ES2885798A1 - Planta para obtencion de energia del vacio y desalacion de agua y procedimiento - Google Patents

Planta para obtencion de energia del vacio y desalacion de agua y procedimiento Download PDF

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ES2885798A1 ES202030570A ES202030570A ES2885798A1 ES 2885798 A1 ES2885798 A1 ES 2885798A1 ES 202030570 A ES202030570 A ES 202030570A ES 202030570 A ES202030570 A ES 202030570A ES 2885798 A1 ES2885798 A1 ES 2885798A1
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Abstract

Planta para obtención de energía del vacío y desalación de agua y procedimiento, comprendiendo: un ciclo termodinámico que consigue el funcionamiento de un alternador (6) mediante un motor (5) térmico donde la carrera de un pistón (7a) es ocasionada por una expansión adiabática de un foco caliente, mientras el reverso de un pistón (7b) antagónico realiza la misma carrera por succión de un reservorio a presión menor de atmosférica; y donde dicho ciclo termodinámico se integra en un ciclo de desalación de agua, aportada en continuo en que la caldera (1) comprende un sistema de decantación a base de terrazas (14) para la evaporación de dicha agua que, a su vez, es recuperada como agua limpia tras su paso por el serpentín (11) de refrigeración donde se condensa y que determina el foco frio del ciclo térmico.

Description

DESCRIPCIÓN
PLANTA PARA OBTENCIÓN DE ENERGÍA DEL VACÍO Y DESALACION DE AGUA Y
PROCEDIMIENTO
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La invención, tal como expresa el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a una planta para obtención de energía del vacío y desalación de agua y procedimiento, aportando, a la función a que se destina, ventajas y características, que se describen en detalle más adelante, que suponen una mejora del estado actual de la técnica.
Más concretamente, el objeto de la invención se centra, por una parte, en un procedimiento para la obtención de energía eléctrica del vacío y, al mismo tiempo, para la desalación de agua, preferentemente aprovechando la propia energía obtenida por motor integrado en el ciclo térmico, el cual contempla, esencialmente:
- un ciclo termodinámico para obtención de energía eléctrica del vacío que, básicamente, comprende la consecución del funcionamiento de un alternador gracias al trabajo de un motor térmico donde la carrera de uno de sus pistones es ocasionada por una expansión adiabática del foco caliente del fluido, en concreto vapor, mientras el reverso de un pistón antagónico realiza la misma carrera por succión de dicho fluido de un reservorio a presión menor de atmosférica, preferiblemente obtenida mediante vacío forzado, al condensarse dicho vapor a presión menor de atmosférica,
- y donde, a su vez, dicho ciclo termodinámico se aprovecha para su integración en un ciclo de desalación de agua, con lo que el fluido es agua salada aportada en continuo y la caldera para conseguir el vapor del foco caliente, que preferentemente aprovecha para la fuente de calor la energía que obtiene del alternador, comprende un sistema de decantación a base de terrazas para la desalación de dicha agua que, a su vez, es recuperada como agua limpia tras su paso por el serpentín de refrigeración donde se condensa a presión por debajo de atmosférica y que determina el foco frio.
Por otra parte, un segundo aspecto de la invención se refiere a la planta y al conjunto de elementos y dispositivos que comprende para llevar a cabo dicho procedimiento, es decir, una planta que comprende un conjunto de elementos que consiguen la obtención de energía para hacer trabajar el pistón de un motor en ciclo térmico de vacío por condensación de vapor a presión menor de atmosférica, capaz de producir trabajo por la acción de compresión que se origina al condensarse en un foco frio el vapor del fluido calentado en una caldera, con la particularidad de que previamente en dicho foco frio se procura presión por debajo de la presión atmosférica y la refrigeración se produce de modo independiente al motor.
El sistema que se propone pues, basado en formulas termodinámicas que se exponen en detalle más adelante, permite la obtención de energía en una máquina de Carnot que determina un comportamiento termodinámico inusual en una carrera del pistón ocasionada por una expansión adiabática del foco caliente mientras el reverso del mismo pistón realiza la misma carrera por succión de un reservorio a presión menor de atmosférica. Además, el sistema comprende como foco caliente un depósito de decantación resultando especialmente idóneo para la desalación o depuración de agua.
