ES2805549A1 - Método para hacer hervir agua salada, utilizando energía termosolar y técnicas de vacio. - Google Patents

Abstract

Método para hacer hervir agua salada, utilizando energía termosolar y técnicas de vacío, donde el agua salada se calienta en balsas con energía termosolar, pasando hacia las celdas (B) de la cámara de vacío (A) con un vacío entre 10 a 15 milibares, donde hierve y se separa la sal del agua en forma de vapor de agua, enfriándose con agua dulce y pasando a estado líquido. Una bomba hidráulica (E) saca el agua dulce y la sal -en forma de salmuera- de la cámara de vacío (A) y las introduce en los depósitos (C) y (D), con un vacío en su interior entre 50 a 100 milibares. Una vez llenos, entra aire en su interior y se iguala su presión con la del medio ambiente, saliendo la salmuera hacia el mar, y el agua dulce para su consumo.

Description

DESCRIPCIÓN

Método para hacer hervir agua salada, utilizando energía termosolar y técnicas de vacío

Es ésta, una invención caracterizada por utilizar energía termosolar para calentar agua salada, y aumentar su temperatura de 10 a 15 grados centígrados, y hacerla hervir con técnicas de vacío para que se separe la sal del agua.

Los elementos con los que trabaja son dos: agua salada caliente, y agua dulce fría.

La temperatura de trabajo del agua salada caliente oscila entre los 15 grados centígrados en invierno, hasta los 45 grados centígrados en verano. Y la temperatura de trabajo del agua dulce fría oscila entre los 5 grados centígrados en invierno, hasta los 30 grados centígrados en verano.

La relación de agua salada caliente y agua dulce fría que entra en la cámara de vacío (A) debe de ser de 1 a 1.

Si para hacer hervir el agua salada hay que elevar su temperatura hasta los 100 grados centígrados, el consumo energético es muy elevado, utilizando técnicas de vacío, el agua salada hierve a menor temperatura, pudiéndose calentar directamente con energía termosolar, con un importante ahorro energético.

Mi invención consta de dos balsas para calentar el agua salada. Completamente llana, un plástico con suficiente grosor la hace impermeable con el terreno, y cubriendo éste plástico, otro plástico transparente la cierra, dejando pasar los rayos solares hacia el interior, y no hacia el exterior, calentando el agua salada que hay entre los dos plásticos.

En la primera balsa, la altura de la masa de agua salada no debe de superar los 3 centímetros, para que el agua salada se caliente lo más rápido posible y pase hacia la cámara de vacío (A). La segunda balsa, más pequeña que la primera, la altura de la masa de agua salada puede alcanzar entre los 10 a 40 centímetros dependiendo de la época del año, para ser utilizada durante varias horas por la noche en la cámara de vacío (A) al mantener mejor su calor.

La parte fundamental de mi invención es la cámara de vacío (A), sometida a un fuerte vacío -entre 10 a 15 milibares- para que al entrar el agua salada caliente, ésta hierva y se separe de la sal.

Esta construida en hormigón de gran resistencia a la presión para poder soportar el vacío en su interior. Está dividida en celdas (B) -de 10 a 20- para facilitar su construcción y soportar el vacío. Al hervir el agua salada caliente en vacío, necesita un mayor volumen de espacio, por lo que, cada celda (B) tendrá unas dimensiones aproximadas de 5 metros de anchura, 10 metros de altura, y 20 metros de largo, estando las celdas (B) divididas en tres zonas.

Una primera zona donde los inyectores (1) introducen agua salada caliente, que al hervir, la sal se separa del agua -en forma de vapor de agua-, pasando éste hacia la segunda zona. Dispone de un vacuómetro para medir el vacío en la primera zona, y regula la entrada de agua salada caliente a través de la válvula (2). Una válvula (3) regula el paso de agua salada fría para producir salmuera que sale hacia los depósitos (C) a través de la válvula (4).

La segunda zona -la de mayor dimensión-, por su parte superior dispone de pulverizadores (5) de agua dulce fría para enfriar el vapor de agua procedente de la primera zona y que éste pase a estado líquido, tiene un pequeño desnivel para que el agua pase hacia la tercera zona. También en su parte superior dispone de unas válvulas (6) para el desalojo del aire contenido en la celda (B) para provocar el vacío por medio de unos inyectores (7) de vapor de agua a presión colocados en su parte inferior que sirve para calentar el aire, ascendiendo éste, y saliendo por las válvulas (6), ocupando el espacio el vapor de agua, que al enfriarse pasa a estado líquido, provocando el vacío. Este vapor de agua a presión es producido por la quema de combustibles que proporcione gran cantidad de vapor de agua en poco tiempo, ya que, cada celda (B) tiene unas dimensiones de 1.000 metros cúbicos, aproximadamente.

