de la configuración del circuito de circulación de! calor en el ciclo combinado entre un MCI y dos módulos MADE en cascada, el cual está constituido por los siguientes componentes:
1. circuito de agua de refrigeración del MCI.
2. bomba de refrigeración del MCI.
3. enfriador del agua de refrigeración del MCI.
4 válvula by-pass del enfriador de agua de refrigeración del MCI.
5. recuperador de calor residual de! MCI procedente de los enfriadores de aceite, cilindros, aire de combustión y gases de escape.
6. válvula by-pass de fluido calefactor a la MADE
7. ramal de entrada de fluido calefactor de la MADE para producir trabajo útil por calentamiento. Consiste en el agua de refrigeración del MCI después de enfriar el aceite de lubricación, los cilindros, el aire de combustión y los gases de escape en el recuperador de calor residual (5), saliendo a alta temperatura (200-250 °C).
8. ramal de entrada de fluido refrigerador de la MADE. Consiste en agua a temperatura ambiente, responsable de extraer el calor de la MADE para producir trabajo útil por enfriamiento.
10. cilindro de la MADE de procesos cerrados y movimiento continuo.
Figura 2, esquema de un módulo de la MADE de procesos cerrados y movimiento continuo.
10. máquina alternativa de doble efecto (MADE) de procesos cerrados
11. émbolo
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12. vástago
13. válvula de dos posiciones-tres vías (2p-3v) de entrada de los fluidos térmicos calefactor y enfriador de la cámara izquierda del cilindro.
14. válvula de 2p-3v de salida de los fluidos térmicos calefactor y enfriador de la cámara izquierda del cilindro.
15. intercambiador de calor entre fluido calefactor-enfriador y fluido de trabajo dentro de la cámara izquierda del cilindro (10).
16. válvula de 2p-3v de entrada de los fluidos térmicos calefactor y enfriador de la cámara derecha del cilindro.
17. válvula de 2p-3v de salida de los fluidos térmicos calefactor y enfriador de la cámara derecha del cilindro.
18. intercambiador de calor entre fluido calefactor-enfriador y fluido de trabajo dentro de la cámara derecha del cilindro (10).
Figura 3, diagramas T-s (temperatura-entropía) y p-V (presión-volumen) del ciclo térmico de procesos cerrados. Diagrama T-s, figura 3a. Diagrama p-V, figura 3b.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
El CICLO COMBINADO DE MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA Y MÁQUINA ALTERNATIVA DE DOBLE EFECTO, PROCESOS CERRADOS Y MOVIMIENTO CONTINUO, se caracteriza por estar constituido por la combinación de al menos un MCI y uno o mas módulos MADE, donde el MCI y cada módulo MADE está acoplado térmicamente mediante el circuito de refrigeración del MCI, donde el circuito de refrigeración del MCI realiza la tarea de transferir calor residual del MCI a los módulos MADE, de manera que el calor residual capturado al enfriar el MCI es aprovechado por los módulos MADE para producir trabajo mecánico útil.
El ciclo combinado objeto del invento está implementado bajo la estructura mostrada en la figura 1, el cual está constituido por los componentes inherentes al sistema de refrigeración del MCI y los componentes de los módulos MADE, que incluye:
- un circuito de agua de refrigeración (1) del MCI que realiza la función de suministrar calor a los módulos MADE (10).
- al menos una bomba de refrigeración (2) del MCI.
- al menos un enfriador del agua de refrigeración (3) del MCI
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- válvula by-pass (4) del enfriador de agua de refrigeración del MCI.
- un recuperador de calor residual (5) del MCI responsable de capturar el calor de enfriamiento del aceite lubricante, de los cilindros, del aire de combustión y de los gases de escape.
- válvula by-pass (6) de fluido calefactor a la MADE
- ramal de entrada de fluido calefactor (7) de la MADE para producir trabajo útil por calentamiento. Consiste en el agua de refrigeración del MCI después de enfriar el aceite de lubricación, los cilindros, el aire de combustión y los gases de escape en el recuperador de calor residual (5), saliendo a temperatura aprovechable eficientemente (200-250 °C).
- ramal de entrada de fluido refrigerador (8) de la MADE. Consiste en agua a temperatura ambiente, responsable de extraer el calor de la MADE para producir trabajo útil por enfriamiento.
- cilindro (10) de la MADE de procesos cerrados y movimiento continuo operando con un fluido de trabajo de alta capacidad térmica tal como helio o hidrógeno.
