ES2966705A1 - Planta para desalacion de agua y procedimiento de obtencion de agua desalada por medio de energia solar - Google Patents
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Abstract
Planta para desalación de agua de mar y procedimiento de obtención de agua desalada por medio de energía solar caracterizada por que la planta se encuentra constituida por los siguientes tres elementos principales: Circuito abierto de desalación (A), Dispositivo de captación de energía solar (B) y Dispositivo de almacenamiento de energía (C), donde el circuito abierto de desalación (A) está constituido por un conducto de agua de mar que se calienta por el día por medio del dispositivo de captación de energía solar (B) y durante las horas de falta de sol por medio de un dispositivo móvil de almacenamiento de energía (C), y donde esta agua calentada pasa a un condensador de agua y el vapor así condensado se enfría por medio de un serpentín convirtiéndose en agua desalada y expulsando la salmuera obtenida por la parte inferior del condensador.
Description
DESCRIPCI N
PLANTA PARA DESALACION DE AGUA Y PROCEDIMIENTO DE OBTENCIÓN DE
AGUA DESALADA POR MEDIO DE ENERGIA SOLAR
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La invención, tal como expresa el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a una planta para desalación de agua y procedimiento de obtención de agua desalada realizado por medio de energía solar, añadiendo 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 en la desalación de agua, aprovechando la energía solar obtenida por un dispositivo novedoso de captación de energía solar y otro de almacenamiento de energía.
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 solar aplicables dentro del ámbito de las instalaciones de plantas desalinizadoras y depuradoras.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Como referencia al estado actual de la técnica, cabe señalar que, existen multitud de antecedentes ya que la necesidad de obtención de agua para riego, la industria y el consumo humano es una necesidad desde el principio de los tiempos.
Como documentos más cercanos, se conoce la existencia de la patente WO 15110674 for "Plant and method for fluid purification by distillation” que refleja un dispositivo de evaporación de fluidos entre ellos agua de mar, cuya característica principal es la utilización de una tobera convergente- divergente" que precipita el vapor dentro de un evaporador a velocidad sub-sónica; nada que ver con el dispositivo de la invención solicitada y dicho expediente tampoco incorpora con aparato recolector solar ni un dispositivo acumulador de energía como la invención preconizada.
No obstante, el inventor 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
Las plantas desaladoras de evaporación se basan fundamentalmente en la utilización de energía para calentar el agua de mar, introducirla en una cámara de evaporación y el vapor así originado pasarlo por un enfriador que condense el vapor convirtiéndole en agua desalada.
La última aportación al sistema de economía circular es la utilización de energías renovables limpias para su operación y tratar de producir un vertido mínimo de salmuera al mar. Para ello, incorporan sistemas de aprovechamiento energético de las fuentes de energía renovable, y/o bombas o compresores eólicos, así como sistemas de tratamiento de la salmuera proveniente de los filtros de ósmosis inversa, mediante hiper-concentración previa de la salmuera, evaporación, destilación y/o cristalización.
Para poder utilizar energía solar como fuente de energía es necesario proceder al almacenamiento de energía para cuando falte la energía solar.
El procedimiento ancestral para obtener sal en las salinas marinas es el siguiente:
- Se inunda con agua de mar un estanque.
- Este estanque queda a la intemperie.
- Entre la intemperie y el sol se evapora el agua.
- Como producto final permanece la sal, que es el objetivo.
Aquí se seguirá el mismo sistema con la diferencia de que el estanque de agua estará en un recinto cerrado. Se calienta el agua, se produce vapor que se absorbe y se conduce a un serpentín que lo enfría y se condensa el agua.
Para calentar el agua se utilizará un concentrador de energía solar el llamado Concentrador Solar, que se define como un simple embudo de dimensiones variables en función de su aplicación.
La dimensión del diámetro de la cara, por donde penetra el sol, dependerá de la cantidad de energía que se quiera capturar del sol. Y la dimensión del diámetro de la zona de salida del embudo, dependerá de la temperatura que se quiera alcanzar a la salida del embudo.
Las dimensiones del embudo pueden ser suficientemente grandes en función de su aplicación y dadas sus posibles dimensiones el concentrador necesitará un soporte para encarar el sol dependiendo de la latitud del lugar y de la altura del sol según el momento del año. Para seguir el movimiento del sol desde la salida hasta el ocaso, se utilizará un dispositivo de posicionamiento automático.