CAMPO DE APLICACIÓN DE LA INVENCIÓN
El campo de aplicación de la presente invención se enmarca dentro del sector de la industria dedicada a la fabricación e instalación de plantas, máquinas, aparatos y sistemas para la obtención de energía, y preferentemente en el aumento del rendimiento térmico dentro del ámbito de las instalaciones de obtención de energía eléctrica y plantas desalinizadoras y depuradoras.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Como referencia al estado actual de la técnica, cabe señalar que, como documentos más cercanos, se conoce "un dispositivo para obtención de energía por ciclo térmico de vacío”, con número de publicación ES1168008, y un "mecanismo de transformación de movimiento giratorio” con número de publicación ES1216175, que es un mecanismo capaz de realizar la función motor cuando actúa integrado en un ciclo por condensación de vapor a presión menor de atmosférica, en ambos casos con titularidad del propio solicitante. No obstante, se desconoce la existencia de ningún otro procedimiento ni ninguna otra planta que presente unas características técnicas y estructurales iguales o semejantes a las que presenta la que aquí se reivindica, la cual proporciona una forma de obtener energía que es desconocida por el estado de la técnica, estando los detalles caracterizadores que la distinguen convenientemente recogidos en las reivindicaciones finales que acompañan a la presente descripción.
EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN
El procedimiento y planta para obtención de energía del vacío y desalación de agua que la invención propone, tal como se ha apuntado anteriormente, es un sistema basado en la obtención de energía en ciclo térmico de vacío por condensación de vapor a una presión menor de atmosférica que, contando con un motor térmico, comprende un ciclo térmico capaz de producir trabajo por la acción de compresión que se origina al condensarse el vapor que produce una caldera, y que se distingue esencialmente en que previamente se procura presión por debajo de atmosférica en el foco frío y en que la refrigeración se produce en un foco frio independiente al motor, de tal modo que además puede incorporar un intercambiador térmico por convección forzada, y donde el trabajo del motor se utiliza para la obtención de energía eléctrica, a través de un alternador, y, a su vez, la caldera de la que se obtiene el vapor se aprovecha para la desalación de agua que es recuperada tras su paso por el circuito de refrigeración o foco frío, contemplando, preferentemente, el aprovechamiento de la energía eléctrica obtenida para su uso en la fuente de calor de dicha caldera.
Además, es importante destacar que para llevar a cabo el procedimiento, la planta contempla la inclusión de una serie de válvulas que determinan el paso del fluido del foco caliente al foco frio, las cuales son de control electrónico y están controladas, preferentemente mediante programación informática en un computadora, de manera que la programación de la secuencia de entrada y salida de vapor en el motor se realice de forma que: en un cilindro se produzca en un instante programado una entrada a temperatura constante, seguida de una expansión adiabática hasta el final del recorrido del pistón y, siendo que el pistón antagónico está expuesto a un reservorio de presión por debajo de atmosférica.
Por ello, el sistema, aunque apto para la obtención de energía eléctrica, y en el aumento del rendimiento térmico dentro de cualquier tipo de instalación, por ejemplo una central térmica, está especialmente diseñado para su implementación en una planta de desalación o depuración de agua sin consumo de energía externa.
Como se ha podido constatar, siempre que existe una diferencia de presión entre el foco caliente y el foco frío se puede producir trabajo por succión, aunque las dos presiones estén por debajo de atmosférica.
La condensación del vapor en un foco frio a presión por debajo de atmosférica proporciona un reservorio que cuenta siempre con la presión inicial, siendo esta primera presión conseguida artificialmente con un compresor de vacío, y que, una vez comienza el ciclo térmico, se apaga definitivamente.
El motor de la planta objeto de esta patente, además de obtener energía partiendo de temperaturas medias o bajas, obtiene el mayor rendimiento térmico conocido por el estado de la técnica.