Cada módulo MADE de procesos cerrados y movimiento continuo está constituido por los elementos representados en la figura 2.
- cilindro alternativo de doble efecto (MADE) de procesos cerrados (10) que aloja en su interior el embolo (11) conectado rígidamente al vástago (12), dos cámaras a izquierda y derecha del cilindro, donde cada una de las cámaras aloja un intercambiador de calor (15) y (18) respectivamente, y donde cada cámara se halla rellena de un fluido térmico de trabajo, preferentemente hidrógeno o helio.
- émbolo (11) conectado al vástago (12)
- vástago (12) responsable de transferir la fuerza de empuje del émbolo y transmitirla al mecanismo biela-cigüeñal.
- válvula de dos posiciones-tres vías (2p-3v) de entrada de los fluidos térmicos calefactor y enfriador de la cámara izquierda del cilindro (13).
- válvula de 2p-3v de salida de los fluidos térmicos calefactor y enfriador de la cámara izquierda del cilindro (14).
- intercambiador de calor (15) entre fluido calefactor-enfriador y fluido de trabajo (helio o hidrógeno) dentro de la cámara izquierda del cilindro (10).
- válvula de 2p-3v de entrada de los fluidos térmicos calefactor y enfriador de la cámara derecha del cilindro (16).
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- válvula de 2p-3v de salida de los fluidos térmicos calefactor y enfriador de la cámara derecha del cilindro (17).
- intercambiador de calor (18) entre fluido calefactor-enfriador y fluido de trabajo (helio o hidrógeno) dentro de la cámara derecha del cilindro (10).
El suministro de calor y frío a cada MADE está realizado por el conducto (7) (para suministro de calor procedente del recuperador de calor (5) del MCI) y el conducto (8) (para suministro de frío procedente del medio ambiente).
Cada módulo MADE del CICLO COMBINADO DE MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA Y MÁQUINA ALTERNATIVA DE DOBLE EFECTO, PROCESOS CERRADOS Y MOVIMIENTO CONTINUO obedece a un ciclo térmico mostrado en la figura 3, que comprende los siguientes procesos termodinámicos cerrados:
- el proceso 1-2 corresponde a la adición casi-isocórica de calor, que conlleva el aumento de presión, temperatura y entropía (el émbolo permanece próximo a uno de los extremos de su carrera, posición conocida como uno de sus puntos muertos),
- el proceso 2-3, corresponde a la expansión ideal casi-adiabática con realización de trabajo útil (en la práctica solamente se aproxima a una expansión adiabática, porque durante este proceso de expansión, absorbe calor remanente del metal del intercambiador por hallarse a temperatura mayor que la del fluido de trabajo),
- el proceso 3-4, corresponde a la extracción casi-isocórica de calor, que conlleva la contracción del fluido de trabajo con disminución de presión, temperatura y entropía (el émbolo permanece próximo a uno de los extremos de su carrera), y
- el proceso 4-1, corresponde idealmente a la compresión casi-adiabática con realización de trabajo útil (en la práctica solamente se aproxima a una compresión adiabática porque durante el proceso de compresión cede calor de compresión al metal del ¡ntercambiador por hallarse a temperatura inferior a la del fluido de trabajo).
El procedimiento de operación del CICLO COMBINADO DE MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA Y MÁQUINA ALTERNATIVA DE DOBLE EFECTO, PROCESOS CERRADOS Y MOVIMIENTO CONTINUO transcurre de manera que con el émbolo (11) ubicado en el punto muerto izquierdo del cilindro (10), el calor residual procedente del enfriamiento del MCI y capturado por el recuperador de calor (5) alimenta ei intercambiador de calor (15) por medio del conducto (7) y la válvula de 2p- 3v (13). Simultáneamente, por el conducto (8) y la válvula de 2p-3v (16) se suministra fluido frío al intercambiador de calor (18). En este estado, la cámara izquierda del
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cilindro (1) se calienta incrementando su presión, mientras que la cámara derecha del cilindro (10) se enfría disminuyendo su presión. El proceso de calentamiento y enfriamiento simultaneo del fluido de trabajo contenido en ambas cámaras del cilindro dura un corto período de tiempo respecto a la duración total del ciclo, en cuyo final cesan los procesos de calentamiento y enfriamiento al cerrar las válvulas de alimentación de calor y frío (13) y (16) respectivamente. Como consecuencia de la diferencia de presiones entre ambas cámaras izquierda y derecha del cilindro (10), se desplaza e! émbolo (11) vinculado al vástago (12) hacia la derecha, accionando el sistema biela-cigüeñal, hasta que el émbolo alcanza el final de su carrera en el punto muerto derecho. En tal situación se repite el mismo proceso con el rol de las válvulas (13) y (16) cambiado, lo que hace que el embolo retorne a su posición de origen en el punto muerto izquierdo.