Durante el día, se utilizará el concentrador de energía solar y durante las horas de ausencia de sol se utilizará la electricidad proporcionada por un acumulador de energía móvil que se habrá cargado el día anterior.
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, un plano en el que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente:
FIGURA N° 1.
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 la energía solar necesaria y el dispositivo de almacenamiento de la energía para los momentos de ausencia de sol.
Y en estas figuras se identifican los mismos elementos con idéntica numeración los siguien tes elementos:
(1) .- entrada de agua de mar,
(2) .- conducto de entrada de agua de mar,
(3) .- válvula de descarga,
(4) .- depósito regulador de agua de mar,
(5) .- válvula de entrada de agua,
(6) .- cámara de condensación,
(6.1) .- cerramiento superior
(7) .- zona de condensación,
(8) .- válvula de salida de vapor,
(9) .- serpentín de enfriamiento,
(10) .- depósito de agua desalada,
(11) .- válvula de salida de agua desalada,
(12) .- suelo móvil,
(12.1) .- válvula de resorte
(13) .- salmuera concentrada,
(14) .- conducto de calentamiento,
(15) .- filtro,
(16) .- agua desalada,
(20) .- embudo solar,
(20.1) .- boca del embudo solar
(21) .- paneles de reflexión solar,
(22) .- dispositivo de posicionamiento automático, (23) .- zona de transmisión de calor,
(30) .- placas foto-voltaicas,
(30.1) .- cable de alimentación
(31) .- dispositivo electrónico de distribución,
(32) .- distribuidor,
(33) .- cable de distribución de corriente continua, (34) .- acumulador móvil,
(35) .- motor,
(36) .- dispositivo de subida/bajada,
(37) .- generador de corriente alterna,
(38) .- calentador eléctrico
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
A la vista de la mencionada figura y de acuerdo con la numeración adoptada en ella, se puede observar un ejemplo de realización no limitativa de la planta para obtención de 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 y que se encuentra constituido por tres elementos principales:
.- Circuito abierto de desalación (A)
.- Dispositivo de captación de energía solar (B),
.-Dispositivo de almacenamiento de energía (C)
(A).- Circuito abierto de desalación: Conformado por los siguientes elementos
(1) .- entrada de agua de mar,
(2) .- conducto de entrada de agua de mar,
(3) .- válvula de descarga,
(4) .- depósito regulador de agua de mar,
(5) .- válvula de entrada de agua a la cámara de condensación, (6) .- cámara de condensación,
(6.1) .- cerramiento superior
(7) .- zona de condensación de vapor,
(8) .- válvula de salida de vapor al serpentín de enfriamiento (14),
(9) .- serpentín de enfriamiento,
(10) .- depósito de agua desalada,
(11) .- válvula de salida de agua desalada,
(12) .- suelo móvil de la cámara de condensación,
(12.1) .- válvula de resorte para la movilización del suelo móvil (12)
(13) .- salmuera concentrada,
(14) .- conducto de calentamiento que soporta la zona de calentamiento (23) del embudo solar (B) y la y el calentador eléctrico (38),
(15) .- filtro en la entrada de agua salada para filtrar las partículas gruesas, (16) .- agua desalada obtenida,
.- El circuito abierto de desalación (A) se encuentra constituido por una entrada de agua de mar (1) que por medio de un conducto de entrada de agua (2) formado por una tubería convencional en cuyo principio se encuentra un filtro (15) de partículas gruesas, al final se encuentra una válvula de descarga (3) y desagua en un depósito regulador de agua de mar (4).
Desde el depósito regulador de agua de mar (4) por medio del conducto de calentamiento (14) y con el control de la válvula de entrada de agua caliente (5) se introduce el agua de mar previamente calentada en dicho conducto en la cámara de condensación (6).
La cámara de condensación (6) se encuentra constituida por un receptáculo paralelepipédico de cerramiento superior (6.1) inclinado hacia la salida, una base inferior móvil (12) con apertura por medio de una válvula de resorte (12.1) para la salida de los residuos y salmuera concentrada (13).
Por la parte interior del cerramiento superior (6.1), se sitúa la zona de condensación de vapor (7), vapor que sale directamente por la válvula de salida de vapor (8) a un serpentín de enfriamiento (9) que al enfriar el vapor lo transforma en agua desalada (16) que por gravedad se recoge en un depósito de agua desalada (10) de donde sale al exterior por medio de la válvula de salida de agua desalada (11).