En la tercera zona se recoge el agua dulce procedente de la segunda zona, y a través de la válvula (8) sale hacia los depósitos (D).

Los depósitos (C) son dos, idénticos en dimensiones y trabajando de forma sincronizada. Están construidos en hormigón de gran resistencia a la presión para poder soportar el vacío que se produce en su interior -de 50 a 100 milibares-, y la dimensión de cada uno de ellos debe de ser de 500 metros cúbicos, aproximadamente. Por su parte superior dispone de una válvula (9) para la entrada de salmuera procedente de las celdas (B) de la cámara de vacío (A), y de otra válvula (10) para la entrada y salida de aire, y de unos pulverizadores (11) que introducen agua dulce fría para enfriar el vapor de agua. Por su parte inferior dispone de una válvula (12) para la salida de la salmuera hacia el exterior para depositarla de nuevo en el mar, y de unos inyectores de vapor de agua (13) a presión para desalojar el aire hacia el exterior para provocar el vacío.

Los depósitos (D) son dos, idénticos en dimensiones y trabajando de forma sincronizada. Están construidos en hormigón de gran resistencia a la presión para poder soportar el vacío que se produce en su interior -de 50 a 100 milibares-, y la dimensión de cada uno de ellos debe de ser parecida a una celda (B), aproximadamente. Por su parte superior dispone de una válvula (14) para la entrada o salida del aire, y de unos pulverizadores (15) de agua dulce fría para enfriar el vapor de agua de su interior y provocar el vacío. Por su parte inferior dispone de unos inyectores (16) de vapor de agua a presión para desalojar el aire hacia el exterior para provocar el vacío, una válvula (17) para que la bomba hidráulica (E) pueda introducir agua dulce procedente de las celdas (B) de la cámara de vacío (A).

También dispone de una válvula (18) para la salida de agua dulce hacia el exterior.

Hace falta varios depósitos (C) y (D) para que en todo momento pueda entrar salmuera y agua dulce procedente de la cámara de vacío (A), y se pueda realizar las tareas de desalojo de salmuera y agua dulce en el otro depósito, además de, provocar el vacío en cada uno de ellos.

El agua dulce que sale de los depósitos (D), una mitad, pasa hacia un primer intercambiador de calor donde cede parte de su calor al agua salada -más fría- que llega directamente del mar, pasando de nuevo hacia las celdas (B) de la cámara de vacío (A). La otra mitad del agua, dulce pasa hacia un segundo intercambiador de calor donde cede parte de su calor al agua salada procedente del primer intercambiador de calor, pasando el agua dulce hacia el empleo que se le vaya a dar, agrícola, industrial o doméstico. El agua salada pasa hacia las balsas para ser calentadas con energía termosolar.

La bomba hidráulica (E) está formada por cinco cuerpos de bomba de pistón, independiente cada uno de ellos, pero van unidos por engranajes para, que trabajen de forma solidaria.

Un primer cuerpo de bomba (19) recoge el agua salada caliente de las balsas y la introduce por los inyectores (1) de las celdas (B). Dispone de una válvula (20) de apertura y cierre con la cámara de vacío (A). Aporta energía mecánica al introducir agua desde la presión del medio ambiente hasta el vacío de las celdas (B). Un segundo cuerpo de bomba (21) recoge el agua dulce fría del primer intercambiador de calor, y la introduce por los pulverizadores (5) de las celdas (B). Dispone de una válvula (22) de apertura y cierre con la cámara de vacío (A), También dispone de dos válvulas (23) y (24) que la conecta con los depósitos (C) para introducir agua a través de los pulverizadores (11) cuando sea necesario, además, las válvulas (25) y (26) la conecta con los depósitos (D) para introducir agua a través de los pulverizadores (15) cuando sea necesario. Aporta energía mecánica al introducir agua desde la presión del medio ambiente hasta el vacío de las celdas (B). El tercer cuerpo de bomba (27) recoge el agua dulce de las celdas (B) a través de la válvula (8) y la introduce en los depósitos (D). Dispone de una válvula (28) de apertura y cierre con la cámara de vacío (A). Consume energía mecánica al sacar agua de las celdas (B) de la cámara de vacío (A) -de mayor vacío-, y la introduce en los depósitos (D) -de menor vacío-. El cuarto cuerpo de bomba (29) recoge el agua salada fría, procedente del mar y la introduce a través de la válvula (3) en cada celda (B) de la cámara de vacío (A) donde se mezcla con la sal para producir salmuera. Dispone de una válvula (30) que la comunica con la cámara de vacío (A), de apertura y cierre. Aporta energía mecánica al recorrer el agua salada desde la presión del medio ambiente hasta el vacío de las celdas (B). El quinto cuerpo de bomba (31) recoge la salmuera producida en las celdas (B) a través de la válvula (4) y la introduce en los depósitos (C) a través de la válvula (9). Dispone de una válvula (32) de apertura y cierre con la cámara de vacío (A). Consume energía mecánica al ser mayor el vacío en las celdas (B) que en los depósitos (C).