DESCRIPCIÓN DE REALIZACIONES PREFERENTES DE LA INVENCIÓN
La figura 1 muestra la realización preferente del CICLO COMBINADO DE MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA Y MÁQUINA ALTERNATIVA DE DOBLE EFECTO, PROCESOS CERRADOS Y MOVIMIENTO CONTINUO constituida por los siguientes componentes:
- un circuito de agua de refrigeración (1) del MCI que realiza la función de suministrar calor a los módulos MADE (10).
- al menos una bomba de refrigeración (2) del MCI.
- al menos un enfriador del agua de refrigeración (3) del MCI
- válvula by-pass (4) del enfriador de agua de refrigeración del MCI.
- un recuperador de calor residual (5) del MCI responsable de capturar el calor de enfriamiento del aceite lubricante, de ios cilindros, del aire de combustión y de los gases de escape.
- válvula by-pass (6) de fluido calefactor a la MADE
- ramal de entrada de fluido calefactor (7) de la MADE para producir trabajo útil por calentamiento, que consiste en el agua de refrigeración del MCI después de enfriar el aceite de lubricación, los cilindros, el aire de combustión y los gases de escape en el recuperador de calor residual (5), saliendo a temperatura aprovechable eficientemente (200-250 °C).
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- ramal de entrada de fluido refrigerador (8) de la MADE, que consiste en agua fría a temperatura ambiente, responsable de extraer el calor de la MADE para producir trabajo útil por enfriamiento.
- cilindro (10) de la MADE de procesos cerrados y movimiento continuo operando con un fluido de trabajo de alta capacidad térmica tai como helio o hidrógeno.
Y donde cada módulo MADE de procesos cerrados y movimiento continuo está constituido por los elementos representados en la figura 2, que incluye
- cilindro alternativo de doble efecto (MADE) de procesos cerrados (10) que aloja en su interior el embolo (11) conectado rígidamente al vastago (12), dos cámaras a izquierda y derecha del cilindro, donde cada una de las cámaras aloja un intercambiador de calor (15) y (18) respectivamente, y donde cada cámara se halla rellena de un fluido térmico de trabajo, preferentemente hidrógeno o helio.
- émbolo (11) conectado al vástago (12)
- vástago (12) responsable de transferir la fuerza de empuje del émbolo y transmitirla al mecanismo biela-cigüeñal.
- válvula de dos posiciones-tres vías (2p-3v) de entrada de los fluidos térmicos calefactor y enfriador de la cámara izquierda del cilindro (13).
- válvula de 2p-3v de salida de los fluidos térmicos calefactor y enfriador de la cámara izquierda del cilindro (14).
- intercambiador de calor (15) entre fluido calefactor-enfriador y fluido de trabajo (hidrógeno o helio) dentro de la cámara izquierda del cilindro (10).
- válvula de 2p-3v de entrada de los fluidos térmicos calefactor y enfriador de la cámara derecha del cilindro (16).
- válvula de 2p-3v de salida de los fluidos térmicos calefactor y enfriador de la cámara derecha del cilindro (17).
- intercambiador de calor (18) entre fluido calefactor-enfriador y fluido de trabajo (hidrógeno o helio) dentro de la cámara derecha del cilindro (10).
Y donde cada módulo MADE obedece a un ciclo térmico mostrado en la figura 3, que comprende ios siguientes procesos termodinámicos cerrados:
- el proceso 1-2 corresponde a la adición casi-isocórica de calor, que conlleva el aumento de presión, temperatura y entropía (el émbolo permanece próximo a uno de los extremos de su carrera, posición conocida como uno de sus puntos muertos),
- el proceso 2-3, corresponde a la expansión ideal casi-adiabática con realización de trabajo útil (en la práctica solamente se aproxima a una expansión adiabática, porque
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durante este proceso de expansión, absorbe calor remanente del metal del intercambiador por hallarse a temperatura mayor que la del fluido de trabajo),
- el proceso 3-4, corresponde a la extracción casi-isocórica de calor, que conlleva la contracción del fluido de trabajo con disminución de presión, temperatura y entropía (el émbolo permanece próximo a uno de los extremos de su carrera), y
- el proceso 4-1, corresponde idealmente a la compresión casi-adiabática con realización de trabajo útil (en la práctica solamente se aproxima a una compresión adiabática porque durante el proceso de compresión cede calor de compresión a! metal del intercambiador por hallarse a temperatura inferior a la del fluido de trabajo).
