NO20101319A1

NO20101319A1 - Method of reducing energy consumption for distillation by means of heat pump by utilizing the condensing heat in whole or in part to run a hot gas / sterling engine

Info

Publication number: NO20101319A1
Application number: NO20101319A
Authority: NO
Inventors: Ola Heggen
Original assignee: Ola Heggen
Priority date: 2010-09-22
Filing date: 2010-09-22
Publication date: 2012-03-23
Also published as: NO332200B1

Abstract

Oppfinnelsen angår en metode for redusering av energiforbruket til destillering med hjelp av varmepumpe ved helt eller delvis å utnytte kondenseringsvarmen til å drive en Varmgassmotor/Sterlingmotor. Oppfinnelsen går ut på å kunne nyttegjøre rekondensasjonsvarmen fra destillerte eller ellers fordampede væsker som energikilde til en Varmgassmotor/Sterlingmotor.The invention relates to a method for reducing the energy consumption for distillation by means of heat pump by utilizing the condensing heat in whole or in part to operate a hot gas / sterling engine. The invention relates to being able to utilize the heat of the condensation from distilled or otherwise evaporated liquids as the source of energy for a hot gas / sterling engine.

Description

Oppfinnelsen angår en metode for redusering av energiforbruket til destillering med hjelp av varmepumpe ved helt eller delvis å utnytte kondenseringsvarmen til å drive en Varmgassmotor/Sterlingmotor. The invention relates to a method for reducing the energy consumption for distillation with the help of a heat pump by fully or partially utilizing the condensation heat to drive a Hot Gas Engine/Sterling Engine.

Kjent teknikk: Known technique:

Destillering av væsker gjøres til mange formål. Enten det er for å skille ut forskjellige fraksjoner av en væskeblanding, eller det er å skille ut og/eller rense en væske for forurensninger. Problemet med å fordampe væsker er at faseovergangen mellom væske og gass krever mye energi. Fordelen er at dette da også gjør det mulig å hente mye energi ut igjen ved kondensering av den samme væske. Distillation of liquids is done for many purposes. Whether it is to separate different fractions of a liquid mixture, or it is to separate and/or purify a liquid from contaminants. The problem with vaporizing liquids is that the phase transition between liquid and gas requires a lot of energy. The advantage is that this also makes it possible to extract a lot of energy again by condensing the same liquid.

Det kan derfor være ønskelig å kombinere en fordampning ved redusert trykk med å tilføre energi fra en varmepumpe i tillegg til varmegjenvinning. Den fordampede væske må da komprimeres videre til den tilstand som er ønskelig for det formål den skal benyttes. I dette tilfellet tilføres prosessen ekstra energi i forbindelse med kompresjonen av de fordampede væsker. Man vil kunne benytte hele eller deler av den tilførte energi til drift av en Varmgassmotor/Sterlingmotor. I tillegg er det eventuelt mulig å benytte en varmepumpes kalde side til å kjøle en Varmgassmotor/Sterlingmotor på dennes kalde side. Restvarmen i den rekondenserte væske kan eventuelt også benyttes til å bidra til å varme en varmepumpe på dennes kalde side. It may therefore be desirable to combine evaporation at reduced pressure with supplying energy from a heat pump in addition to heat recovery. The vaporized liquid must then be further compressed to the state that is desirable for the purpose for which it is to be used. In this case, additional energy is added to the process in connection with the compression of the evaporated liquids. You will be able to use all or part of the added energy to operate a hot gas engine/Sterling engine. In addition, it is possible to use a heat pump's cold side to cool a Warm Gas Engine/Sterling Engine on its cold side. The residual heat in the recondensed liquid can possibly also be used to help heat a heat pump on its cold side.

Av kjent teknologi finnes Norsk Patentsøknad 20083783 (Heggen) av 2008.09.02 om Metode for fordampning og eventuell destillering av væsker ved hjelp av varmepumpe, United States patentskrift US 4,345,971 Al (Watson) av 1982.08.24 om Destillasjon ved bruk av varmepumpe, Tysk patentskrift DE 33 27 958 Al (Sasakura) av 1984.02.09 om Destillasjon av saltvann med hjelp av varmepumpe samt Patent om Sterlingmotor og Patent om Varmgassmotorer : Robert Stirling engelsk patent " Heat Economiser" av 1816. Known technology includes Norwegian Patent Application 20083783 (Heggen) of 2008.09.02 on Method for evaporation and eventual distillation of liquids using a heat pump, United States patent US 4,345,971 Al (Watson) of 1982.08.24 on Distillation using a heat pump, German patent DE 33 27 958 Al (Sasakura) of 1984.02.09 on Distillation of salt water with the aid of a heat pump as well as Patent on Sterling engine and Patent on Hot gas engines: Robert Stirling English patent "Heat Economiser" of 1816.

Fordelen med gjeldende oppfinnelse ligger i å utnytte rekondenseringsvarmen fra de forskjellige væskekomponenter i en destilleringsprosess til å drive en Varmgassmotor/Sterlingmotor som kan drive de nødvendige kompressorer eller andre maskiner for destillasjonsprosessen, eller eventuelt for andre formål. The advantage of the current invention lies in utilizing the recondensation heat from the various liquid components in a distillation process to drive a hot gas engine/Sterling engine which can drive the necessary compressors or other machines for the distillation process, or possibly for other purposes.

Kort omtale av oppfinnelsen: Brief description of the invention:

Oppfinnelsen går ut på å kunne nyttegjøre den energien som blir frigitt når de forskjellige væskekomponenter rekondenseres. For å omsette denne varmeenergien til mekanisk energi bruker man denne energien til å drive en Varmgassmotor/Sterlingmotor. The invention is about being able to make use of the energy that is released when the various liquid components are recondensed. To convert this heat energy into mechanical energy, this energy is used to drive a hot gas engine/Sterling engine.