Los cuerpos de bomba (19) y (21) son idénticos en volumen, pues, introducen la misma cantidad de agua en las celdas (B) de la cámara de vacío (A), mientras que el cuerpo de bomba (27) es el doble que los cuerpos de bomba (19) y (21). Los cuerpos de bomba (29) y (31) son idénticos en volumen, pues, introduce la misma cantidad de agua salada en las celdas (B) de la cámara de vacío (A), que de salmuera saca de ellas, aproximadamente, y sus volúmenes son unas diez veces inferiores a los cuerpos de bomba (19) y (21).

La bomba hidráulica (E) formada por estos cinco cuerpos de bomba no necesita energía aportada por ningún motor, trabaja por la diferencia de vacío de los diferentes elementos de los que está formada la instalación. También dispone de dos termómetros para medir en todo momento la temperatura del agua salada caliente, y la temperatura del agua dulce fría.

Se necesita energía termosolar -con espejos para concentrar los rayos solares- para producir vapor de agua a presión, para desalojar el aire del interior de los depósitos (C) y (D) y provocar su vacío. Esta presión del vapor de agua estará entre los 2 bares, a 5 bares.

En la descripción de los dibujos, la figura 1, representa al conjunto de celdas (B) que forman una cámara de vacío (A), la figura 2, representa a una celda (B) con los elementos necesarios para su funcionamiento, la figura 3, representa a un depósito (C) con todos los elementos necesarios para sacar la salmuera de la cámara de vacío (A), y su posterior salida hacia el exterior, la figura 4, representa a un depósito (D) con todos los elementos necesarios para sacar el agua dulce de la cámara de vacío (A), y su posterior salida hacia el exterior, y la figura 5, representa a la bomba hidráulica (E) con los cinco cuerpos de bomba de pistón unidos por engranajes, con sus diferentes válvulas que la comunica con la cámara de vacío (A) y los depósitos (C) y (D), además, con las balsas, el mar, y el primer intercambiador de calor.

Para poder separar la sal del agua del mar, hay que calentarla con energía termosolar en unas balsas y elevar su temperatura entre 10 a 15 grados centígrados. En una primera balsa, el agua salada alcanza poca altura para que alcance lo más rápidamente posible su temperatura, y la segunda balsa, más pequeña y con mayor altura del agua salada para que vaya acumulando su calor para ser utilizada durante varias horas por la noche.

La cámara de vacío (A) compuesta por celdas (B) tiene un vacío en su interior entre 10 a 15 milibares.

El cuerpo de bomba (19) de la bomba hidráulica (E) empieza a introducir agua salada caliente a través de los inyectores (1) en el interior de las celdas (B), dividida en tres zonas, en su primera zona, hierve y se separa de la sal, pasando el vapor de agua hacia la segunda zona. La sal forma salmuera al introducir el cuerpo de bomba (29) agua salada fría que pasa hacia el depósito (C) para poder sacarla hacia el exterior cuando éste esté lleno. La salmuera pasa hacia el depósito (C) a través del cuerpo de bomba (31).

En la segunda zona, el cuerpo de bomba (21) de la bomba hidráulica (E) introduce agua dulce fría a través de los pulverizadores) donde enfría el vapor de agua procedente de la primera zona, pasando éste a estado líquido, produciendo una circulación de vapor de agua desde la primera zona hacia la segunda zona. El vapor de agua -ya líquido- y el agua fría pasa hacia la tercera zona, donde el cuerpo de bomba (27) extrae el agua y la introduce en los depósitos (D). Una vez lleno, se abre la válvula (14) para que entre aire e iguale su presión con la del medio ambiente, a continuación, se abre su válvula (18) para la salida del agua hacia el exterior. Una mitad se dirige hacia un primer intercambiador de calor donde entra agua salada directamente del mar -más fría-, enfriándose, pasando de nuevo hacia las celdas (B). La otra mitad pasa hacia un segundo intercambiador de calor, donde entra agua salada procedente del primer intercambiador de calor, cediendo parte de su calor al agua salada, pasando el agua dulce hacia el empleo que se le vaya a dar, agrícola, industrial o doméstico. El agua salada pasa hacia las balsas para ser calentada con energía termosolar.