Y donde el procedimiento de operación del CICLO COMBINADO DE MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA Y MÁQUINA ALTERNATIVA DE DOBLE EFECTO, PROCESOS CERRADOS Y MOVIMIENTO CONTINUO transcurre de manera que con el émbolo (11) ubicado en el punto muerto izquierdo del cilindro (10), el calor residual procedente del enfriamiento del MCI y capturado por el recuperador de calor (5) alimenta el intercambiador de calor (15) por medio del conducto (7) y la válvula de 2p- 3v (13). Simultáneamente, por el conducto (8) y la válvula de 2p-3v (16) se suministra fluido frío al intercambiador de calor (18). En este estado, la cámara izquierda del cilindro (1) se calienta incrementando su presión, mientras que la cámara derecha del cilindro (10) se enfría disminuyendo su presión. El proceso de calentamiento y enfriamiento simultaneo del fluido de trabajo contenido en ambas cámaras del cilindro dura un corto período de tiempo respecto a duración total del ciclo, en cuyo final cesan los procesos de calentamiento y enfriamiento al cerrar las válvulas de alimentación de calor y frío (13) y (16) respectivamente. Como consecuencia de la diferencia de presiones entre ambas cámaras izquierda y derecha del cilindro (10), se desplaza el émbolo (11) vinculado al vástago (12) hacia la derecha, accionando el sistema biela- cigüeñal, hasta que el émbolo alcanza el final de su carrera en el punto muerto derecho. En tal situación se repite el mismo proceso con el rol de las válvulas (13) y (16) cambiado, lo que hace que el émbolo retorne a su posición de origen en el punto muerto izquierdo.

Claims (1)

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    REIVINDICACIONES
    1a. CICLO COMBINADO DE MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA Y MÁQUINA ALTERNATIVA DE DOBLE EFECTO, PROCESOS CERRADOS Y MOVIMIENTO CONTINUO, caracterizado por la combinación de al menos un motor de combustión interna (MCI) y uno o mas módulos denominados máquina alterativa de doble efecto (MADE), en donde el MCI y cada módulo MADE están acoplados térmicamente mediante el circuito de refrigeración del MCI, donde el circuito de refrigeración del MCI realiza la tarea de transferir calor residual del MCI a los módulos MADE, de manera que el calor residual capturado al enfriar el MCI es aprovechado por los módulos MADE para producir trabajo mecánico útil.
    Y donde el ciclo combinado objeto del invento está implementado por los componentes inherentes al sistema de refrigeración del MCI y los componentes de los módulos MADE, que incluye:
    - un circuito de agua de refrigeración (1) del MCI que realiza la función de suministrar calor a los módulos MADE (10).
    - al menos una bomba de refrigeración (2) del MCI.
    - al menos un enfriador del agua de refrigeración (3) del MCI
    - válvula by-pass (4) del enfriador de agua de refrigeración del MCI.
    - un recuperador de calor residual (5) del MCI responsable de capturar el calor de enfriamiento del aceite lubricante, de los cilindros, del aire de combustión y de los gases de escape.
    - válvula by-pass (6) de fluido calefactor a la MADE
    - ramal de entrada de fluido calefactor (7) de la MADE para producir trabajo útil por calentamiento, que consiste en el agua de refrigeración del MCI después de enfriar el aceite de lubricación, los cilindros, el aire de combustión y los gases de escape en el recuperador de calor residual (5), saliendo a temperatura aprovechable eficientemente
    - ramal de entrada de fluido refrigerador (8) de la MADE, que consiste en agua fría a temperatura ambiente, responsable de extraer el calor de la MADE para producir trabajo útil por enfriamiento.
    - cilindro (10) de la MADE de procesos cerrados y movimiento continuo operando con un fluido de trabajo de alta capacidad térmica tal como helio o hidrógeno.
    Y donde cada módulo MADE de procesos cerrados y movimiento continuo está constituido por los elementos representados en la figura 2, que incluye
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    - cilindro alternativo de doble efecto (MADE) de procesos cerrados (10) que aloja en su interior el embolo (11) conectado rígidamente al vástago (12), dos cámaras a izquierda y derecha del cilindro, donde cada una de las cámaras aloja un intercambiador de calor (15) y (18) respectivamente, y donde cada cámara se halla rellena de un fluido térmico de trabajo, preferentemente hidrógeno o helio.
