ES2909501T3

ES2909501T3 - Método y aparato para generar frío de proceso y vapor de proceso

Info

Publication number: ES2909501T3
Application number: ES17816720T
Authority: ES
Inventors: Christian Bergins; Torsten Buddenberg; Bastian Gerstner-Riewer
Original assignee: Mitsubishi Power Europe GmbH
Current assignee: Mitsubishi Power Europe GmbH
Priority date: 2016-12-20
Filing date: 2017-12-12
Publication date: 2022-05-06
Anticipated expiration: 2037-12-12
Also published as: WO2018114468A1; DK3559564T3; DE102016125006A1; PL3559564T3; LT3559564T; PT3559564T; SI3559564T1; EP3559564B1; EP3559564A1

Abstract

Un método para generar vapor y frío mientras se suministra energía eléctrica a una máquina de refrigeración por compresión (2) y una bomba de calor de alta temperatura (3), en el que un refrigerante que circula en el circuito de fluido frío (4) de la máquina de refrigeración por compresión (2) y un el fluido caloportador que circula en el circuito de fluido caloportador (13) de la bomba de calor de alta temperatura (3) están en conexión operativa uno con otro a través de un dispositivo de transmisión de calor (8) incorporado en el circuito de fluido refrigerante (4) y el circuito de fluido caloportador (13), extrayendo energía térmica del circuito de fluido refrigerante (4) e introduciéndola en el circuito de fluido caloportador (13), donde en la máquina de refrigeración por compresión (2) en al menos un dispositivo caloportador (6) dispuesto en el circuito de fluido refrigerante (4) se desacopla frío de un fluido refrigerante (11) que afluye hacia el al menos un dispositivo de transmisión de calor (6) a una temperatura < 0°C y se introduce en el fluido refrigerante que circula en el circuito de fluido refrigerante (4) y que fluye hacia el al menos un dispositivo de transmisión de calor (6) a una temperatura más baja que la del fluido refrigerante (11), de modo que la temperatura del fluido refrigerante (11) en el lado de retorno del dispositivo de transmisión de calor (6) es más baja que en el lado de entrada del dispositivo de transmisión de calor (6), y en donde el fluido refrigerante en el circuito de fluido refrigerante (4) se comprime posteriormente y, con ello, se calienta y, una vez calentado, se alimenta en el circuito de fluido refrigerante (4) al dispositivo de transmisión de calor (8), en donde se desacopla energía térmica del fluido refrigerante de entrada y se introduce de una manera que calienta el fluido caloportador en el fluido caloportador que circula en el circuito de fluido caloportador (13) de la bomba de calor de alta temperatura (3), calentándose luego este fluido caloportador calentado en el circuito de fluido caloportador (13) por compresión de tal manera que el contenido de energía térmica del fluido caloportador comprimido es suficiente para posteriormente, en al menos un dispositivo de transmisión de calor (17) adicional dispuesto en el circuito de fluido caloportador (13), con energía térmica extraída del fluido caloportador, alimentada a este dispositivo de transmisión de calor (17) adicional e introducida en el agua (25) que afluye a través de este al menos un dispositivo de transmisión de calor adicional (17), vaporizar el agua (25) en vapor.

Description

DESCRIPCIÓN

Método y aparato para generar frío de proceso y vapor de proceso

La invención se refiere a un proceso para generación de vapor y frío con suministro de energía eléctrica a una máquina de refrigeración por compresión y una bomba de calor de alta temperatura, en donde un refrigerante que circula en el circuito de fluido frío de la máquina de refrigeración por compresión y un fluido caloportador que circula en el circuito de fluido caloportador de la bomba de calor de alta temperatura a través de un dispositivo de transmisión de calor incorporado en el circuito de fluido frío y el circuito de fluido caloportador están en conexión activa uno con otro que desacopla energía térmica del circuito de fluido frío y la acopla al circuito de fluido de caloportador. Adicionalmente, la invención se refiere a un sistema de generación de vapor y frío, que comprende una máquina de refrigeración por compresión y una bomba de calor de alta temperatura que, a través de un dispositivo de transmisión de calor incorporado en el circuito de fluido frío de la máquina de refrigeración por compresión y el circuito de fluido caloportador de la bomba de calor de alta temperatura, están en conexión activa una con otra que desacopla energía térmica de un fluido frío que circula en el circuito de fluido frío de la máquina de refrigeración por compresión y la acopla en el fluido caloportador que circula en el circuito de fluido caloportador de la bomba de calor de alta temperatura.

Los documentos DE-A-3433366 y DE-A-102013210177 describen cada uno un proceso y un sistema para generar calor y frío suministrando energía eléctrica a una máquina de refrigeración por compresión y una bomba de calor de alta temperatura, con un refrigerante que circula en el circuito de fluido frío de la máquina de refrigeración por compresión y un refrigerante en el circuito de fluido caloportador de la bomba de calor de alta temperatura que circula fluido caloportador a través de un dispositivo caloportador incorporado en el circuito de fluido frío y el circuito de fluido caloportador en una conexión operativa que desacopla térmicamente energía del circuito de fluido frío y la acopla al circuito del fluido caloportador.

En particular, en los parques comerciales e industriales, que por lo general reúnen una mezcla de empresas de diversos sectores, existe necesidad de conectar en red muchos sistemas de suministro de energía y consumidores de empresas vecinas cercanas y vincular procesos. Se pueden lograr mayores ganancias de eficiencia mediante efectos de equilibrio y sinergia entre las diversas empresas que por una optimización separada de los sistemas individuales. Por ello, los parques industriales se abastecen a menudo de energía de un operador emplazado centralmente. Dependiendo de su producción respectiva, los distintos parques comerciales e industriales tienen diferentes requerimientos de suministro energético. Mientras que, por ejemplo, en la industria metalúrgica se requiere calor en el rango de muchos centenares de °C, el nivel de temperatura del requerimiento de calor en la industria alimentaria está situado a menudo por debajo de los 100°C. Se conocen también procesos industriales en los cuales se utiliza frío o refrigeración de proceso. Por ejemplo, en el caso de la condensación de amoníaco en relación con la producción de amoníaco utilizando el proceso Haber-Bosch, se requiere frío de proceso para la condensación del amoníaco. Se requiere también frío, por ejemplo, en la operación de una fábrica de productos lácteos con cámara frigorífica anexa, en cuyo caso se precisa capacidad de frío en la cámara frigorífica y se requiere capacidad de calor en forma de vapor de agua en la fábrica de productos lácteos. Por tanto, en tales parques comerciales e industriales, pero también generalmente en diferentes empresas de diversas ramas de la industria, por ejemplo, en el campo de la industria química y la industria alimentaria, existe requerimiento y necesidad, por una parte, de generar y proporcionar frío de proceso y, por otra parte, de generar y proporcionar vapor de proceso.

La invención se basa por tanto en el objeto de buscar una solución que permita proporcionar simultáneamente vapor y frío al mismo tiempo para aplicación en procesos industriales.

Este objeto se consigue mediante un proceso conforme a la reivindicación 1 y un sistema de generación de vapor y frío conforme a la reivindicación 11.