La instalación de espejos produce vapor de agua a una presión de 2 a 5 bares para producir el vacío en los depósitos (C) y (D).

Claims (9)

REIVINDICACIONES

1. Método para hacer hervir agua salada, utilizando energía termosolar y técnicas de vacío, caracterizado por el hecho de que, para separar la sal del agua del mar se utiliza técnicas de vacío, para ello, el agua salada tiene que ser calentada en unas balsas con energía termosolar para aumentar su temperatura entre 10 a 15 grados centígrados, por otro lado, tenemos que disponer de agua dulce a temperatura del medio ambiente en la misma cantidad que de agua salada para trabajar a una relación de 1 a 1.

Para que hierva el agua salada, la cámara de vacío (A) tiene que tener un vacío de 10 a 15 milibares, y estar dividida en celdas (B).

Las celdas (B) están divididas en tres zonas. Una primera zona donde el agua salada hierve, y el agua -en forma de vapor de agua- se separa de la sal. Una segunda zona donde el vapor de agua -caliente- se mezcla con agua dulce pulverizada -fría- para enfriar el vapor de agua y éste pase a estado líquido. Una tercera zona donde se recoge toda esta agua, y una bomba hidráulica (E) se encarga de extraer el agua de cada celda (B) de la cámara de vacío (A) y la introduce en el interior de los depósitos (D). Una vez lleno, entra aire en su interior para igualar su presión con la del medio ambiente, saliendo el agua hacia el exterior para su posterior utilización.

2. Método para hacer hervir agua salada, utilizando energía termosolar y técnicas de vacío, según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que, en las balsas, en la primera, el agua salada alcanza una altura de 3 centímetros para que se caliente de forma rápida, en la segunda, más pequeña, la altura del agua salada será de 10 a 40 centímetros para ser utilizada por la noche.

3. Método para hacer hervir agua salada, utilizando energía termosolar y técnicas de vacío, según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que, las dimensiones de cada celda (B) favorece por su anchura soportar mejor la presión, por su altura, que el agua dulce fría que sale de los pulverizadores (5), en su caída, Arrastre más cantidad de vapor de agua y que éste pase a estado líquido, y por largo, poder colocar más cantidad de pulverizadores (5) y aumentar la cantidad de vapor de agua que pasa por el mismo espacio.

4. Método para hacer hervir agua salada, utilizando energía termosolar y técnicas de vacío, según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que, la cámara de vacío (A), dividida en celdas (B), al estar sometida a un vacío entre 10 a 15 milibares puede trabajar con temperaturas del agua salada caliente desde los 15 grados centígrados, hasta los 45 grados centígrados.

5. Método para hacer hervir agua salada, utilizando energía termosolar y técnicas de vacío, según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que, cada celda (B) dispone de una válvula (2) que regula la entrada de agua salada caliente y un vacuómetro, más la información de su temperatura, hace que toda esta agua salada caliente hierva regulando su volumen de entrada.

6. Método para hacer hervir agua salada, utilizando energía termosolar y técnicas de vacío, según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que, la bomba hidráulica (E), formada por cinco cuerpos de bomba de pistón, unidos por engranajes, trabajan de forma solidaria, tres aportan energía mecánica, y dos consumen energía mecánica, debido a las diferencias de vacío que existe entre los diferentes elementos de la instalación.

7. Método para hacer hervir agua salada, utilizando energía termosolar y técnicas de vacío, según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que, el agua dulce y la salmuera que sale de la cámara de vacío (A), se introduce en los depósitos (C) y (D) con un vacío en su interior entre 50 a 100 milibares, que favorece que la bomba hidráulica (E) no necesite ningún motor.

8. Método para hacer hervir agua salada, utilizando energía termosolar y técnicas de vacío, según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que, el agua dulce que sale de los depósitos (D), para perder parte de su calor, pasa por unos intercambiadores de calor con agua salada que procede directamente del mar, una mitad de agua dulce pasa por un primer intercambiador de calor y de ahí hacia las celdas (B), y la otra mitad pasa por un segundo intercambiador de calor, y de ahí, hacia el consumo.

9. Método para hacer hervir agua salada, utilizando energía termosolar y técnicas de vacío, según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que, el agua salada que procede directamente del mar, pasa por unos intercambiadores de calor con agua dulce procedente de los depósitos (D), donde aumenta un poco su temperatura, y de ahí, hacia las balsas para ser calentada con energía termosolar.