(B) Dispositivo de captación de energía solar, constituido por los siguientes elementos:
(20) .- embudo solar,
(20.1).- boca del embudo solar
(21) .- paneles de reflexión solar situados en las caras interiores del embudo solar (20)
(22) .- dispositivo de posicionamiento automático,
(23) .- zona de transmisión de calor,
El dispositivo de captación de energía solar (B) situado sobre el conducto de agua de mar (2) y que se encuentra constituido por un embudo solar (20) de amplia boca superior (20.1) y cuyas paredes laterales interiores se encuentran tapizadas de paneles de reflexión solar (21) debidamente orientados para que el foco sumatorio de la reflexión de todos incida en forma de haz sobre la zona de calentamiento (23).
Para un mejor rendimiento energético se ha dispuesto un dispositivo de posicionamiento automática (22) en la base del embudo solar (20) para tener siempre en la posición más favorable de recepción de rayos solares del conjunto.
(C) Dispositivo de almacenamiento de energía.
(30) .- placas foto-voltaicas,
(30.1).- cable de alimentación
(31) .- dispositivo electrónico de distribución,
(32) .- distribuidor,
(33) .- cable de distribución de corriente continua,
(34) .- acumulador móvil,
(35) .- motor,
(36) .- dispositivo de subida/bajada,
(37) .- generador de corriente alterna,
(38) .- calentador eléctrico
El dispositivo de almacenamiento de energía (C) como su propio nombre indica, cumple la función de almacenar energía para utilizarla en el calentamiento del agua de mar que se introducirá en la cámara de condensación (6), cuando no trabaje el dispositivo de captación de energía solar (B), ya sea por falta de sol o por cualquier otra razón.
Se encuentra constituido por varias placas foto-voltaicas (30) conectadas en paralelo y que por medio del cable de alimentación (30.1) alimenta el dispositivo electrónico de distribución (31) que a su vez se encuentra constituido por un distribuidor de corriente (32) que por medio del cable de distribución de corriente continua (33) alimenta una serie de acumuladores móviles (34).
Los acumuladores móviles (34) se encuentran montados sobre un dispositivo de subida/bajada (36) movido por un motor eléctrico (35) de forma que los acumuladores móviles (34) se cargan por medio de las placas fotovoltaicas (30), y cuando se requiere su energía, por medio del motor (35) se bajan los acumuladores hasta entrar en contacto con el distribuidor (32) que transmite la energía al generador de corriente alterna (37), que alimenta a su vez un calentador eléctrico (38) situado sobre el conducto (2) que calienta el agua de mar que por allí discurre para introducirla en la cámara de condensación (6).
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 modifique su principio fundamental.
Claims (2)
1.- Planta para desalación de agua de mar y procedimiento de obtención de agua desalada por medio de energía solar caracterizada porque la panta se encuentra constituida por los siguientes tres elementos principales:
.- Circuito abierto de desalación (A)
.- Dispositivo de captación de energía solar (B),
.-Dispositivo de almacenamiento de energía (C)
Y donde los elementos principales están conformados por:
(A) .- Circuito abierto de desalación: Conformado por los siguientes elementos
(1) .- entrada de agua de mar,
(2) .- conducto de entrada de agua de mar,
(3) .- válvula de descarga,
(4) .- depósito regulador de agua de mar,
(5) .- válvula de entrada de agua a la cámara de condensación, (6) .- cámara de condensación,
(7) .- zona de condensación de vapor,
(8) .- válvula de salida de vapor
(9) .- serpentín de enfriamiento,
(10) .- depósito de agua desalada,
(11) .- válvula de salida de agua desalada,
(12) .- suelo móvil de la cámara de condensación,
(12.1) .- válvula de resorte para la movilización del suelo móvil (12)
(13) .- salmuera concentrada,
(14) .- conducto de calentamiento que soporta la zona de calentamiento (23) del embudo solar (B) y la y el calentador eléctrico (38),
(15) .- filtro en la entrada de agua salada para filtrar las partículas gruesas, (16) .- agua desalada obtenida,
(B) Dispositivo de captación de energía solar, constituido por los siguientes elementos:
(20) .- embudo solar,
(20.1) .- boca del embudo solar
(21) .- paneles de reflexión solar situados en las caras interiores del embudo solar (20)
( 22) . -dispositivo de posicionamiento automático,
(23) .- zona de transmisión de calor,
(C) Dispositivo de almacenamiento de energía.