Perfeccionamientos convenientes y desarrollos ventajosos de la invención son objeto de las respectivas reivindicaciones dependientes.

En un proceso del tipo descrito con más detalle al principio, el objetivo anterior se logra porque en la máquina de refrigeración por compresión, en al menos un transmisor de calor dispuesto en el circuito de fluido frío, se desacopla frío de un fluido frío que afluye a una temperatura inferior a 0°C y se acopla al fluido frío que circula en el circuito de fluido frío y al menos un fluido frío que afluye a un dispositivo de transmisión de calor con una temperatura inferior a la del fluido frío, de modo que la temperatura del fluido frío en el lado de retorno del dispositivo de transmisión de calor tiene una temperatura más baja que en el lado de avance del dispositivo de transmisión de calor, y en donde el fluido frío en el circuito de fluido frío se comprime luego y se calienta con ello y, ya calentado, se alimenta al circuito de fluido frío del dispositivo de mecanismo de calor, donde se desacopla energía térmica del fluido frío de entrada y se acopla al fluido caloportador que circula en el circuito de fluido caloportador de la bomba de calor de alta temperatura, calentándose este fluido caloportador calentado se calienta a continuación por compresión en el circuito del fluido caloportador de tal manera que el contenido de energía térmica del fluido caloportador comprimido es suficiente para, a continuación, vaporizar el agua a vapor en al menos un dispositivo de transmisión de calor adicional dispuesto en el circuito de fluido caloportador con energía térmica desacoplada de este fluido caloportador alimentado al dispositivo de transmisión de calor adicional y acoplada a esta agua de entrada a al menos un dispositivo de transmisión de calor adicional.

El objetivo anterior se logra también por un sistema de generación de vapor y frío del tipo descrito con más detalle al principio, de tal modo que en la máquina de refrigeración por compresión está incorporado al menos un dispositivo de transmisión de calor en el circuito de fluido frío, por medio del cual, a partir de un fluido frío que afluye con una temperatura < 0°C y por medio del cual, se desacopla frío del fluido frío de entrada al dispositivo de transmisión de calor y se acopla al fluido frío de entrada como fluido frío circulante en el circuito de fluido frío y al al menos un dispositivo de transmisión de calor con una temperatura más baja que la del fluido frío, de modo que la temperatura del fluido frío en el lado de retorno del dispositivo de transmisión de calor tiene una temperatura más baja que en el lado de avance del dispositivo de transmisión de calor, y en donde un primer condensador o primer compresor está incorporado en el circuito de fluido frío de la máquina de refrigeración por compresión, por medio de la cual se comprime y con ello se calienta el fluido frío que circula en el circuito de fluido frío y, calentado de este modo, se alimenta al dispositivo de mecanismo de calor, y en donde está dispuesto un segundo compresor o segundo condensador en el circuito de fluido caloportador de la bomba de calor de alta temperatura, por medio del cual el fluido caloportador que circula en el circuito de fluido caloportador y calentado en el dispositivo de transmisión de calor por medio de la energía térmica transferida a partir del fluido frío se comprime y, con ello, se calienta a una presión tal, y ya calentada, se alimenta a un dispositivo de transmisión de calor adicional incorporado en el circuito del fluido caloportador, que por medio de la energía térmica desacoplada del fluido caloportador y transferida al agua de entrada en el dispositivo de transmisión de calor adicional, el agua se vaporiza para producir vapor.

Por la invención se crea la posibilidad, combinando una máquina de refrigeración por compresión con una bomba de calor de alta temperatura, de generar y poner a disposición en el proceso conforme a la invención y con el sistema de generación de vapor y frío conforme a la invención, por un lado, frío y por otro lado vapor (de agua) a partir de un fluido (frío) alimentado, designado en lo sucesivo y en relación con la invención como fluido frío, para utilización posterior en procesos asociados. Esto ocurre también por que la máquina de refrigeración por compresión y la bomba de calor de alta temperatura, además del fluido frío de entrada, a partir del cual se puede extraer energía térmica, particularmente fría, se suministra únicamente energía eléctrica, es decir, corriente eléctrica, como energía procedente del exterior.

El término "frío" o la expresión "energía térmica fría" se utilizan aquí y en lo que sigue de la manera habitual en la tecnología de enfriamiento y refrigeración, conforme a la cual frío designa un estado con una temperatura inferior a la temperatura ambiente. En este sentido, no del todo exacto científicamente, "frío" se entiende por tanto como lo contrario o la ausencia de calor, tal y como ha encontrado esta entrada en la jerga técnica. En este caso, la temperatura ambiente suele estar por encima de la temperatura de un fluido frío de entrada del que se desacopla el "frío". Por consiguiente, conforme a la invención, se prevé desacoplar energía térmica "fría" o "frío " de un fluido frío suministrado de un fluido frío que circula en un circuito de fluido frío de una máquina de refrigeración por compresión, comprimir este fluido frío en el circuito de fluido frío de la máquina de refrigeración por compresión a una presión y una temperatura más altas, y acoplar luego en un dispositivo de transmisión de calor o equipo dispositivo de transmisión de calor dispuesto en el circuito de fluido frío y desacoplar la energía térmica del fluido frío. Esta energía térmica desacoplada se acopla luego por medio de otra parte del dispositivo de transmisión de calor o equipo de mecanismo de calor, que está incorporado en el circuito de fluido caloportador de la bomba de calor de alta temperatura, al fluido caloportador que circula en este circuito de fluido caloportador. A continuación, el fluido caloportador se comprime en el circuito de fluido caloportador y se calienta a una temperatura más alta, antes que se desacople energía térmica del fluido caloportador por medio de un dispositivo de transmisión de calor adicional y se acople al agua de entrada en este dispositivo de transmisión de calor adicional, de tal manera que el agua se vaporiza. De esta manera, por una parte, se puede generar vapor mediante esta combinación de una máquina de refrigeración por compresión con una bomba de calor de alta temperatura. Pero por otra parte se puede generar también frío retirando de la tanta energía térmica (fría) del fluido frío que fluye hacia la máquina de refrigeración por compresión en el al menos un caloportador dispuesto en el circuito de fluido frío, es decir, desacoplándola de éste, que el fluido frío, después de fluir a través de este caloportador, tiene una temperatura más baja en su lado de retorno que la que tenía anteriormente en el lado de avance del lado de afluencia, por lo que el fluido frío está más frío. En este sentido, se genera aquí también "frío" simultáneamente con el vapor. Durante la realización del proceso conforme a la invención y cuando se opera el sistema de generación de vapor y frío conforme a la invención, no es necesario el suministro de combustible para generar el vapor de proceso, por lo que solo tiene que suministrarse corriente eléctrica para la operación, particularmente el condensador de la bomba de calor de alta temperatura y la máquina de refrigeración por compresión, así como el fluido frío para la generación del frío se debe suministrar refrigerante. Esto hace posible alcanzar un coeficiente de rendimiento global < 2, lo que significa que por cada kilovatio hora de corriente utilizado, se generan más de dos kilovatios hora de calor o frío. Con ello, la potencia calorífica se divide en aprox. 2/3 "frío" y 1/3 "vapor" o "vapor de proceso". Por supuesto, también es posible utilizar en el circuito de fluido caloportador de la bomba de calor de alta temperatura, otras fuentes de calor tales como calor de una red de calefacción urbana o calor residual de procesos industriales, mediante acoplamiento de la energía obtenida de ellas en el circuito fluido caloportador. A tal efecto, se desacopla energía térmica de una corriente fluida de entrada de temperatura controlada en un dispositivo de alimentación de energía térmica incorporado en el circuito de fluido caloportador de la bomba de alta temperatura o en un dispositivo de transmisión de calor o intercambiador de calor adicional y se transfiere y desacopla en el fluido caloportador que circula en el circuito de fluido caloportador. Esta posibilidad, que no se explica en detalle aquí y tampoco se muestra en detalle en los ejemplos de formas de realización, prevé para esta medida la disposición e incorporación de un dispositivo de alimentación de energía térmica de este tipo en el circuito de fluido caloportador de la bomba de calor de alta temperatura en una zona aguas abajo de un/del expansor o una turbina de expansión o un/el estrangulador dispuesto en el circuito del fluido caloportador y aguas arriba de un/del (segundo) condensador o compresor dispuesto en el circuito del fluido caloportador, donde las designaciones “aguas arriba” y “aguas abajo” se refieren a la dirección de flujo del fluido caloportador que circula en el circuito de fluido caloportador. Las áreas de aplicación para el proceso conforme a la invención y el sistema de generación de vapor y frío conforme a la invención son, por ejemplo, plantas químicas, p. ej. en plantas Haber-Bosch para producción de amoníaco, en las que se requiere frío de proceso para la condensación del amoníaco. En tales situaciones, la mayoría de las veces se requiere también generalmente vapor de proceso para otros procesos, por lo que en este caso se puede utilizar óptimamente corriente como fuente de energía. Adicionalmente, la técnica conforme a la invención se puede utilizar también en la industria alimentaria. Como ejemplo, puede mencionarse una fábrica de productos lácteos con una cámara frigorífica anexa. La parte fría opera entonces la cámara frigorífica y la parte caliente (vapor) la propia fábrica de productos lácteos. La tecnología conforme a la invención se puede utilizar también para la refrigeración atmosférica de minas, por lo que el espectro de aplicaciones asciende, por ejemplo, al uso en parques químicos con generación de frío, en la industria alimentaria con cámaras frigoríficas y en minas para la refrigeración de la atmósfera.