Beskrivelse av figurer: Description of figures:

Figur 1) er en skisse på et utførelseseksempel av oppfinnelsen hvor metoden er Figure 1) is a sketch of an embodiment of the invention where the method is

eksemplifisert med destillering av saltvann. exemplified by the distillation of salt water.

Figur 2) er en skisse på et utførelseseksempel av en Varmgassmotor/ Figure 2) is a sketch of a design example of a hot gas engine/

Sterlingmotor. Sterling engine.

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen: Detailed description of the invention:

1) Energireservoar til varmepumpen. 1) Energy reservoir for the heat pump.

Dette kan være elver, vann, sjø, luft, sol eller jordvarme. This can be rivers, water, sea, air, sun or geothermal heat.

(Her eksemplifisert i figur 1 med et saltvannsreservoar.) (Here exemplified in Figure 1 with a saltwater reservoir.)

2 a,b,..)Varmepumpens fordamper(e). (se pkt. 2' a,b,..) 2 a,b,..)The heat pump's evaporator(s). (see section 2' a,b,..)

Dette er varmepumpens lavtrykksside hvor varme- / kjøle- mediet varmes opp av et energireservoar eller andre varmevekslere, og fordampes. This is the heat pump's low-pressure side where the heating/cooling medium is heated by an energy reservoir or other heat exchangers, and vapourised.

2'a,b,..)Varmevekslere til varmepumpens fordamper(e) (lavtrykksside). (se pkt. 2) 2'a,b,..) Heat exchangers for the heat pump's evaporator(s) (low pressure side). (see point 2)

Dette er en eller flere varmevekslere som kan benyttes for å utnytte restvarmen fra de kondenserte væsker i prosessen. Alternativt kan dette også være Varmgassmotoren/Sterlingmotoren sin kalde side. This is one or more heat exchangers that can be used to utilize the residual heat from the condensed liquids in the process. Alternatively, this could also be the hot gas engine/Sterling engine's cold side.

Typisk vil da pkt. 2'a være pkt 23. Typically, point 2'a will then be point 23.

3) Varmepumpens kompressor. 3) The heat pump's compressor.

Her komprimeres varme- / kjøle- mediet til et høyere trykk og temperatur. Det siste for å kunne fordampe vannet eller væsken i neste trinn. Here, the heating/cooling medium is compressed to a higher pressure and temperature. The last to be able to evaporate the water or liquid in the next step.

4) Varmepumpens kondensator. (se pkt. 4') 4) The heat pump's condenser. (see section 4')

Dette er varmepumpens høytrykksside i den varmeveksler hvor This is the heat pump's high-pressure side in the heat exchanger where

varme- / kjøle- mediet avkjøles og kondenseres av det vann eller de væsker som skal fordampes. the heating/cooling medium is cooled and condensed by the water or liquids to be evaporated.

5 a,b,..)Varmepumpens eventuelle ekstra kjøleradiatorer til varme- / kjøle-mediet. (se pkt. 5' a,b,..) 5 a,b,..) The heat pump's possible additional cooling radiators for the heating / cooling medium. (see section 5' a,b,..)

Avhengig av driftsparametere og varme- / kjøle- mediets termiske egenskaper, vil det være mulig å utnytte varme- / kjøle- mediets energi i kondensert tilstand på høytrykkssiden til forvarming av vann eller væsker. For best å utnytte denne energien kan oppvarmingen gjøres i flere trinn. Det kan også være mulig å benytte denne energien til annen oppvarming som for eksempel av fabrikklokaler o.l. Depending on the operating parameters and the heating/cooling medium's thermal properties, it will be possible to utilize the heating/cooling medium's energy in a condensed state on the high-pressure side for preheating water or liquids. To best utilize this energy, the heating can be done in several stages. It may also be possible to use this energy for other heating such as for example factory premises etc.

6) Varmepumpens trykkreduksjonsventil. 6) The heat pump's pressure reduction valve.

Denne reduserer trykket fra høytrykks- til lavtrykks- siden. Dette fører This reduces the pressure from the high pressure to the low pressure side. This leads

til at varme- / kjøle- mediets fordampningstemperatur synker og varme- / kjøle- mediet begynner å fordampe i varmepumpens fordamper (2). until the heating/cooling medium's evaporation temperature drops and the heating/cooling medium begins to evaporate in the heat pump's evaporator (2).

7) Anordning for tilførsel av vann eller væsker som skal fordampes. 7) Device for supplying water or liquids to be evaporated.

Dette er inntak for vann eller væske som skal fordampes, eller beholder(e) / kar med væsker som skal fordampes. 8) Eventuell fødepumpe eller mateanordning for vann eller væsker. Denne anordning kan være påkrevet i de tilfeller hvor det av forskjellige årsaker er store trykktap i tilførselsledning(er), eller hvor det av forskjellige årsaker er påkrevet å dosere inntaket av vann eller væsker. This is intake for water or liquid to be evaporated, or container(s) / vessel with liquids to be evaporated. 8) Any feed pump or feeding device for water or liquids. This device may be required in cases where, for various reasons, there are large pressure losses in the supply line(s), or where, for various reasons, it is required to dose the intake of water or liquids.

5'a,b,..)Varmevekslere til forvarming av vann eller væsker som skal fordampes, 5'a,b,..) Heat exchangers for preheating water or liquids to be evaporated,

(se pkt. 5 a,b..) (see section 5 a,b..)