(30) .- placas foto-voltaicas,
(30.1).- cable de alimentación
(31) .- dispositivo electrónico de distribución,
(32) .- distribuidor,
(33) .- cable de distribución de corriente continua,
(34) .- acumulador móvil,
(35) .- motor,
(36) .- dispositivo de subida/bajada,
(37) .- generador de corriente alterna,
(38) .- calentador eléctrico.
2.- Planta para desalación de agua de mar y procedimiento de obtención de agua desalada por medio de energía solar caracterizada porque el procedimiento de obtención de agua desalada se caracteriza por el conjunto de los tres elementos principales:
.- Circuito abierto de desalación (A)
.- Dispositivo de captación de energía solar (B),
.-Dispositivo de almacenamiento de energía (C)
El funcionamiento del circuito abierto de desalación (A) se encuentra constituido por una entrada de agua de mar (1) que por medio de un conducto de entrada de agua (2) formado por una tubería convencional en cuyo principio de encuentra un filtro (15) de partículas gruesas, al final se encuentra una válvula de descarga (3) y desagua en un depósito regulador de agua de mar (4).
Desde el depósito regulador de agua de mar (4) por medio del conducto de calentamiento (14) y con el control de la válvula de entrada de agua caliente (5) se introduce el agua de mar previamente calentada en dicho conducto en la cámara de condensación (6).
La cámara de condensación (6) se encuentra constituida por un receptáculo paralelepipédico de cerramiento superior (6.1) inclinado hacia la salida, una base inferior móvil (12) con apertura por medio de una válvula de resorte (12.1) para la salida de los residuos y salmuera concentrada (13).
Por la parte interior del cerramiento superior (6.1) se sitúa la zona de condensación de vapor (7), vapor que sale directamente por la válvula de salida de vapor (8) a un serpentín de enfriamiento (9) que al enfriar el vapor lo transforma en agua desalada (16) que por gravedad se recoge en un depósito de agua desalada (10) de donde sale al exterior por medio de la válvula de salida de agua desalada (11).
.- El funcionamiento del dispositivo de captación de energía solar (B) situado sobre el conducto de agua de mar (2) y que se encuentra constituido por un embudo solar (20) de amplia boca superior (20.1) y cuyas paredes laterales interiores se encuentran tapizadas de paneles de reflexión solar (21) debidamente orientados para que el foco sumatorio de la reflexión de todos incida en forma de haz sobre la zona de calentamiento (23).
Para un mejor rendimiento energético se ha dispuesto un dispositivo de posicionamiento automática en la base del embudo solar (20) para tener siempre en la posición más favorable de recepción de rayos solares del conjunto. Cumple la función de almacenar energía para utilizarla en el calentamiento del agua de mar que se introducirá en la cámara de condensación (6), cuando no trabaje el dispositivo de captación de energía solar (B), ya sea por falta de sol o por cualquier otra razón.
El funcionamiento del dispositivo de almacenamiento de energía (C), que se encuentra constituido por varias placas foto-voltaicas (30) conectadas en paralelo y que por medio del cable de alimentación (30.1) alimenta el dispositivo electrónico de distribución (31) que a su vez se encuentra constituido por un distribuidor de corriente (32) que por medio del cable de distribución de corriente continua (33) alimenta una serie de acumuladores móviles (34). Y donde los acumuladores móviles (34) se encuentran montados sobre un dispositivo de subida/bajada (36) movido por un motor eléctrico (35) de forma que los acumuladores móviles (34) se cargan por medio de las placas fotovoltaicas (30) y cuando se requiere su energía, por medio del motor (35) se bajan los acumuladores hasta entrar en contacto con el distribuidor (32) que transmite la energía al generador de corriente alterna (37) que alimenta a su vez un calentador eléctrico (38) situado sobre el conducto (2) que calienta el agua de mar que por allí discurre para introducirla en la cámara de condensación (6).
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2023
- 2023-04-18 WO PCT/ES2023/070240 patent/WO2024069025A1/es unknown
Patent Citations (6)
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Also Published As
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| WO2024069025A1 (es) | 2024-04-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BA2A | Patent application published |
Ref document number: 2966705 Country of ref document: ES Kind code of ref document: A1 Effective date: 20240423 |