Un fluido frío particularmente adecuado es el amoníaco (NH³) y un fluido caloportador particularmente adecuado es el dióxido de carbono (CO²), por lo que la invención prevé, en un diseño del proceso, que en el circuito de fluido frío de la máquina de refrigeración por compresión circule amoníaco (NH³) como fluido frío y en el circuito del fluido caloportador de la bomba de calor de alta temperatura circule dióxido de carbono (CO²) como fluido caloportador. Asimismo, la invención se caracteriza también en un diseño del sistema de generación de vapor y frío por que el fluido caloportador del circuito de fluido caloportador de la bomba de calor de alta temperatura es dióxido de carbono (CO²) y el fluido frío del circuito de fluido frío de la máquina de refrigeración por compresión es amoníaco (NH³). En este caso, también es posible, sin embargo, que encuentre aplicación amoníaco como fluido caloportador.

Para poder operar tanto la de refrigeración por compresión como la bomba de calor de alta temperatura con corriente como energía eléctrica suministrada desde el exterior, es adicionalmente ventajoso que el fluido frío en el circuito de fluido frío de la máquina de refrigeración por compresión y el fluido caloportador en el circuito de fluido caloportador de la bomba de calor de alta temperatura sean respectivamente accionados por un condensador alimentado con energía eléctrica o comprimidos por un compresor, lo que prevé adicionalmente la invención.

Una forma de realización conveniente del proceso realizado en la máquina de refrigeración por compresión prevé adicionalmente que el fluido frío comprimido, particularmente líquido, en el circuito de fluido frío de la máquina de refrigeración por compresión, después de pasar a través del dispositivo de transmisión de calor o equipo de mecanismo de calor, por paso a través de un estrangulador dispuesto en el circuito de fluido frío de la máquina de refrigeración por compresión o de una válvula de expansión, se expande y preferiblemente se vaporiza.

De manera análoga, la invención prevé, en un diseño del proceso realizado en la bomba de calor de alta temperatura, que el fluido caloportador comprimido, particularmente gaseoso, en el circuito de fluido caloportador de la bomba de calor de alta temperatura, después de pasar a través del al menos un dispositivo de transmisión de calor adicional, se expande por paso a través de un expansor o expansor de tornillo o de una turbina de expansión o de un estrangulador o una válvula de expansión.

Dado que por medio de la bomba de calor de alta temperatura debe generarse vapor, la invención se caracteriza, en una forma de realización adicional, porque el fluido caloportador, particularmente dióxido de carbono (CO²), antes de su entrada en el al menos un dispositivo de transmisión de calor adicional, se condensa a una presión > 190 bar y una temperatura > 190°C.

Dado que con la bomba de calor de alta temperatura se puede generar ventajosamente un vapor saturado con una presión de 1 bar, puede ser deseable prever medidas adicionales de presión y temperatura más altas para la generación de vapor de proceso. Por ello, en un perfeccionamiento, la invención prevé también que el vapor generado por medio del al menos un dispositivo de transmisión de calor adicional se alimente a al menos un compresor de vapor que aumenta la presión del vapor y/o un recalentador, en particular uno accionado eléctricamente, el cual/los cuales está(n) posconectado(s) al menos un dispositivo de transmisión de calor adicional en la dirección de flujo del vapor.

En este caso es conveniente que el vapor generado en el al menos dispositivo de transmisión de calor adicional se lleve a una presión comprendida entre 1 y 5 bar en el recalentador y/o que el vapor generado en el al menos un dispositivo de transmisión de calor adicional se lleve en el o los compresores de vapor que aumentan la presión del vapor a una presión comprendida entre 2 y 20 bar, por lo que se caracteriza adicionalmente la invención.

Una forma de realización particularmente favorable y ventajosa desde el punto de vista constructivo del proceso de acuerdo con la invención con respecto al accionamiento mecánico de los elementos rotativos o giratorios necesarios para la realización del proceso que comprenden dispositivos, equipos, componentes o elementos estriba en que los condensadores, compresores y expansores o turbinas de expansión y/o al menos algunos de los compresores que aumentan la presión de vapor del vapor generado están al menos en parte en conexión mecánica activa con un único mecanismo y todos ellos son accionados por este único mecanismo, lo que prevé también la invención.

En este caso, es particularmente conveniente prever un denominado mecanismo Bull-Gear o mecanismo de engranajes planetarios, que puede ser accionado entonces por un solo motor, y en donde todos los restantes dispositivos, equipos, componentes o elementos que deben operar, tales como compresores, compresores, expansores o turbinas de expansión, son accionados por medio de un piñón de ataque planetario. La invención prevé también que dicho mecanismo esté configurado como mecanismo Bull-Gear o mecanismo de engranajes planetarios y sea accionado preferiblemente por un único motor.