La presión de vacío ocasionada al condensarse el vapor en un circuito de refrigeración que cuenta con menor presión de atmosférica garantiza un reservorio de succión constante.
Hasta ahora es conocido que el ciclo térmico de Carnot es el de mayor rendimiento térmico conocido, y dice, que el rendimiento térmico de este ciclo es igual a: 1 - (temperatura del foco frio partido de temperatura foco caliente).
Otra ventaja con que cuenta este sistema de ciclo térmico de la planta objeto de la invención es que, preferentemente, incorpora un intercambiador térmico por convección forzada, que produce una recuperación térmica no conseguida por ningún intercambiador térmico por conducción, como son los utilizados en el estado de la técnica. Hay que darse cuenta que; cuando el vapor entra en el serpentín de refrigeración, que cuenta con menor presión, este aumenta su volumen, y entonces para condensarse necesita deshacerse del calor con mayor velocidad que si hubiese entrado en otra zona de mayor presión.
También hacemos referencia al menor coste económico de un intercambiador térmico por convección, ya que solo se necesita de un depósito de vacío que alberge una parte de líquido donde se transmita directamente el calor aportado por el foco caliente.
Debemos mencionar que el vapor después de pasar por el motor térmico, entra en contacto con el agua a menor presión alojada en el intercambiador térmico, produciendo continuas explosiones de cavitación provocadas por un cambio de fase instantáneo de gas a líquido.
Produciendo una transferencia de calor desconocida hasta ahora, siendo que el agua puede alcanzar temperaturas superiores a 100°C contando con presión como recalcamos por debajo de atmosférica.
Este comportamiento anómalo de la transferencia térmica por convección resulta sorprendente, ya que calentando el agua por conducción nunca se puede contar con una temperatura de más de 100°C a presión atmosférica. Y en el caso de las pruebas realizadas aún resulta más extraño siendo que la presión dentro de intercambiador térmico permanece por debajo de atmosférica.
Se puede concluir diciendo que la transferencia de calor por convección forzada a una presión menor de atmosférica se produce con multitud de explosiones instantáneas y que cuando el intercambiador térmico permanece aislado térmicamente del medio, la transferencia de calor hacia el foco frio se disipa lentamente y únicamente por un conducto de unión con el serpentín de refrigeración.
En estas circunstancias es más rápida la transferencia por presión que la térmica, y por ello el intercambiador no tiene tiempo de evacuar todo el calor recibido hacia el foco frío.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, de unos planos en que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente:
La figura número 1.- Muestra una representación esquemática de los elementos que intervienen en el ciclo termodinámico de obtención de energía mediante el motor con ciclo térmico por condensación de vapor a una presión menor que la atmosférica que contempla la planta objeto de la invención, apreciándose las principales partes y elementos que comprende, así como la disposición y relación entre las mismas, habiéndose representado como circuito cerrado de fluido.
Y la figura número 2.- Muestra una representación esquemática de una forma de realización de la planta de desalación objeto de la invención en que se implementa, adaptado a circuito abierto para aportación de agua salada, el sistema de obtención de energía representado en la figura 1.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
A la vista de las mencionadas figuras y de acuerdo con la numeración adoptada en ellas, se puede observar un ejemplo de realización no limitativa de la planta para obtención de energía del vacío y desalación de agua de la invención, la cual comprende lo que se indica y describe en detalle a continuación.
Así atendiendo a la representación mostrada en figura 1, se puede apreciar un diseño esquemático de los principales elementos que intervienen en el ciclo termodinámico que contempla la planta de la invención para la obtención de energía eléctrica, a partir del cual puede apreciarse tanto la estructura física como las características operativas y funcionales del conjunto. En esencia, dicho ciclo térmico comprende un conjunto de elementos operativos de acción combinada, entre los que se distingue una caldera (1) que está provista de una fuente de calor (2) que se proporciona al agua del foco caliente y, consecuentemente, el aumento de temperatura y aumento de presión.