    - émbolo (11) conectado al vástago (12)
    - vástago (12) responsable de transferir la fuerza de empuje del émbolo y transmitirla al mecanismo biela-cigüeñal.
    - válvula de dos posiciones-tres vías (2p-3v) de entrada de los fluidos térmicos calefactor y enfriador de la cámara izquierda del cilindro (13).
    - válvula de 2p-3v de salida de los fluidos térmicos calefactor y enfriador de la cámara izquierda de! cilindro (14).
    - intercambiador de calor (15) entre fluido calefactor-enfriador y fluido de trabajo (hidrógeno o helio) dentro de la cámara izquierda del cilindro (10).
    - válvula de 2p-3v de entrada de los fluidos térmicos calefactor y enfriador de la cámara derecha del cilindro (16).
    - válvula de 2p-3v de salida de los fluidos térmicos calefactor y enfriador de la cámara derecha del cilindro (17).
    - intercambiador de calor (18) entre fluido calefactor-enfriador y fluido de trabajo (hidrógeno o helio) dentro de la cámara derecha del cilindro (10).
    Y donde cada módulo MADE obedece a un ciclo térmico, que comprende los siguientes procesos termodinámicos cerrados:
    - el proceso 1-2 corresponde a la adición casi-isocórica de calor, que conlleva el aumento de presión, temperatura y entropía (el émbolo permanece próximo a uno de los extremos de su carrera, posición conocida como uno de sus puntos muertos),
    - el proceso 2-3, corresponde a la expansión ideal casi-adiabática con realización de trabajo útil (en la práctica solamente se aproxima a una expansión adiabática, porque durante este proceso de expansión, absorbe calor remanente del metal del intercambiador por hallarse a temperatura mayor que la del fluido de trabajo),
    - el proceso 3-4, corresponde a la extracción casi-isocórica de calor, que conlleva la contracción del fluido de trabajo con disminución de presión, temperatura y entropía (el émbolo permanece próximo a uno de los extremos de su carrera), y
    - el proceso 4-1, corresponde idealmente a la compresión casi-adiabática con realización de trabajo útil (en la práctica solamente se aproxima a una compresión
    5
    10
    15
    20
    25
    adiabática porque durante el proceso de compresión cede calor de compresión al metal del intercambiador por hallarse a temperatura inferior a la del fluido de trabajo).
    2a. CICLO COMBINADO DE MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA Y MÁQUINA ALTERNATIVA DE DOBLE EFECTO, PROCESOS CERRADOS Y MOVIMIENTO CONTINUO, según reivindicación 1a, caracterizado por el procedimiento de operación, según el cual, con el émbolo (11) ubicado en el punto muerto izquierdo del cilindro (10), el calor residual procedente del enfriamiento del MCI y capturado por el recuperador de calor (5) alimenta el intercambiador de calor (15) por medio del conducto (7) y la válvula de 2p-3v (13). Simultáneamente, por el conducto (8) y la válvula de 2p-3v (16) se suministra fluido frío al intercambiador de calor (18). En este estado, la cámara izquierda del cilindro (1) se calienta incrementando su presión, mientras que la cámara derecha del cilindro (10) se enfría disminuyendo su presión. El proceso de calentamiento y enfriamiento simultaneo del fluido de trabajo contenido en ambas cámaras del cilindro dura un corto período de tiempo respecto a duración total del ciclo, en cuyo final cesan los procesos de calentamiento y enfriamiento al cerrar las válvulas de alimentación de calor y frío (13) y (16) respectivamente. Como consecuencia de la diferencia de presiones entre ambas cámaras izquierda y derecha del cilindro (10), se desplaza el émbolo (11) vinculado al vástago (12) hacia la derecha, accionando el sistema biela-cigüeñal, hasta que el émbolo alcanza el final de su carrera en el punto muerto derecho. En tal situación se repite el mismo proceso con el rol de las válvulas (13) y (16) cambiado, lo que hace que el embolo retorne a su posición de origen en el punto muerto izquierdo.
    3a. CICLO COMBINADO DE MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA Y MÁQUINA ALTERNATIVA DE DOBLE EFECTO, PROCESOS CERRADOS Y MOVIMIENTO CONTINUO, según reivindicación 1a y 2a caracterizado por el fluido de trabajo de cada MADE, que es hidrógeno o helio.
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