En una forma de realización del sistema de generación de vapor y frío de acuerdo con la invención, es ventajoso también que la parte del dispositivo de transmisión de calor incorporada en el circuito de fluido frío de la máquina de refrigeración por compresión esté diseñado como un condensador para el fluido frío circulante y la parte del dispositivo de transmisión de calor incorporada en el circuito de fluido caloportador de la bomba de calor de alta temperatura esté diseñado como un calentador para el fluido caloportador circulante, por lo que se caracteriza adicionalmente la invención. De este modo es posible formar un circuito conveniente de fluido frío y un circuito conveniente de fluido caloportador y combinar éstos ventajosamente uno con otro en una conexión activa de transferencia de energía térmica.

De manera igualmente ventajosa, de acuerdo con el modo de realización de la invención, se contribuye a que el al menos un dispositivo de transmisión de calor incorporado en el circuito de fluido frío de la máquina de refrigeración por compresión esté diseñado como un vaporizador para el fluido frío circulante y el al menos un dispositivo de transmisión de calor adicional incorporado en el circuito de fluido caloportador de la bomba de calor de alta temperatura esté diseñado como un refrigerante de gas para el fluido caloportador circulante.

Los transmisores de calor necesarios para los acoplamientos y desacoplamientos de calor requeridos pueden implementarse y diseñarse ventajosamente como intercambiadores de calor. Por ello, la invención prevé también que la parte del dispositivo de transmisión de calor incorporada en el circuito del fluido caloportador de la bomba de calor de alta temperatura configurada como calentador esté configurada como intercambiador de calor, particularmente como intercambiador de calor líquido/gas, y/o el al menos un dispositivo de transmisión de calor adicional, incorporado en el circuito de fluido caloportador de la bomba de calor de alta temperatura, esté configurado como intercambiador de calor, particularmente como vaporizador/enfriador de gas.

El sistema de generación de vapor y frío de acuerdo con la invención junto con la bomba de calor de alta temperatura, comprende un sistema de generación de vapor, con el cual puede generarse vapor de proceso y/o vapor de calefacción, particularmente para uso en procesos industriales, donde al menos un dispositivo de transmisión de calor adicional incorporado en el circuito de fluido caloportador de la bomba de calor de alta temperatura y configurado particularmente en forma de un vaporizador/enfriador de gas genera el vapor. A este dispositivo de transmisión de calor adicional están posconectados preferiblemente en la dirección del flujo del vapor generado un recalentador accionado eléctricamente y/o al menos un compresor de vapor. Por ello, la invención se caracteriza, en una forma de realización adicional, porque al menos un dispositivo de transmisión de calor adicional, incorporado en el circuito de fluido caloportador de la bomba de calor de alta temperatura está/están posconectados en la dirección del flujo del vapor generado al menos un compresor de vapor que aumenta la presión del vapor y/o un recalentador operado en particular eléctricamente. A diferencia de los sistemas de generación de vapor convencionales, que utilizan combustibles fósiles o electricidad, el proceso y el sistema de generación de vapor y frío de acuerdo con la invención pueden utilizar diversas fuentes de energía, como corriente eléctrica, frío o calor disponibles localmente, calor de una red de calefacción urbana o calor residual, por ejemplo, de un proceso industrial. La bomba de calor de alta temperatura utilizada aumenta la energía térmica o la temperatura de la fuente de calor proporcionada en el lado de aflujo por encima de la energía térmica en el dispositivo de transmisión de calor o equipo de transmisión de calor o dispositivo de transmisión de calor o intercambiador de calor a acoplar o dispositivos de alimentación de energía térmica complementarios adicionales hasta una temperatura apropiada para una producción de vapor de baja presión en un vaporizador, particularmente en el dispositivo de transmisión de calor adicional diseñado como enfriador de gas CO²/vaporizador. El medio de trabajo o fluido caloportador del circuito de fluido caloportador de la bomba de calor de alta temperatura está constituido preferiblemente por CO², pero puede ser también amoníaco. Después de la formación del vapor de baja presión en el vaporizador a partir del agua de entrada, este vapor de agua se comprime a la presión de vapor deseada mediante el recalentamiento eléctrico previsto, pero particularmente mediante el al menos un compresor de vapor previsto. Esto se realiza preferiblemente en el marco de una compresión del vapor en varias etapas con enfriamiento intermedio, preferiblemente enfriamiento por inyección, con lo que se asegura que el vapor comprimido obtenido tenga la temperatura deseada. Esto es particularmente importante cuando el vapor se va a utilizar a continuación como vapor de proceso en un proceso industrial. Por ello, en una forma de realización adicional, el sistema de generación de vapor y frío de acuerdo con la invención se caracteriza también por que el al menos un compresor de vapor exhibe una compresión del vapor en varias etapas, particularmente con enfriamiento intermedio, preferiblemente con refrigeración por inyección. Un perfeccionamiento adicional de la invención particularmente favorable y ventajoso consiste en que el condensador o compresor del circuito de fluido frío, el condensador o compresor del circuito de fluido caloportador y otros dispositivos, equipos, partes o elementos que comprenden componentes rotativos incorporados en el circuito de fluido frío de la máquina de refrigeración por compresión y el circuito de fluido caloportador de la bomba de calor de alta temperatura, así como al menos una parte de los compresores que aumentan la presión de vapor del vapor de agua generado están dispuestos en un mecanismo, siendo ventajoso diseñar este mecanismo como mecanismo Bull-Gear o mecanismo de engranajes planetarios. Por ello, la invención se caracteriza adicionalmente porque el primer condensador o primer compresor del circuito de fluido frío de la máquina de refrigeración por compresión, el segundo condensador o segundo compresor del circuito de fluido caloportador de la bomba de calor de alta temperatura, un expansor o expansor de tornillo o una turbina de expansión del circuito de fluido caloportador de la bomba de calor de alta temperatura y/o el o los o al menos una parte del compresor o compresores que aumentan la presión de vapor del vapor generado están dispuestos en un solo mecanismo, siendo finalmente también ventajoso que el mecanismo esté diseñado como mecanismo Bull-Gear o mecanismo de engranajes planetarios y, preferiblemente, sea accionado por un solo motor. Gracias a la configuración de los diversos compresores, condensadores, expansores, turbinas de expansión o elementos similares en un solo mecanismo, es posible proporcionar una unidad de pequeño tamaño para el funcionamiento de estos elementos. Adicionalmente, esta unidad puede ser operada también por un solo motor. Cuando todas las ruedas motrices, que impulsan respectivamente un compresor o son impulsadas por uno o el expansor, están dispuestas alrededor de una rueda solar, digamos análogamente a un mecanismo planetario, como ocurre en el caso de un mecanismo Bull-Gear o un mecanismo de rueda solar, los diferentes elementos o componentes dispuestos sobre una rueda motriz o piñón motriz o asignados a una rueda motriz o piñón motriz (compresor o compresores del circuito del fluido caloportador, compresor o compresores del circuito de fluido frío, el expansor o la turbina de expansión del circuito de fluido caloportador, el o los compresor(es) que aumenta(n) la presión de vapor del vapor generado) pueden ser operados o accionados a velocidades diferentes, aun cuando todos ellos estén o puedan estar acoplados en su caso, sin embargo, a un solo motor.