Dicha caldera (1) es un depósito que, a su vez, está vinculado, a través un primer circuito de dos conducciones de entrada (30) de foco caliente (agua calentada), provistas de sendas electroválvulas (3a, 3b) para control de paso del agua, a los respectivos extremos de un cilindro con sendos pistones (7a, 7b) asociados a un motor (5) al que, a su vez, se conecta un alternador (6). Existiendo, además, un segundo circuito de otras dos conducciones de salida (40) de los extremos de dicho cilindro a foco frio (agua condensada), igualmente dotadas de respectivas electroválvulas (4a, 4b) de control de paso del vapor, que conducen a un serpentín (11) o circuito de refrigeración donde se condensará el vapor de agua y en el que se ha previsto un depósito de vacío (10) vinculado a un compresor (9) para procurar inicialmente presión por debajo de atmosférica en dicho foco frio.
Con ello, cuando el depósito de la caldera (1) cuenta con presión de vapor idónea, se actuarán automáticamente electroválvulas (3a y 4b) o (3b y 4a) de los respectivos circuitos de conducciones (30, 40) produciendo la carrera lineal alternativa de los pistones (7a y 7b) integrados en el cilindro asociado al motor (5), de tal forma que el alternador (6) cuente con las revoluciones por minuto adecuadas a su rango de trabajo.
Es importante señalar que, para producir expansión adiabática en la carrera de los mencionados pistones (7a, 7b), las válvulas estarán programadas y controladas, por ejemplo mediante computadora, para funcionar de manera que las válvulas (3a y 3b) del circuito de entrada (30) deben permanecer abiertas menor periodo de tiempo que las válvulas (4a y 4b) del circuito de salida (40), de tal modo que la entrada y salida de vapor en el motor (5) se realiza de forma que en el cilindro se produce una expansión adiabática hasta el final del recorrido de un pistón (7a) y siendo que el pistón antagónico (7b) está expuesto a un reservorio de presión por debajo de atmosférica.
Además, preferentemente, después de pasar el vapor a presión por el motor (5), es succionado a través de las electroválvulas (4a o 4b) pasando por un intercambiador térmico (8) donde se convierte instantáneamente en líquido.
Este intercambiador térmico (8) preferentemente consiste en un intercambiador que actúa por convección forzada a presión menor de 1 bar absoluto.
El aumento de temperatura del agua al ocasionarse el intercambio térmico en dicho intercambiador (8), acelera la evaporación de la misma hacia el circuito de refrigeración (11), que, permaneciendo a menor temperatura, ocasiona su condensación y el consiguiente regreso del líquido al depósito de dicho intercambiador (8).
Opcionalmente, el sistema puede comprender también una bomba (12) para realimentar la caldera (1) con agua procedente de la refrigeración (11), la cual que se acciona automáticamente suministrando, a través de una conducción de retorno (13), el nivel de agua en la caldera (1) si hiciera falta o si se implementa el sistema como ciclo cerrado, aunque no es el caso.
En tal caso, el intercambiador térmico (8) estará situado a una altura (h) por encima de la bomba (12) de agua suficiente como para que dicha bomba (12) pueda cebarse adecuadamente.
Lógicamente, el motor (5) no arranca instantáneamente, ya que debe de alcanzar una temperatura de trabajo adecuada para que no se produzca condensación dentro del mismo, por ello es fundamental que se aísle térmicamente del exterior. Así, al menos, tanto el depósito de la caldera (1) como el cilindro en que se incorporan los pistones (7a, 7b) son isotermos, consiguiendo que la expansión adiabática se realice primeramente isotérmicamente y a la vez es realizada una succión como consecuencia de la carrera del pistón en un cilindro también isotermo.