Avhengig av driftsparametere og varme- / kjøle- mediets termiske egenskaper, vil det være mulig å utnytte varme- / kjøle- mediets energi i kondensert tilstand på høytrykkssiden til forvarming av vann eller væsker. For best å utnytte denne energien kan oppvarmingen gjøres i flere trinn. 9) Eventuell trykkreduksjonsventil eller trykkreduserende anordning til fordampningstrykket for vann eller væsker. Depending on the operating parameters and the heating/cooling medium's thermal properties, it will be possible to utilize the heating/cooling medium's energy in a condensed state on the high-pressure side for preheating water or liquids. To best utilize this energy, the heating can be done in several stages. 9) Any pressure-reducing valve or pressure-reducing device for the evaporation pressure of water or liquids.

For å få et lavt nok trykk til at vann eller væsker fordamper kan man ha en trykkreduserende innretning på tilførselen. Alternativt kan oppvarmingen av vann eller væsker skje i en kolonne hvor man benytter vannets eller væskenes egenvekt og gravitasjonen som trykkreduserende innretning. Eller det kan benyttes en kombinasjon av disse metoder. To get a pressure low enough for water or liquids to evaporate, you can have a pressure-reducing device on the supply. Alternatively, the heating of water or liquids can take place in a column where the specific gravity of the water or liquids and gravity is used as a pressure reducing device. Or a combination of these methods can be used.

4') Væskefordamper (se pkt. 4) 4') Liquid evaporator (see section 4)

Dette er varmeveksleren hvor vann eller annen væske fordampes av varme- / kjøle- mediet på dettes høytrykksside. Vannet eller de væsker som skal fordampes er enten allerede varmet opp til fordampningstemperatur eller høyere i (5'a,b,...), eller blir det i første del av denne varmeveksleren. Vannet eller væskene fordampes under et tilstrekkelig lavt trykk. This is the heat exchanger where water or other liquid is evaporated by the heating / cooling medium on its high-pressure side. The water or the liquids to be evaporated are either already heated to evaporation temperature or higher in (5'a,b,...), or will be in the first part of this heat exchanger. The water or liquids are evaporated under a sufficiently low pressure.

10) Dampkompressor. 10) Steam compressor.

Denne skaper det nødvendige undertrykk for at vann eller væsker kan fordampe i væskefordamperen (4'), samt at dampen komprimeres slik at den oppnår ønsket trykk til det formål den skal benyttes til videre. Denne fungerer eventuelt som kompressor i første trinn i en destillasjonsprosess. This creates the necessary negative pressure so that water or liquids can evaporate in the liquid evaporator (4'), and that the steam is compressed so that it achieves the desired pressure for the purpose it will be used for. This possibly works as a compressor in the first stage of a distillation process.

10') Dampkompressor for flere trinn i destillasjonsprosess. 10') Steam compressor for several stages in the distillation process.

Denne komprimerer eventuelt de fordampede produktene videre for neste varmeveksler som kjøler ned og skiller ut neste destillat. Avhengig av hva og hvor mange bestanddeler som skal destilleres vil denne gjentas det nødvendige antall ganger for å få separert alle destillatene. This further compresses the evaporated products for the next heat exchanger, which cools down and separates the next distillate. Depending on what and how many components are to be distilled, this will be repeated the necessary number of times to separate all the distillates.

11) Mellomtrinns varmeveksler, (se pkt. 16) 11) Intermediate heat exchanger, (see section 16)

Dette er den første av eventuelt flere trinn med varmevekslere for enten å varme dampen videre opp, eller avkjøle den trinnvis i en destillasjonsprosess. This is the first of possibly several steps with heat exchangers to either heat up the steam further, or cool it step by step in a distillation process.

11') Mellomtrinns varmeveksler, (se pkt. 16' og 24) 11') Intermediate heat exchanger, (see sections 16' and 24)

Dette er eventuelt annet trinn med varmevekslere. Denne er mest aktuell som et trinn i en destillasjonsprosess. Denne kan være hele eller deler av Varmgassmotoren/Sterlingmotoren sin varme side (24). This is possibly the second step with heat exchangers. This is most relevant as a step in a distillation process. This can be all or parts of the Warm gas engine/Sterling engine's hot side (24).

11") Mellomtrinns varmeveksler, (se pkt. 16" og 24) 11") Intermediate heat exchanger, (see sections 16" and 24)

Dette er eventuelt det neste av flere trinn i en destillasjonsprosess. Denne kan være en del av Varmgassmotoren/Sterlingmotoren sin varme side (24), eller så kan dampen ledes inn på en eventuell ny kompressor. Avhengig av hva og hvor mange bestanddeler som skal destilleres vil denne sammen med dampkompressor for flere trinn i destillasjonsprosess (10') gjentas det nødvendige antall ganger for å få separert alle destillatene. This is possibly the next of several steps in a distillation process. This can be part of the Warm gas engine/Sterling engine's hot side (24), or the steam can be fed into a possible new compressor. Depending on what and how many components are to be distilled, this together with the steam compressor for several stages in the distillation process (10') will be repeated the necessary number of times to separate all the distillates.

12) Avtappingsanordning for ikke fordampede restprodukter. 12) Draining device for non-evaporated residual products.

Dette er eventuell avtappingsanordning for den eller de væsker eller produkter som ikke skal fordampes i en destillasjonsprosess. Om den væske som skal destilleres er saltvann, må nødvendigvis denne anordning kunne fjerne faste stoffer, så som salt også. This is any decanting device for the liquid(s) or products that are not to be evaporated in a distillation process. If the liquid to be distilled is salt water, this device must necessarily be able to remove solids, such as salt as well.