La invención se ilustra a continuación con más detalle a modo de ejemplo con ayuda de un dibujo. Éste muestra en

• Fig. 1

en representación esquemática del proceso, un primer ejemplo de forma de realización de un sistema de generación de vapor y frío de acuerdo con la invención y en

• Fig. 2

el sistema de generación de vapor y frío de acuerdo con la Fig. 1 con compresión de vapor posconectada de tres etapas y asignación de valores numéricos detallados de un cálculo V (volumen) T (temperatura).

La figura 1 muestra un sistema de generación de vapor y frío, designado globalmente con 1, que comprende una máquina de refrigeración por compresión 2 y una bomba de calor de alta temperatura 3. La máquina de refrigeración por compresión 2 incluye un circuito de fluido frío 4 en el cual circula amoníaco (NH³) como fluido frío en el sentido de la flecha 5. En el circuito de fluido frío 4 están dispuestos e incorporados un dispositivo de transmisión de calor 6, que está configurado como intercambiador de calor y vaporizador, un primer compresor o primer condensador 7, una parte 8a de un dispositivo de transmisión de calor 8 o equipo de transmisión de calor diseñada como condensador para el fluido frío amoníaco que circula en el circuito de fluido frío 4, un intercambiador de calor 9 que actúa como refrigerante para el fluido frío circulante y un estrangulador 10 o una válvula de expansión. En el circuito de fluido frío 4, el fluido frío amoníaco se vaporiza en el dispositivo de transmisión de calor/vaporizador 6, se comprime en el primer condensador 7 y se lleva con ello a una temperatura más alta. En la parte 8a del dispositivo de transmisión de calor 8 configurado como condensador, se desacopla energía térmica del fluido frío. En la dirección del flujo, el fluido frío circulante, después de ello más frío, se enfría adicionalmente en el intercambiador de calor/enfriador 9 y en el estrangulador/la válvula de expansión 10 se expande a la presión y se enfría a la temperatura, con las cuales el fluido frío amoníaco se alimenta al dispositivo de transmisión de calor/vaporizador 6. En el vaporizador 6 se acopla al fluido frío energía térmica, en el ejemplo de forma de realización y de acuerdo con la invención frío, que se desacopla de un fluido frío 11 que afluye al dispositivo de transmisión de calor/vaporizador 6. El fluido frío fluye hacia el dispositivo de transmisión de calor/vaporizador 6 con una temperatura inferior a la temperatura ambiente, de acuerdo con la invención con una temperatura < 0°, en el ejemplo de forma de realización con una temperatura de -16°C. En el dispositivo de transmisión de calor/vaporizador 6, se desacopla energía térmica del fluido frío 11 y se acopla en el fluido frío que circula en el circuito de fluido frío 4. Como resultado, se retira calor del fluido frío de entrada 11 y se produce una capacidad de refrigeración utilizable en la forma que el fluido frío 11, después de fluir a través del dispositivo de transmisión de calor/vaporizador 6, tiene una temperatura más baja, en el ejemplo de forma de realización una temperatura de - 23°C. El fluido frío de entrada 11 está, por tanto, directa y exclusivamente en conexión activa transportadora de calor o frío con el circuito de fluido frío 4, desacoplando el frío del fluido frío 11. Globalmente, la máquina de refrigeración por compresión 2 tiene por tanto un circuito de fluido frío 4 en el que se vaporiza el fluido frío y se condensa de nuevo de la manera habitual dependiendo de la presión a temperaturas diferentes. Para vaporizar el fluido frío líquido, se reduce la presión en el estrangulador/la válvula de expansión 10 y se conduce calor al fluido frío en el dispositivo de transmisión de calor/vaporizador 6. En el circuito cerrado de fluido frío 4, el fluido frío en forma de vapor después del dispositivo de transmisión de calor/vaporizador 6 se condensa a alta presión con el primer condensador 7 antes que el fluido frío en forma de vapor (amoníaco) se licúe luego al nivel de presión alta en la parte del dispositivo de transmisión de calor 8 o equipo de transmisión de calor configurado como condensador en el circuito de fluido frío 4. Durante esta licuefacción, se cede y se desacopla nuevamente calor. Adicionalmente, en el circuito de fluido frío 4 se proporciona también el intercambiador de calor 9 diseñado como enfriador, al que se alimenta agua fría 12, en el cual calor desacoplado del fluido frío en el intercambiador de calor/enfriador 9 se acopla al agua fría de entrada, de modo que el agua fría también abandona de nuevo el intercambiador de calor/enfriador 9 a una temperatura más alta que en el lado de afluencia.