Por su parte, atendiendo a la figura 2, se puede observar cómo, en un ejemplo de realización de la planta desaladora (100), en que se ha implementado el sistema de obtención de energía mediante el motor (5) de ciclo térmico por condensación de vapor a una presión menor que la atmosférica descrito, ésta comprende esencialmente los siguientes elementos:
Un depósito de caldera (1) en cuyo interior cuenta con una pluralidad de terrazas circulares (14) superpuestas en las cuales se deposita el agua salada que entra y cae progresivamente desde una tubería de aporte (15) de agua salada, y en cuyo fondo, donde se recogen los lodos producto de dicha decantación, se ha previsto una fuente de calor (2) para procurar la evaporación del agua que, en forma de vapor, es conducida hacia un serpentín (11) o circuito de refrigeración y de cuyo extremo opuesto es recogida en un depósito de agua limpia (16) o desalada, existiendo entre dicha caldera (1) y dicho serpentín (11) un motor (5) térmico conectado a través de un circuito de conducciones de entrada (30) y de conducciones de salida (40) que, como ya se ha expuesto, mediante el control programados de las respectivas electroválvulas (no representadas en esta figura 2) permite hacer trabajar un alternador (6) para obtener energía eléctrica con un alto rendimiento, la cual, eventualmente, puede ser aprovechada para alimentar la fuente de calor (2) de la caldera (1) ya que, preferentemente, comprende una resistencia térmica eléctrica.
Además, es importante destacar que el serpentín (11) del circuito de refrigeración tiene una presión menor de atmosférica en situación de trabajo, para lo cual, preferentemente, incorpora, acoplado al mismo, un depósito de vacío (10) conectado a un compresor (9).
No obstante, dicha presión menor de atmosférica se puede conseguir dimensionando la planta de modo que la salida del serpentín (11) está situada a una altura (h2) por encima del nivel de agua contenido en el depósito de agua limpia (16) que se regula a través de una electroválvula (16a). Bajo este depósito de agua limpia (16), a su vez, se contempla la existencia de una tolva (23) de carga con su correspondiente electroválvula (23a), para su vertido a un transporte (24).
Preferentemente, además, la planta comprende un depósito inicial (17) de agua no tratada, al que es conducida desde la tubería de aporte (15), cuyo nivel de contenido queda situado a una altura (h1) por encima de una entrada superior (18), provista de una electroválvula (18a), del depósito de las terrazas (14) de la caldera (1). Y, en el extremo inferior de dicha caldera ( I ) , se ha previsto la existencia de un sinfín (19) para la extracción de lodos que desemboca en un depósito de recogida (20), que a su vez también dispone de una electroválvula (20a), cuyo nivel de contenido queda situado a una altura (h3) por debajo del nivel de lodos del fondo del depósito (1).
Además, en la realización preferida, las terrazas (14) del depósito de caldera (1), que como se ha dicho son circulares, presentan un movimiento de giro desde su eje central para procurar la expulsión de lodos por fuerza centrífuga y hacer que se vaya depositando y acumulando en las sucesivas terrazas (14) desde la superior hasta el fondo. Procurándose con esta actuación una auto limpieza automática.
Cabe destacar, además, que en la realización preferida, el eje de giro de las terrazas (14) de la caldera (1) y el sinfín (19) están accionados, respectivamente, mediante un primer y un segundo motor eléctrico (21, 22) cuyo accionamiento está controlado a través de correspondientes actuadores (21a, 22a) controlando automáticamente los parámetros y niveles adecuados en lodos de salida.
Con todo ello, siendo que, al menos, la parte de refrigeración (11) del circuito cuenta con presión por debajo de atmosférica, cuanta mayor superficie cuenten la suma de las terrazas (14) mayor será la velocidad de evaporación hacia el foco frio que consiste en el serpentín ( I I ) de refrigeración; cuanto mayor sea la temperatura en el depósito de caldera (1) mayor la velocidad del proceso de evaporación; cuanto menor sea la temperatura en el exterior del serpentín (11) mayor velocidad del proceso de condensación hacia el depósito de agua limpia (16); y cuanta mayor temperatura exista en el depósito de caldera (1) mayor será la velocidad del proceso de evaporación.