12') Avtappingsanordning for fordampede og rekondenserte restprodukter. 12') Draining device for evaporated and recondensed residual products.

Dette er en eventuell avtapningsanordning for den eller de væsker som delvis fordamper i væskefordamperen (4'), men som det ikke er ønskelig å skille ut som egne destillater. Normalt vil denne ikke benyttes men at mellomtrinns varmeveksleren (11) utformes slik at de rekondenserte restprodukter vil renne tilbake i væskefordamperen (4'), og eventuelt tappes via avtappingsanordning (12). This is a possible draining device for the liquid(s) which partially evaporate in the liquid evaporator (4'), but which it is not desirable to separate out as separate distillates. Normally, this will not be used, but that the intermediate heat exchanger (11) is designed so that the recondensed residual products will flow back into the liquid evaporator (4'), and possibly be drained off via the draining device (12).

12") Avtappingsanordning for destillerte produkter. 12") Bottling device for distilled products.

Her tappes det første destillatet av. Here the first distillate is tapped off.

12"') Avtappingsanordning for destillerte produkter. 12"') Bottling device for distilled products.

Her tappes eventuelt det neste destillatet av. Avhengig av hva og hvor mange bestanddeler som skal destilleres, vil denne sammen med dampkompressor for flere trinn i destillasjonsprosess (10') og mellomtrinns varmeveksler (11") gjentas det nødvendige antall ganger for å få separert alle destillatene. This is where the next distillate is tapped off. Depending on what and how many components are to be distilled, this together with the steam compressor for several stages in the distillation process (10') and the intermediate heat exchanger (11") will be repeated the necessary number of times to separate all the distillates.

13) Pumpe for ikke fordampede restprodukter ved destillering. 13) Pump for non-evaporated residual products during distillation.

Det er nødvendig med en pumpe eller annen anordning for å fjerne restprodukter fra prosessen. Dette for å opprettholde det nødvendige undertrykk som er nødvendig for fordampningen i væskefordamper (4'). A pump or other device is required to remove residual products from the process. This is to maintain the necessary negative pressure which is necessary for the evaporation in the liquid evaporator (4').

13') Pumpe for fordampede og rekondenserte restprodukter. 13') Pump for evaporated and recondensed residual products.

Om avtappingsanordning (12') er montert som en del av mellomtrinns varmeveksler (11), er det nødvendig med en pumpe eller annen anordning for å fjerne restprodukter fra prosessen. Dette for å opprettholde det nødvendige undertrykk som er nødvendig for fordampningen. If the draining device (12') is fitted as part of the intermediate heat exchanger (11), a pump or other device is required to remove residual products from the process. This is to maintain the necessary negative pressure which is necessary for the evaporation.

13") Pumpe for destillerte produkter. 13") Pump for distilled products.

Det er nødvendig med en pumpe for å tappe det første destillat fra prosessen. Dette for å opprettholde det riktige trykk som er nødvendig for destillasjonsprosessen. A pump is needed to drain the first distillate from the process. This is to maintain the correct pressure required for the distillation process.

13"') Pumpe for destillerte produkter. 13"') Pump for distilled products.

Det er nødvendig med en pumpe for å tappe neste destillat. Dette for å opprettholde det riktige trykk som er nødvendig for prosessen. Avhengig av hva og hvor mange bestanddeler som skal destilleres, vil denne sammen med dampkompressor for flere trinn i destillasjonsprosess (10'), mellomtrinns varmeveksler (11") og avtappingsanordning for destillerte produkter (12"') gjentas det nødvendige antall ganger for å få separert alle destillatene. A pump is required to draw the next distillate. This is to maintain the correct pressure required for the process. Depending on what and how many components are to be distilled, this together with the steam compressor for several stages in the distillation process (10'), the intermediate heat exchanger (11") and the decanting device for distilled products (12"') will be repeated the necessary number of times to obtain separated all the distillates.

14) Ventil. 14) Valve.

Denne benyttes i de tilfeller hvor eventuell pumpe og eller annen tømme-eller tappe- anordning (12 og 13) ikke kan dosere restproduktene nøyaktig nok til å opprettholde riktig fordampningstrykk i væskefordamper (4'). This is used in cases where any pump and or other emptying or draining device (12 and 13) cannot dose the residual products accurately enough to maintain the correct evaporation pressure in the liquid evaporator (4').

14') Ventil. 14') Valve.

Denne benyttes i de tilfeller hvor eventuell pumpe og eller annen tømme-eller tappe- anordning (12' og 13') ikke kan dosere restproduktene nøyaktig nok til å opprettholde riktig fordampningstrykk i væskefordamper (4'). This is used in cases where any pump and or other emptying or tapping device (12' and 13') cannot dose the residual products accurately enough to maintain the correct evaporation pressure in the liquid evaporator (4').

14") Ventil. 14") Valve.

Denne benyttes i de tilfeller hvor eventuell pumpe og eller annen tømme-eller tappe- anordning (12" og 13") ikke kan dosere destillatet nøyaktig nok til å opprettholde riktig kondenseringstrykk i mellomtrinns varmeveksler (11'). This is used in cases where any pump and or other emptying or tapping device (12" and 13") cannot dose the distillate accurately enough to maintain the correct condensation pressure in the intermediate heat exchanger (11').

14"') Ventil. 14"') Valve.