A través del dispositivo de transmisión de calor 8, el circuito de fluido frío 4 de la máquina de refrigeración por compresión 2 y el circuito de fluido caloportador 13 de la bomba de calor de alta temperatura 3 están en una conexión operativa uno con otro, desacoplando energía térmica del fluido frío que circula en el circuito de fluido frío 4 de la máquina de refrigeración por compresión 2 y acoplándola a un fluido caloportador que circula en el circuito de fluido caloportador 13 de la bomba de calor de alta temperatura 3. Para ello, el dispositivo de transmisión de calor 8 tiene una parte 8b, que está dispuesta en el circuito de fluido caloportador 13 y con la cual el dispositivo de transmisión de calor 8 está incorporado en el circuito de fluido caloportador 13 en términos de tecnología térmica y energía térmica. La conexión operativa consiste en que la energía térmica desacoplada del fluido frío en la parte 8a del circuito de fluido frío 4 se transfiere por medio de un fluido 14 adicional que circula entre las partes 8a, 8b, en el ejemplo de forma de realización agua, a la parte 8b incorporada en el circuito de fluido caloportador 13 y, en dicho lugar, se desacopla en el fluido caloportador 13 que circula en el circuito de fluido caloportador 13. En el circuito de fluido caloportador 13 circula en la dirección de la flecha 15 dióxido de carbono (CO²) como fluido caloportador. Éste se calienta en la parte 8b por medio de la energía térmica suministrada aquí y desacoplada en el fluido caloportador, de modo que la parte 8b del dispositivo de transmisión de calor 8 está configurada como calentador para el fluido caloportador dióxido de carbono. En el circuito de fluido caloportador 13 de la bomba de calor de alta temperatura 3 están dispuestos e incorporados adicionalmente un segundo condensador 16, un dispositivo de transmisión de calor 17 adicional y un expansor 18, estando dispuesto entre el transmisor de calor 17 adicional y el expansor 18 un intercambiador de calor 19 adicional como precalentador para el precalentamiento del agua, agua fresca o agua de alimentación suministrada al dispositivo de transmisión de calor 17 adicional. Esta agua/agua fresca/agua de alimentación de entrada se alimenta, después de fluir a través del dispositivo de transmisión de calor 19 adicional, al intercambiador de calor 17 adicional y en éste, mediante energía térmica desacoplada del fluido caloportador 13 que afluye desde el dispositivo de transmisión de calor 17 adicional, se vaporiza para formar vapor saturado con una presión de 1 bar. A este fin, el fluido caloportador se calienta por acoplamiento de energía térmica procedente del fluido frío del circuito de fluido frío 4 al fluido caloportador en la parte 8b del dispositivo de transmisión de calor 8, se comprime en el segundo condensador 16 a una presión más alta y se calienta con ello a una temperatura más alta, de modo que en el dispositivo de transmisión de calor 17 adicional puede desacoplarse suficiente calor del fluido caloportador dióxido de carbono y acoplarse al agua/agua fresca/agua de alimentación de entrada, de tal modo que ésta se vaporiza a medida que fluye a través del dispositivo de transmisión de calor 17 adicional. Con esto, el fluido caloportador se enfría, fluye luego con enfriamiento adicional al intercambiador de calor/precalentador 19 adicional y se expande después en el expansor 18 a una presión más baja, reduciéndose al mismo tiempo la temperatura del fluido caloportador. En este sentido, se trata de un circuito normal de una bomba de calor de alta temperatura con dióxido de carbono (CO²) como fluido caloportador. Sin embargo, de manera análoga, puede acoplarse también sencillamente por medios termotécnicos y transfiriendo energía térmica una bomba de calor de alta temperatura a una máquina de refrigeración por compresión 2 mediante un dispositivo de transmisión de calor 8 o equipo de transmisión de calor, en el que circula amoníaco como fluido caloportador. El vapor saturado formado a medida que fluye a través del dispositivo de transmisión de calor 17 adicional con una presión de 1 bar se comprime en una planta de compresión de vapor 20 posconectada en la dirección del flujo del vapor a la presión deseada para aplicación como vapor de proceso. En el ejemplo de forma de realización de acuerdo con la figura 1, la planta de compresión de vapor 20 comprende un compresor de vapor 21 con una compresión de dos etapas 21a, 21b. Entre las dos etapas 21a, 21b de la compresión de dos etapas y en la dirección del flujo de vapor después de la segunda compresión 21b están dispuestos enfriadores de inyección 22, con los que se puede suministrar cada vez agua fría al vapor. Por medio de la planta de compresión de vapor de dos etapas 20 con enfriamiento intermedio 22, el vapor saturado de 1 bar generado inicialmente se comprime en el ejemplo de forma de realización a una presión de vapor de proceso de 6 bar y una temperatura de 168°C.

De modo no ilustrado, el primer condensador 7, el segundo condensador 16, el expansor 18 y/o las etapas de compresión 21a, 21b, 21c pueden estar dispuestos en un solo mecanismo, particularmente un mecanismo Bull-Gear o un mecanismo planetario, donde el mecanismo está accionado por un solo motor, particularmente un motor eléctrico. Esto hace posible operar el sistema de generación de vapor y frío 1 suministrando exclusivamente energía eléctrica en forma de corriente, es decir operar sin combustible para generación de vapor y frío. Como fuentes de energía adicionales, se suministran únicamente corrientes líquidas de las cuales puede desacoplarse energía térmica. Incluso si el primer condensador 7 y el segundo condensador 16 y las etapas de compresión 21a-21c no están dispuestos en un solo mecanismo, sino que cada uno tiene asignado su propio motor, todos estos componentes pueden ser accionados por medio de un motor eléctrico asignado respectivamente. En este caso, también es posible utilizar el expansor 18 o una turbina de expansión diseñada en su lugar para la recuperación de energía accionando un solo generador. En la forma de realización de acuerdo con la figura 2, que difiere de la de acuerdo con la figura 1 exclusivamente en que el compresor de vapor 21 está configurado en tres etapas e incluye la etapa de compresión adicional 21c, se representan las líneas eléctricas 23, que suministran corriente a motores eléctricos correspondientes.

Por lo demás, en la Figura 2 se representan las cantidades respectivas de fluido o caudales másicos de fluido y las temperaturas para el caso de la interpretación del sistema de generación de vapor y frío 1 configurado como una máquina de refrigeración por compresión 2 de 10 MW, -20°C con bomba de calor de alta temperatura 2 de 4,4 MW generadora de vapor de 6 bar conexa con una planta de compresión de vapor posconectada 20. El fluido frío 11 fluye al sistema de generación de vapor y frío 1 en una cantidad de aprox. 2400 t/h a una temperatura de -16°C. Éste cede en el dispositivo de transmisión de calor/vaporizador 6, energía térmica al refrigerante amoníaco que circula en el circuito de fluido frío 4 y sale del dispositivo de transmisión de calor/vaporizador 6 con una temperatura de -23°C. El fluido frío que circula en el circuito de fluido frío 4 tiene una temperatura después de fluir a través del dispositivo de transmisión de calor/vaporizador 6 de aproximadamente -26,5°C a una presión de 1,35 bar y fluye con un caudal másico de aproximadamente 9,4 kg/s y un volumen de 8,1 m3/s. Después de pasar por el primer condensador 7, la presión del fluido frío ha aumentado a 13,5 bar y la temperatura a aprox. 198°C. El caudal másico constante sigue siendo de 9,4 kg/s, pero el volumen se ha reducido a aprox. 1,6 m3/s. En el curso adicional del circuito de fluido frío 4, el fluido frío fluye a través de la parte 8a del dispositivo de transmisión de calor 8 y el intercambiador de calor/enfriador 9 y se enfría luego a una temperatura de aprox. 34°C con una presión de 13,5 bar y un caudal volumétrico de 0,02 m3/s. Después de fluir a través del estrangulador/la válvula de expansión 10, la temperatura del fluido frío desciende luego a aprox. -27°C con una presión del fluido frío de 1,4 bar. El caudal volumétrico es entonces aprox. 1,6 m3/s, con cuyos valores el fluido frío se alimenta al dispositivo de transmisión de calor/vaporizador 6. En la parte 8a del dispositivo de transmisión de calor 8, la energía térmica desacoplada del fluido frío se acopla a una corriente de agua que afluye como fluido 14 adicional con una temperatura de 20°C y un caudal másico de 28,6 t/h. Como fluido 14 adicional, esta corriente de agua suministra la energía térmica acoplada a la parte 8b del dispositivo 8 de transmisión de calor.

En el intercambiador de calor/enfriador 9, el agua fría 12 de entrada se calienta a 23°C con un caudal másico de aproximadamente 3037 t/h y con una temperatura de 20°C por acoplamiento de energía térmica desacoplada del fluido frío.

En la parte 8b del dispositivo de transmisión de calor 8, el fluido de entrada 14 adicional cede energía térmica al fluido caloportador que circula en el circuito de fluido caloportador 13 de la bomba de calor de alta temperatura 3 y abandona la parte 8b con una temperatura de aprox. 60°C.