Para un correcto funcionamiento de la planta (100), esta cuenta con un módulo de control electrónico programable (no representado), convenientemente conectado bien mediante cable físico o de manera inalámbrica, para programar y controlar el funcionamiento de las electroválvulas (3a, 3b, 4a, 4b) del ciclo térmico anteriormente descrito, así como de todas aquellas que intervienen en el ciclo de desalación a partir del accionamiento de las diferentes electroválvulas y actuadores que comprende la planta, siendo esto último, básicamente, del siguiente modo:
- La electroválvula (18a) de la entrada (18) regula la entrada de agua salada al circuito siendo la altura (h1) indiferente.
- El actuador (21a), regula la puesta en marcha programada del motor (21) que, por fuerza centrífuga, expulsa el lodo que se deposita y acumula en las terrazas (14).
- La electroválvula (16a) del depósito de agua limpia (16) regula el nivel de altura (h2) de agua limpia, 10 metros aproximadamente en el depósito de agua limpia (16), para su transporte a destino.
- La electroválvula (10a) cierra el paso al depósito de vacío (10) una vez la propia condensación de vapor en el serpentín (11) es la que procura vacío.
- La electroválvula (23a) de la tolva (23), regula alimentación de agua limpia a transporte. - La electroválvula (20a) del depósito de recogida (20) regula la altura del lodo (h3) abriendo el paso y poniendo en marcha el motor (22) que acciona el tornillo sin fin (19), y siendo que dicho depósito de recogida (20) se encuentra abierto a presión atmosférica, la mencionada altura (h3) deberá ser de aproximadamente 10 metros. En este caso el lodo sale a presión cuando se abre la electroválvula (20a), para caer al transporte. Además el lodo saldrá mucho más compactado debido al aumento de presión en su estratificación.
Preferentemente, este proceso se inicia mediante el accionamiento del compresor (9) para crear vacío en el depósito (10), cuya apertura se controla a través de otra electroválvula (10a) y conseguir presión por debajo de atmosférica para comenzar. No obstante, una vez cuenten los niveles del depósito de agua limpia (16) y de recogida (18) cuente con altura (h2) y (h3) necesaria, se garantiza el vacío del circuito.
En este proceso térmico de desalación de agua existe una superficie de terrazas (14) determinada, que contando con temperatura (x) y presión de vacío (y) ocasiona la desalación de 1 litro en 1 segundo.
Descrita suficientemente la naturaleza de la presente invención, así como la manera de ponerla en práctica, no se considera necesario hacer más extensa su explicación para que cualquier experto en la materia comprenda su alcance y las ventajas que de ella se derivan, haciéndose constar que, dentro de su esencialidad, podrá ser llevada a la práctica en otras formas de realización que difieran en detalle de la indicada a título de ejemplo, y a las cuales alcanzará igualmente la protección que se recaba siempre que no se altere, cambie o Ċ
modifique su principio fundamental.

Claims (16)

REIVINDICACIONES
1. - PLANTA PARA OBTENCIÓN DE ENERGÍA DEL VACÍO Y DESALACION DE AGUA, caracterizada por comprender un depósito de caldera (1) en cuyo interior cuenta con una pluralidad de terrazas circulares (14) superpuestas en las cuales se deposita agua salada que entra y cae progresivamente desde una tubería de aporte (15), y en cuyo fondo se ha previsto una fuente de calor (2), existiendo entre dicha caldera (1) y un serpentín (11) o circuito de refrigeración situado por encima, con un depósito de agua limpia (16) o desalada en su extremo, un motor (5) térmico conectado a través de un circuito de conducciones de entrada (30) y de conducciones de salida (40) que, mediante el control programado de respectivas electroválvulas (3a, 3b y 4a, 4b) asociadas a los respectivos extremos de un cilindro con sendos pistones (7a, 7b), hace trabajar un alternador (6), estando dicho serpentín (11) previsto para contar con una presión menor de atmosférica en situación de trabajo, y estando dichas electroválvulas programadas y controladas para funcionar de manera que las válvulas (3a y 3b) del circuito de entrada (30) permanecen abiertas menor periodo de tiempo que las válvulas (4a y 4b) del circuito de salida (40) produciendo en el cilindro una expansión adiabática hasta el final del recorrido de uno de los pistones (7a) y quedando el pistón antagónico (7b) expuesto a un reservorio de presión por debajo de atmosférica que determina el serpentín (11).