Denne benyttes i de tilfeller hvor eventuell pumpe og eller annen tømme-eller tappe- anordning (12"' og 13"') ikke kan dosere destillatet nøyaktig nok til å opprettholde riktig kondenseringstrykk i mellomtrinns varmeveksler (11"). Avhengig av hva og hvor mange bestanddeler som skal destilleres, vil denne sammen med dampkompressor for flere trinn i destillasjonsprosess (10'), mellomtrinns varmeveksler (11"), avtappingsanordning for destillerte produkter (12"') og pumpe for destillerte produkter (13"') gjentas det nødvendige antall ganger for å få separert alle destillatene. This is used in cases where any pump and or other emptying or tapping device (12"' and 13"') cannot dose the distillate accurately enough to maintain the correct condensation pressure in the intermediate heat exchanger (11"). Depending on what and where many components to be distilled, this together with the steam compressor for several stages in the distillation process (10'), intermediate heat exchanger (11"), tapping device for distilled products (12"') and pump for distilled products (13"') will be repeated as necessary number of times to separate all the distillates.

15) Avløpsanordning eller beholder for restprodukter, (se pkt. 19) 15) Drainage device or container for residual products, (see section 19)

Om restprodukter fra en destillasjonsprosess skal samles opp eller må behandles videre, vil det være nødvendig å samle det eller disse i en beholder. Ellers ledes disse direkte til et avløp. If residual products from a distillation process are to be collected or have to be processed further, it will be necessary to collect it or these in a container. Otherwise, these are directed directly to a drain.

15') Beholder for destillerte produkter, (se pkt. 19') 15') Container for distilled products, (see section 19')

Her samles første destillat opp. The first distillate is collected here.

15") Beholder for destillerte produkter, (se pkt. 19") 15") Container for distilled products, (see section 19")

Her samles neste destillat opp. Avhengig av hva og hvor mange bestanddeler som skal destilleres vil denne sammen med dampkompressor for flere trinn i destillasjonsprosess (10'), mellomtrinns varmeveksler (11"), avtappingsanordning for destillerte produkter (12"'), pumpe for destillerte produkter (13"') og eventuelt ventil (14"') gjentas det nødvendige antall ganger for å få separert alle destillatene. 16) Kjøle- eller varme- element til mellomtrinns varmeveksler, (se pkt. 11) Dette er kjøle- eller varme- elementet til eventuell mellomtrinns varmeveksler (11). Avhengig av bruksområde kan denne enten være den første del av varmepumpens kondensatordel (4) for å utnytte varme- / kjøle-mediets temperatur etter kompresjon. Da vil varmeveksler (11) bidra til å øke damptemperaturen for å unngå uønsket fuktighet i den fordampede væske. Alternativt kan dette kjøle- eller varme- element ha en egen krets for oppvarming eller avkjøling av den fordampede væske. Det siste er aktuelt der mellomtrinns varmeveksler (11) er ett trinn i en destillasjonsprosess. Dette kjøle- eller varme- element kan da enten kobles sammen med varmeveksler (4) og (5a, 5b,...), for å bidra til forvarming og oppvarming av væsken i eventuelle forvarmere (5'a, 5'b,...) og væskefordamper (4'). Eller den kan danne en egen krets med en eller flere av disse. Det er også mulig å koble denne til ekstern(e) varmevekslere) for oppvarming eller avkjøling av andre formål. The next distillate is collected here. Depending on what and how many components are to be distilled, this together with the steam compressor for several stages in the distillation process (10'), intermediate heat exchanger (11"), decanting device for distilled products (12"'), pump for distilled products (13"') ) and possibly valve (14"') is repeated the necessary number of times to separate all the distillates. 16) Cooling or heating element for intermediate heat exchanger, (see section 11) This is the cooling or heating element for any intermediate heat exchanger (11). Depending on the area of use, this can either be the first part of the heat pump's condenser part (4) to utilize the temperature of the heating / cooling medium after compression. Then the heat exchanger (11) will help to increase the steam temperature to avoid unwanted moisture in the evaporated liquid. Alternatively, this cooling or heating element can have a separate circuit for heating or cooling the evaporated liquid. The latter is applicable where the intermediate heat exchanger (11) is one step in a distillation process. This cooling or heating element can then either be connected together with heat exchangers (4) and (5a, 5b,...), to contribute to preheating and heating of the liquid in any preheaters (5'a, 5'b,. ..) and liquid evaporator (4'). Or it can form a separate circuit with one or more of these. It is also possible to connect this to external heat exchangers) for heating or cooling for other purposes.

16') Kjøle- eller varme- element til mellomtrinns varmeveksler, (se pkt. 11') 16') Cooling or heating element for intermediate stage heat exchanger, (see section 11')

Dette er kjøle- eller varme- elementet til eventuell mellomtrinns varmeveksler (11'). Avhengig av bruksområde kan dette kjøle- eller varme-element ha en egen krets for oppvarming eller avkjøling av den fordampede væske, eller være koblet sammen med kjøle- eller varme-elementet (16). Hvis dette kjøle- eller varme- elementet har en egen krets kan også dette kobles som beskrevet for kjøle- eller varme- element (16). This is the cooling or heating element for any intermediate heat exchanger (11'). Depending on the area of use, this cooling or heating element may have a separate circuit for heating or cooling the evaporated liquid, or be connected to the cooling or heating element (16). If this cooling or heating element has its own circuit, this can also be connected as described for cooling or heating element (16).