El fluido caloportador dióxido de carbono circula en el circuito de fluido caloportador 13 con un caudal másico de aprox.

17,7 kg/s. El mismo abandona la parte 8b del dispositivo de transmisión de calor 8 con una temperatura de 130°C a una presión de aprox. 84,8 bar con un caudal volumétrico de aprox. 0,14 m3/s y 0,008 m3/kg. A continuación, el fluido caloportador se comprime en el segundo condensador 16 a una presión de aprox. 200 bar y, con ello, a una temperatura de aprox. 230°C con un caudal volumétrico de aproximadamente 0,08 m3/s y 0,004 m3/kg. Después de pasar por el dispositivo de transmisión de calor 17 adicional y el intercambiador de calor/precalentador adicional 19, la temperatura del fluido caloportador alcanza aprox. 102°C con una presión de aprox. 199,8 bar y un caudal volumétrico de 0,036 m3/s y 0,002 m3/kg. Esta corriente de fluido caloportador se expande luego en el expansor 18 a una presión de 85 bar y una temperatura de aprox. 44°C con un caudal volumétrico de 0,061 m3/s y 0,003 m3/kg. Al intercambiador de calor/precalentador adicional 19 y al dispositivo de transmisión de calor adicional 17 fluye agua/agua fresca/agua de alimentación con una temperatura de 20°C y un caudal másico de aprox. 1,4 kg/s, agua que se transforma luego en vapor en el dispositivo de transmisión de calor 17 adicional y después de pasar por la planta de compresión del vapor 20 se transforma en vapor de proceso con una presión de 6 bar y una temperatura de 168°C con una corriente másica de aprox. 5,9 t/h. Globalmente, en este ejemplo de forma de realización del sistema de generación de vapor y frío 1, se puede alcanzar un valor COP (Coeficiente de Rendimiento) o un coeficiente de potencia de 2,18, donde el valor COP o el coeficiente de potencia de la máquina de refrigeración por compresión 2 es 2,16 y el valor COP o el coeficiente de potencia de la bomba de calor de alta temperatura 3 alcanza 2,51.

De una manera que no se muestra en detalle, en el circuito de fluido caloportador 13 en la dirección de flujo del fluido caloportador aguas arriba de la parte 8b del dispositivo de transmisión de calor 8 puede estar dispuesto e incorporado un dispositivo de transmisión de calor o intercambiador de calor 24 adicional o un dispositivo de alimentación de energía térmica adicional, con el cual se alimenta o puede alimentarse una corriente fluida templada, a partir del cual puede desacoplarse energía térmica a acoplar al fluido caloportador del circuito de fluido caloportador 13. De este modo, la bomba de calor de alta temperatura se puede conectar también a otras corrientes de fluido que suministran energía térmica y pueden utilizarse como fuente de calor, cuya energía residual puede aprovecharse por regla general. Por ejemplo, en este caso puede tratarse de una conexión a un fluido de calefacción urbana, pero también de un fluido de un proceso industrial o un proceso de central eléctrica.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método para generar vapor y frío mientras se suministra energía eléctrica a una máquina de refrigeración por compresión (2) y una bomba de calor de alta temperatura (3), en el que un refrigerante que circula en el circuito de fluido frío (4) de la máquina de refrigeración por compresión (2) y un el fluido caloportador que circula en el circuito de fluido caloportador (13) de la bomba de calor de alta temperatura (3) están en conexión operativa uno con otro a través de un dispositivo de transmisión de calor (8) incorporado en el circuito de fluido refrigerante (4) y el circuito de fluido caloportador (13), extrayendo energía térmica del circuito de fluido refrigerante (4) e introduciéndola en el circuito de fluido caloportador (13),

donde en la máquina de refrigeración por compresión (2) en al menos un dispositivo caloportador (6) dispuesto en el circuito de fluido refrigerante (4) se desacopla frío de un fluido refrigerante (11) que afluye hacia el al menos un dispositivo de transmisión de calor (6) a una temperatura < 0°C y se introduce en el fluido refrigerante que circula en el circuito de fluido refrigerante (4) y que fluye hacia el al menos un dispositivo de transmisión de calor (6) a una temperatura más baja que la del fluido refrigerante (11), de modo que la temperatura del fluido refrigerante (11) en el lado de retorno del dispositivo de transmisión de calor (6) es más baja que en el lado de entrada del dispositivo de transmisión de calor (6), y en donde el fluido refrigerante en el circuito de fluido refrigerante (4) se comprime posteriormente y, con ello, se calienta y, una vez calentado, se alimenta en el circuito de fluido refrigerante (4) al dispositivo de transmisión de calor (8), en donde se desacopla energía térmica del fluido refrigerante de entrada y se introduce de una manera que calienta el fluido caloportador en el fluido caloportador que circula en el circuito de fluido caloportador (13) de la bomba de calor de alta temperatura (3), calentándose luego este fluido caloportador calentado en el circuito de fluido caloportador (13) por compresión de tal manera que el contenido de energía térmica del fluido caloportador comprimido es suficiente para posteriormente, en al menos un dispositivo de transmisión de calor (17) adicional dispuesto en el circuito de fluido caloportador (13), con energía térmica extraída del fluido caloportador, alimentada a este dispositivo de transmisión de calor (17) adicional e introducida en el agua (25) que afluye a través de este al menos un dispositivo de transmisión de calor adicional (17), vaporizar el agua (25) en vapor.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que en el circuito de fluido refrigerante (4) de la máquina de refrigeración por compresión (2) circula amoníaco (NH³) como refrigerante y como fluido caloportador circula dióxido de carbono (CO²) en el circuito de fluido caloportador (13) de la bomba de calor de alta temperatura (3).

3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que el fluido refrigerante en el circuito de fluido refrigerante (4) de la máquina de refrigeración por compresión (2) y el fluido caloportador en el circuito de fluido caloportador (13) de la bomba de calor de alta temperatura (3) se comprimen cada uno por medio de un compresor (7, 16) o compresor accionado por energía eléctrica.

4. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el fluido refrigerante comprimido se expande y preferiblemente se vaporiza en el circuito de fluido refrigerante (4) de la máquina de refrigeración por compresión (2) después de pasar por el dispositivo de transmisión de calor (8) al pasar por un estrangulador (10) dispuesto en el circuito de fluido refrigerante (4) de la máquina de refrigeración por compresión (2) o una válvula de expansión.

5. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el fluido caloportador comprimido se expande en el circuito de fluido caloportador (13) de la bomba de calor de alta temperatura (3) después de pasar por al menos un dispositivo de transmisión de calor (17) adicional al fluir a través de un expansor (18) o expansor de tornillo dispuesto en el circuito de fluido caloportador (13) o una turbina de expansión o un estrangulador o una válvula de expansión.

6. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el fluido caloportador, antes de su entrada en el al menos un dispositivo de transmisión de calor (17) adicional, se comprime a una presión > 190 bar y una temperatura > 190°C.

7. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el vapor (26) generado por medio del al menos un dispositivo de transmisión de calor (17) adicional se alimenta a al menos un compresor de vapor (21) aumentando la presión del vapor y/o a un recalentador que está(n) conectado(s) aguas abajo del al menos un dispositivo de transmisión de calor (17) adicional en la dirección de flujo del vapor.

8. Un método de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado por que el vapor (26) generado en al menos un dispositivo de transmisión de calor (17) adicional se lleva a una presión de entre 1 y 5 bar en el recalentador y/o por que el vapor (26) generado en el al menos un dispositivo de transmisión de calor adicional (17) se lleva a una presión entre 2 y 20 bar en el (los) compresor(es) de vapor (21) que aumentan la presión del vapor.

9. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los compresores (7, 16), compresores y expansores (18) o turbinas de expansión están dispuestos en el circuito de fluido caloportador (13) y en el circuito de fluido refrigerante (4) y/o o al menos una parte de los compresores (21; 21a - 21c) que aumentan la presión de vapor del vapor generado (26) están al menos parcialmente en conexión operativa mecánica con una transmisión y todos ellos están accionados por esta transmisión.

10. Un método de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado por que la transmisión está conformada como una transmisión Bull-Gear o transmisión de engranajes planetarios y está accionada preferiblemente por un solo motor.

11. Un sistema de generación de vapor y frío (1) para realización de un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 - 10, que comprende una máquina de refrigeración por compresión (2) y una bomba de calor de alta temperatura (3), que están conectadas operativamente una con otra a través de un dispositivo de transmisión de calor (8) incorporado al circuito de fluido refrigerante (4) de la máquina de refrigeración por compresión (2) y al circuito de fluido caloportador (13) de la bomba de calor de alta temperatura (3), que extrae energía térmica de un fluido refrigerante que circula en el circuito de fluido refrigerante (4) de la máquina de refrigeración por compresión (2) e introduce energía térmica en un fluido caloportador que circula en el circuito de fluido caloportador (13) de la bomba de calor de alta temperatura (3), en donde en la máquina de refrigeración por compresión (2) está incorporado al menos un dispositivo de transmisión de calor (6) en el circuito de fluido refrigerante (4), al cual afluye un fluido refrigerante (11) con una temperatura < 0°C y mediante el cual se extrae frío del fluido refrigerante (11) que afluye hacia el dispositivo de transmisión de calor (6) y se introduce en el fluido refrigerante que circula en el circuito de fluido refrigerante (4) y fluye hacia el al menos un dispositivo de transmisión de calor (6) con una temperatura más baja que el fluido refrigerante (11), por lo que la temperatura del fluido refrigerante (11) en el lado de retorno del dispositivo de transmisión de calor (6) es más baja que en el lado de entrada del dispositivo de transmisión de calor (6), y en donde un primer compresor (7) o primer compresor está incorporado en el circuito de fluido refrigerante (4) de la máquina de refrigeración por compresión (2), por medio del cual el fluido refrigerante que circula en el circuito de fluido refrigerante (4) se comprime y, con ello, se calienta y, una vez calentado, se alimenta al dispositivo de transmisión de calor (8), y en donde está dispuesto en el circuito de fluido caloportador (13) de la bomba de calor de alta temperatura (3) un segundo compresor o segundo compresor (16), por medio del cual el fluido caloportador que circula en el circuito de fluido caloportador (13) y que se calienta en el dispositivo de transmisión de calor (8) por energía térmica transferida desde el fluido refrigerante se comprime a tal presión y con ello se calienta y, una vez calentado, se alimenta a un dispositivo de transmisión de calor (17) adicional incorporado en el circuito de fluido caloportador ( 13), de tal manera que, por medio de energía térmica extraída del fluido caloportador en el dispositivo de transmisión de calor adicional (17) y transferida a agua (25) que afluye a través del dispositivo de transmisión de calor adicional (17), el agua ( 25) se vaporiza en vapor.

12. Un sistema de generación de vapor y frío (1) de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado por que el fluido caloportador del circuito de fluido caloportador (13) de la bomba de calor de alta temperatura (3) es dióxido de carbono (CO²) y el fluido refrigerante del circuito de fluido refrigerante (4) de la máquina de refrigeración por compresión (2) es amoníaco (NH³).

13. Un sistema de generación de vapor y frío (1) de acuerdo con la reivindicación 11 ó 12, caracterizado por que la parte (8a) del dispositivo de transmisión de calor (8) incorporada en el circuito de fluido refrigerante (4) de la máquina de refrigeración por compresión (2) conforma un condensador para el fluido refrigerante circulante y la parte (8b) del caloportador (8) incorporado en el circuito de fluido caloportador (13) de la bomba de calor de alta temperatura (3) conforma un calentador para el fluido caloportador circulante.

14. Un sistema de generación de vapor y frío (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, caracterizado por que el al menos un dispositivo de transmisión de calor (6) incorporado en el circuito de fluido refrigerante (4) de la máquina de refrigeración por compresión (2) forma un vaporizador para el fluido refrigerante circulante y el al menos un dispositivo de transmisión de calor (17) adicional incorporado en el circuito de fluido caloportador (13) de la bomba de calor de alta temperatura (3) conforma un enfriador de gas para el fluido caloportador circulante.

15. Un sistema de generación de vapor y frío (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 14, caracterizado por que la parte (8b) del dispositivo caloportador (8) incorporada en el circuito de fluido caloportador (13) de la bomba de calor de alta temperatura (3) y configurada como calentador está configurada como intercambiador de calor y/o el al menos un dispositivo de transmisión de calor (17) adicional incorporado en el circuito de fluido caloportador (13) de la bomba de calor de alta temperatura (3) está configurado como intercambiador de calor.

16. Un sistema de generación de vapor y frío (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 15, caracterizado por que al menos un compresor de vapor (21) que aumenta la presión del vapor y/o un recalentador está(n) conectado(s) aguas abajo del al menos un dispositivo de transmisión de calor (17) adicional incorporado en el circuito de fluido caloportador (13) de la bomba de calor de alta temperatura (3) en la dirección de flujo del vapor generado (26).

17. Un sistema de generación de vapor y frío (1) de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado por que el al menos un compresor de vapor (21) tiene una compresión multietápica (21 a, 21b, 21c) del vapor (26).

18. Un sistema de generación de vapor y frío (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 17, caracterizado por que el primer compresor (7) o primer compresor del circuito de fluido refrigerante (4) de la máquina de refrigeración por compresión (2), el segundo compresor (16) o segundo compresor del circuito de fluido caloportador (13) de la bomba de calor de alta temperatura (3), un expansor (18) o expansor de tornillo o turbina de expansión del circuito de fluido caloportador (13) de la bomba de calor de alta temperatura (3) y/o el o al menos parte del (de los) compresor(es) (21; 21a, 21b, 21c) que aumentan la presión de vapor del vapor generado (26) están dispuestos en una sola transmisión.

19. Un sistema de generación de vapor y frío (1) de acuerdo con la reivindicación 18, caracterizado por que la transmisión está configurada como una transmisión Bull-Gear o transmisión de engranajes planetarios y preferiblemente está accionada por un solo motor.