2. - PLANTA PARA OBTENCIÓN DE ENERGÍA DEL VACÍO Y DESALACION DE AGUA, según la reivindicación 1, caracterizada en que el serpentín (11) del circuito de refrigeración incorpora, acoplado al mismo, un depósito de vacío (10) conectado a un compresor (9).
3. - PLANTA PARA OBTENCIÓN DE ENERGÍA DEL VACÍO Y DESALACION DE AGUA, según la reivindicación 1, caracterizada en que la salida del serpentín (11) está situada a una altura (h2) por encima del nivel de agua contenido en el depósito de agua limpia (16) que se regula a través de una electroválvula (16a).
4. - PLANTA PARA OBTENCIÓN DE ENERGÍA DEL VACÍO Y DESALACION DE AGUA, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada en que la fuente de calor (2) de la caldera (1) es una resistencia térmica eléctrica que se alimenta de la energía del alternador (6).
5. - PLANTA PARA OBTENCIÓN DE ENERGÍA DEL VACÍO Y DESALACION DE AGUA, según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 4, caracterizada en que, además, comprende un depósito inicial (17) de agua no tratada, al que es conducida desde la tubería de aporte (15), cuyo nivel de contenido queda situado por encima de una entrada superior (18), del depósito de las terrazas (14) de la caldera (1), provista de una electroválvula (18a).
6. - PLANTA PARA OBTENCIÓN DE ENERGÍA DEL VACÍO Y DESALACION DE AGUA, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada en que, en el extremo inferior de la caldera (1), se ha previsto un sinfín (19) accionado por un motor (21), para la extracción de lodos que desemboca en un depósito de recogida (20), que a su vez también dispone de una electroválvula (20a), cuyo nivel de contenido queda situado a una altura (h3) por debajo del nivel de lodos del fondo del depósito (1).
7. - PLANTA PARA OBTENCIÓN DE ENERGÍA DEL VACÍO Y DESALACION DE AGUA, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada en que las terrazas (14) del depósito de caldera (1), que son circulares, presentan un movimiento de giro desde su eje central accionado por un segundo motor eléctrico (22).
8. - PLANTA PARA OBTENCIÓN DE ENERGÍA DEL VACÍO Y DESALACION DE AGUA, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada en que comprende un módulo de control electrónico programable conectado, mediante cable o de manera inalámbrica, a las electroválvulas (3a, 3b, 4a, 4b) y al resto de electroválvulas y actuadores que comprende, para programar y controlar el funcionamiento tanto de dichas electroválvulas (3a, 3b, 4a, 4b) en el ciclo térmico, como las del ciclo de desalación.
9. - PROCEDIMIENTO PARA OBTENCIÓN DE ENERGÍA DEL VACÍO Y DESALACION DE AGUA caracterizado por comprender:
- un ciclo termodinámico para obtención de energía eléctrica que comprende la consecución del funcionamiento de un alternador (6) gracias al trabajo de un motor (5) térmico donde la carrera de uno de sus pistones (7a) es ocasionada por una primera expansión isotérmica seguida de otra expansión adiabática de un foco caliente del fluido en forma de vapor, en concreto agua, mientras el reverso de un pistón (7b) antagónico realiza la misma carrera por succión de dicho fluido de un reservorio a presión menor de atmosférica;
- y donde, a su vez, dicho ciclo termodinámico se integra en un ciclo de desalación de agua, con lo que el fluido es agua salada aportada en continuo y la caldera (1) para conseguir el vapor del foco caliente, comprende un sistema de decantación a base de terrazas (14) para la evaporación de dicha agua que, a su vez, es recuperada como agua limpia tras su paso por el serpentín (11) de refrigeración donde se condensa y que determina el foco frio del ciclo térmico a presión por debajo de atmosférica.