16") Kjøle- eller varme- element til mellomtrinns varmeveksler, (se pkt. 11") 16") Cooling or heating element for intermediate heat exchanger, (see section 11")

Dette er kjøle- eller varme- elementet til eventuell mellomtrinns varmeveksler (11"). Avhengig av bruksområde kan dette kjøle- eller varme-element ha en egen krets for oppvarming eller avkjøling av den fordampede væske, eller være koblet sammen med kjøle- eller varme-elementet (16 og 16'). Kjøleelementene (16,16', 16",...) kan enten kobles i serie eller parallell, eller den kombinasjon som måtte passe til bruks-området. Hvis dette kjøle- eller varme- elementet har en egen krets kan også dette kobles som beskrevet for kjøle- eller varme- element (16). Avhengig av hva og hvor mange bestanddeler som skal destilleres vil dette elementet måtte gjentas det samme antall ganger som mellomtrinns varmeveksler (11") for å få separert alle destillatene. This is the cooling or heating element of any intermediate heat exchanger (11"). Depending on the area of use, this cooling or heating element may have a separate circuit for heating or cooling the vaporized liquid, or be connected with cooling or heating element (16 and 16'). The cooling elements (16,16', 16",...) can either be connected in series or parallel, or whatever combination suits the area of use. If this cooling or heating element has its own circuit, this can also be connected as described for cooling or heating element (16). Depending on what and how many components are to be distilled, this element will have to be repeated the same number of times as the intermediate heat exchanger (11") in order to separate all the distillates.

17) Anordning for nivåkontroll. 17) Device for level control.

For å få fordampet alle væskekomponenter som skal skilles ut fra en væskemengde ved destillering vil det være ønskelig med en nivåkontroll av væskemengden som fordampes. Dette kan gjøres ved å ha en anordning for nivåkontroll på utløpet av restproduktene. Nivåkontrollanordningen skal ikke være begrenset til en bestemt utforming, men utformes etter hva som er praktisk. I enklest form kan det være å plassere avtapningsanordning (12) i en bestemt posisjon i væskefordamper (4'). In order to evaporate all liquid components that are to be separated from a quantity of liquid during distillation, it would be desirable to have a level control of the quantity of liquid that is evaporated. This can be done by having a device for level control at the outlet of the residual products. The level control device shall not be limited to a particular design, but shall be designed according to what is practical. In the simplest form, it can be to place the draining device (12) in a specific position in the liquid evaporator (4').

18) Utløp for damp eller flyktige produkter fra en destillasjonsprosess. 18) Outlet for steam or volatile products from a distillation process.

For en dampproduksjon har her dampen nådd nødvendig tilstand for videre bruk. Dampen vil ledes videre til den eller de prosesser den skal benyttes til. Ved en destillasjonsprosess vil dette være utløpet for den eller de komponenter som er for flyktig til å ha blitt kondensert tidligere, og som det ikke er ønskelig å skille ut som et kondensat. 19) Kjøleelement til beholder eller tappeanordning(er) for restprodukter.(se pkt. 15) Dette er eventuelt kjøleelement for restprodukter fra en destillasjonsprosess. Dette kjøleelement benyttes for å hente ut den varme som ble tilført restproduktene i væskefordamper (4'). Kjøleelementet kan enten kobles sammen med varmeveksler (4), (5a, 5b,...), for å bidra til forvarming og oppvarming / fordamping av væsken i eventuelle forvarmere (5'a, 5'b,...) og/ eller væskefordamper (4'). Alternativt kobles til ekstern(e) varmeveksler(e) for oppvarming andre formål. For steam production, the steam here has reached the necessary condition for further use. The steam will be led on to the process or processes for which it is to be used. In a distillation process, this will be the outlet for the component(s) that are too volatile to have been condensed earlier, and that it is not desirable to separate out as a condensate. 19) Cooling element for container or tapping device(s) for residual products. (see section 15) This is possibly a cooling element for residual products from a distillation process. This cooling element is used to extract the heat that was added to the residual products in the liquid evaporator (4'). The cooling element can either be connected together with heat exchangers (4), (5a, 5b,...), to contribute to preheating and heating / evaporation of the liquid in any preheaters (5'a, 5'b,...) and/ or liquid vaporizer (4'). Alternatively, connect to external heat exchanger(s) for heating other purposes.

19') Kjøleelement til beholder eller tappeanordning for destillat, (se pkt. 15') 19') Cooling element for container or tapping device for distillate, (see section 15')

Dette er eventuelt kjøleelement for første destillat fra en destillasjonsprosess. Dette kjøleelement benyttes for å hente ut den restvarme som er igjen i destillatet etter kondensering i mellomtrinns varmeveksler (11'). Kjøleelementet kan enten kobles sammen med varmeveksler (4), This is possibly a cooling element for the first distillate from a distillation process. This cooling element is used to extract the residual heat that is left in the distillate after condensation in the intermediate heat exchanger (11'). The cooling element can either be connected to a heat exchanger (4),

(5a, 5b,...), for å bidra til forvarming og oppvarming / fordamping av væsken i eventuelle forvarmere (5'a, 5'b,...) og / eller væskefordamper (4'). Alternativt kobles som kjøleelement (19). (5a, 5b,...), to contribute to preheating and heating/evaporating the liquid in any preheaters (5'a, 5'b,...) and/or liquid evaporator (4'). Alternatively, connect as a cooling element (19).

19") Kjøleelement til beholder eller tappeanordning for destillat, (se pkt. 15") 19") Cooling element for container or tapping device for distillate, (see section 15")

Dette er eventuelt kjøleelement for neste destillat fra en destillasjonsprosess. Dette kjøleelement benyttes for å hente ut den restvarme som er igjen i destillatet etter kondensering i mellomtrinns varmeveksler (11"). Kjøleelementet kan enten kobles sammen med varmeveksler (4), This is possibly a cooling element for the next distillate from a distillation process. This cooling element is used to extract the residual heat that remains in the distillate after condensation in the intermediate heat exchanger (11"). The cooling element can either be connected together with heat exchanger (4),

(5a, 5b,...), for å bidra til forvarming og oppvarming / fordamping av væsken i eventuelle forvarmere (5'a, 5'b,...) og / eller væskefordamper (4'). Alternativt kobles som kjøleelement (19). Avhengig av hva og hvor mange bestanddeler som skal destilleres bør dette element gjentas det samme antall ganger som beholder for destillerte produkter (15"). (5a, 5b,...), to contribute to preheating and heating/evaporating the liquid in any preheaters (5'a, 5'b,...) and/or liquid evaporator (4'). Alternatively, connect as a cooling element (19). Depending on what and how many components are to be distilled, this element should be repeated the same number of times as the container for distilled products (15").

20) Varmgassmotor/Sterlingmotor. 20) Hot gas engine/Sterling engine.

Dette er en skisse på et utførelseseksempel av en Varmgassmotor/ Sterlingmotor. This is a sketch of a design example of a Warm gas engine/Sterling engine.

21,21 ',..)Inn og utløp for varmevekslere til varmepumpens fordamper (lavtrykksside). (se pkt. 2') 21,21 ',..)Inlet and outlet for heat exchangers to the heat pump's evaporator (low pressure side). (see section 2')

Disse vil være inn og utløp for den restvarme som eventuelt benyttes til å varme varmepumpens fordamper (lavtrykksside). 22) Varmgassmotorens isolasjon mellom varm- og kald- side. Varmgassmotoren (Sterlingmotoren) vil i utførelseseksempel (Figur 2) kreve at en del av motorblokken er utformet som et isolerende element mellom motorens varme- og kalde- side. These will be the inlet and outlet for the residual heat that may be used to heat the heat pump's evaporator (low pressure side). 22) The hot gas motor's insulation between the hot and cold side. The hot gas engine (Sterling engine) will in the design example (Figure 2) require that part of the engine block is designed as an insulating element between the hot and cold side of the engine.

23) Varmgassmotorens kalde side. 23) The hot gas engine's cold side.

Dette er den delen av Varmgassmotoren/Sterlingmotoren hvor arbeidsmediet blir kjølet ned og trekker seg sammen. This is the part of the hot gas engine/Sterling engine where the working medium is cooled and contracts.

24) Varmgassmotorens varme side. 24) The hot side of the hot gas engine.

Dette er den delen av Varmgassmotoren/Sterlingmotoren hvor arbeidsmediet blir varmet opp og ekspanderer. This is the part of the hot gas engine/Sterling engine where the working medium is heated and expands.

25) Varmgassmotorens forskyver-stempel og stempelstang. 25) The hot gas engine's displacer piston and piston rod.

Dette er den delen av Varmgassmotoren/Sterlingmotoren som forskyver arbeidsmediet mellom den varme og kalde siden. This is the part of the hot gas engine/Sterling engine that displaces the working medium between the hot and cold side.

26) Varmgassmotorens arbeids-stempel og stempelstang. 26) The hot gas engine's working piston and piston rod.

Dette er den delen av Varmgassmotoren/Sterlingmotoren hvor arbeidsmediet utfører arbeid. This is the part of the hot gas engine/Sterling engine where the working medium does work.

27) Varmgassmotorens drivaksel. 27) The hot gas engine drive shaft.

Dette er varmgassmotorens (Sterlingmotorens) drivaksel/veivaksel. This is the hot gas engine's (Sterling engine's) drive shaft/crankshaft.

28) Varmgassmotorens svinghjul / kraftuttak. 28) Hot gas engine flywheel / PTO.

Dette er den delen av Varmgassmotoren (Sterlingmotoren) hvor motorens arbeid blir tatt ut, eller kobles til annet maskineri. This is the part of the hot gas engine (Sterling engine) where the engine's work is taken out, or connected to other machinery.

Beskrivelse av metoden for ett typisk bruksområde basert på utførelseseksempel i Figur 1 og 2: Description of the method for a typical area of use based on the execution example in Figures 1 and 2:

Destillasjon av saltvann. Distillation of salt water.

For ferskvannproduksjon av saltvann vil varmepumpen være som beskrevet i pkt (2a,b,..), (3), (4), (5a,b,..) og (6). Væskeinntaket (7) vil normalt være fra sjøen. Avhengig av tilførselen vil pumpe (8) måtte benyttes eller kan være overflødig. For forvarming av saltvannet kan først Varmgassmotorens/ Sterlingmotorens kalde side (23) benyttes slik at saltvannet benyttes til å kjøle ned arbeidsmediet i Varmgassmotoren/Sterlingmotoren. Deretter vil saltvannet bli videre forvarmet i (5'a) og eventuelt (5'b) for å utnytte spillvarmen fra prosessen optimalt. Avhengig av høyden fra saltvannsinntaket (7) eller eventuell pumpe (8) og væskefordamperen (4') vil trykkreduksjonsventil (9) kunne være påkrevet for å sikre et lavt fordampningstrykk. Væskefordamperen (4') er der vannet fordampes. Her vil man normalt benytte anordning for nivåkontroll (17) for å regulere avtapping av saltet gjennom avtappingsanordning (12) som pumpes eller kvernes med pumpe (13) alternativt gjennom ventil (14) til avløpsanordning eller beholder for restprodukter (15). Før vanndampen komprimeres med dampkompressor (10), vil det være ønskelig å ettervarme dampen i varmeveksler (11) med varmeradiator (16) for å oppnå tørrmettett damp inn på kompressor (10). Deretter ledes deler av dampen til Varmgassmotorens/Sterlingmotorens varme side (24). Her kondenseres denne delen av vanndampen. Resten av vanndampen ledes til mellomtrinns varmeveksler (11') sammen med kjøle- eller varme- element (16') som benyttes for å kondensere resten av vanndampen. For fresh water production from salt water, the heat pump will be as described in sections (2a,b,..), (3), (4), (5a,b,..) and (6). The liquid intake (7) will normally be from the sea. Depending on the supply, pump (8) will have to be used or may be redundant. For preheating the salt water, the cold side (23) of the hot gas engine/Sterling engine can first be used so that the salt water is used to cool down the working medium in the hot gas engine/Sterling engine. The salt water will then be further preheated in (5'a) and possibly (5'b) in order to optimally utilize the waste heat from the process. Depending on the height from the salt water intake (7) or any pump (8) and the liquid evaporator (4'), a pressure reduction valve (9) may be required to ensure a low evaporation pressure. The liquid evaporator (4') is where the water is evaporated. Here, a device for level control (17) will normally be used to regulate the draining of the salt through a draining device (12) which is pumped or ground with a pump (13) alternatively through a valve (14) to a drainage device or container for residual products (15). Before the water vapor is compressed with a steam compressor (10), it will be desirable to reheat the steam in a heat exchanger (11) with a heat radiator (16) to obtain dry saturated steam entering the compressor (10). Parts of the steam are then led to the hot side of the hot gas engine/Sterling engine (24). This part of the water vapor is condensed here. The rest of the water vapor is led to the intermediate heat exchanger (11') together with a cooling or heating element (16') which is used to condense the rest of the water vapor.