10. - PROCEDIMIENTO PARA OBTENCIÓN DE ENERGÍA DEL VACÍO Y DESALACION DE AGUA, según la reivindicación 9, caracterizado en que el foco caliente comprende el motor (5) hacia abajo y permanece a presión igual o por encima de atmosférica, y el foco frio comprende del motor (5) hacia arriba permaneciendo siempre a presión por debajo de atmosférica.
11. - PROCEDIMIENTO PARA OBTENCIÓN DE ENERGÍA DEL VACÍO Y DESALACION DE AGUA, según la reivindicación 9 y 10, caracterizado en que la programación de entrada y salida de vapor en el motor (5) se realiza de forma que; en un cilindro se produzca una expansión adiabática hasta el final del recorrido del pistón (7a), siendo que el pistón antagónico (7b) está expuesto a un reservorio de presión por debajo de atmosférica.
12. - PROCEDIMIENTO PARA OBTENCIÓN DE ENERGÍA DEL VACÍO Y DESALACION DE AGUA, según las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado en que la caldera (1) aprovecha para la fuente de calor (2) la energía eléctrica que obtiene del alternador (6).
13. - PROCEDIMIENTO PARA OBTENCIÓN DE ENERGÍA DEL VACÍO Y DESALACION DE AGUA, según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, caracterizado en que la presión menor de atmosférica se obtiene mediante vacío forzando de la condensación del vapor a una presión menor de atmosférica.
14. - PROCEDIMIENTO PARA OBTENCIÓN DE ENERGÍA DEL VACÍO Y DESALACION DE AGUA, según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 13, caracterizado en que, después de pasar el vapor a presión por el motor (5), es succionado pasando por un intercambiador térmico (8) que actúa por convección forzada para acelerar la condensación hacia el circuito de refrigeración (11).
15. - PROCEDIMIENTO PARA OBTENCIÓN DE ENERGÍA DEL VACÍO Y DESALACION DE AGUA, según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 14, caracterizado en que, mediante una bomba (12) se realimenta la caldera (1) con agua procedente de la refrigeración (11).
16.- PROCEDIMIENTO PARA OBTENCIÓN DE ENERGÍA DEL VACÍO Y DESALACION DE AGUA, según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 15, caracterizado en que la presión menor de atmosférica del serpentín (11) se consigue dimensionando la planta de modo que la salida del serpentín (11) está situada a una altura (h2) por encima del nivel de agua contenido en un depósito de agua limpia (16) a su salida.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2024105286A1 (es) * 2022-11-17 2024-05-23 Santiago Lopez Comin Procedimiento de obtención de energía libre en ciclo termodinámico cíclico e instalación para la puesta en práctica del mismo

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL7113550A (en) * 1961-04-14 1972-01-25 Desalination plant - for seawater, using a vacuum refrigeration process
DE2823447A1 (de) * 1978-05-30 1981-11-26 Kurt 8000 München Leczkowski Weitere ausfuehrungsbeispiele fuer verfahren und anlagen zur gewinnung von nutzarbeit und/oder nutzkaelte aus waerme
US6436242B1 (en) * 2000-02-10 2002-08-20 Pedro Joaquin Sanchez Belmar Device and method for distilling water
US20160130156A1 (en) * 2007-04-24 2016-05-12 Equus Environmental Limited Distillation apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL7113550A (en) * 1961-04-14 1972-01-25 Desalination plant - for seawater, using a vacuum refrigeration process
DE2823447A1 (de) * 1978-05-30 1981-11-26 Kurt 8000 München Leczkowski Weitere ausfuehrungsbeispiele fuer verfahren und anlagen zur gewinnung von nutzarbeit und/oder nutzkaelte aus waerme
US6436242B1 (en) * 2000-02-10 2002-08-20 Pedro Joaquin Sanchez Belmar Device and method for distilling water
US20160130156A1 (en) * 2007-04-24 2016-05-12 Equus Environmental Limited Distillation apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024105286A1 (es) * 2022-11-17 2024-05-23 Santiago Lopez Comin Procedimiento de obtención de energía libre en ciclo termodinámico cíclico e instalación para la puesta en práctica del mismo

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