Det kondenserte vannet fra Varmgassmotorens/Sterlingmotorens varme side (24) ledes til avtappings- anordning (12") sammen med det kondenserte vannet i varmeveksler (11') og eventuelt pumpes med pumpe (13") gjennom eventuell ventil (14") til beholder (15'). Kjøleelementene (19 og 19') vil benyttes i parallell med varme-element (16') for å bruke både saltets og ferskvannets restvarme til å forvarme og alternativt delvis fordampe saltvannet i varmevekslere (5a-5'a, 5b-5'b,...), alternativt også i deler av (4-4'). Samt også kunne benyttes til oppvarming av vannpumpens fordamperdel (2b) via varmeveksler (2'b). The condensed water from the hot side of the hot gas engine/Sterling engine (24) is led to the draining device (12") together with the condensed water in the heat exchanger (11') and possibly pumped with a pump (13") through any valve (14") to the container (15'). The cooling elements (19 and 19') will be used in parallel with the heating element (16') to use the residual heat of both the salt and fresh water to preheat and alternatively partially evaporate the salt water in heat exchangers (5a-5'a, 5b -5'b,...), alternatively also in parts of (4-4'), and could also be used for heating the water pump's evaporator part (2b) via heat exchanger (2'b).

Claims

1 Method for reducing the energy consumption for distillation with the help of a heat pump by fully or partially utilizing the condensation heat to drive a hot gas engine/Sterling engine characterized by fully or partially using the heat released in heat exchangers) (11',11",...) with any cooling radiator(s) (16',16",...) by condensing the vaporized liquid components in a distillation process as energy to drive one or more Hot gas engine(s)/Sterling engine(s) (20) in that this condensation heat is used as energy on one or more Hot gas engine(s)/Sterling engine(s)'s hot side (24) so that the hot gas engine(s)/Sterling engine(s) (20) can directly or indirectly, in whole or in part, drive the pumps and compressors (3 and 8 and 10, 10',... and 13,13',... ) and other machines used in the distillation process, or for the operation of other equipment.

2 Method for reducing the energy consumption for distillation with the help of a heat pump by fully or partially utilizing the heat of condensation to drive a Hot Gas Engine/Sterling Engine according to claim 1 is characterized by the fact that the whole or part energy reservoir for a heat pump's evaporator (cold side) (2a,b ,...) the cold side of one or more Hot Gas Engine/Sterling Engine (23) can be used in whole or in part - directly, or indirectly via heat exchangers (2'a,b,...).

3 Method for reducing the energy consumption for distillation with the help of a heat pump by fully or partially utilizing the heat of condensation to drive a hot gas engine/Sterling engine according to claim 1 is characterized by the fact that for the distillation of one or more liquid components from a liquid mixture, in order to utilize the energy optimally, it may be desirable to evaporate more components than those to be distilled from the liquid mixture so that the total heat of condensation for the operation of the Hot Gas Engine(s)/Sterling Engine(s) (20) is increased.

4 Method for reducing the energy consumption for distillation with the help of a heat pump by fully or partially utilizing the condensation heat to drive a hot gas engine/Sterling engine according to claim 1 is characterized by the fact that in order to optimally utilize the heat energy in the process, it may be required to distribute the energy from one or several heat exchangers (11', 11",...) with any radiators (16', 16",...) to fully or partially drive one or more Hot gas engine(s)/Sterling engine(s) (20), while the remainder is used to preheat the liquid to be distilled in preheaters (5' a,b,...) - alternatively also to heat the heat pump's evaporator (cold side) (2a,b,...) through heat exchangers (2'a ,b,...)

5 Method for reducing the energy consumption for distillation with the help of a heat pump by fully or partially utilizing the condensation heat to drive a Hot Gas Engine/Sterling Engine according to requirements 1 and 4 is characterized by the fact that in order to optimally utilize the heat energy in the process, the vaporized liquids can either be -conducted directly onto one or more hot gas engine(s)/Sterling engine(s)'s hot side (24), - alternatively onto one or more heat exchangers (11', 11",...) with radiators (16', 16",... .), - or an appropriate combination of these.