PT2264288E - Sistema para uma despressurização de fluído eficiente - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO "SISTEMA PARA UMA DESPRESSURIZAÇÃO DE FLUÍDO EFICIENTE" Âmbito da Invenção A presente invenção refere-se a um sistema para a despressurização eficiente de fluidos de condutas de alta pressão. 0 sistema pode produzir energia útil sem o fluido pressurizado ser sujeito à liquefação, solidificação ou uma redução inaceitável da temperatura como resultado de um processo Joule-Thompson. 0 sistema é particularmente relevante para despressurizar condutas de gás natural de alta pressão de um modo energeticamente eficiente, enquanto possibilita a produção de energia útil.

Antecedentes da Invenção 0 gás natural é transmitido através de condutas de alta pressão e distribuído aos utilizadores finais em pressões consideravelmente baixas. Geralmente, as estações do compressor são usadas para subir a pressão e para mantê-la durante uma transmissão de longa distância. É digno de nota que são usadas diferentes pressões de conduta para condutas de transmissão em diferentes locais geográficos, e as pressões têm de ser correspondentemente reduzidas em conformidade com os requisitos da conceção da rede numa série de passos, que dependem do tamanho e da natureza do utilizador final ou nó de subdistribuição no sistema. 0 processo de redução da pressão é normalmente conseguido através de um pequeno orifício ou válvula de 2 estrangulamento e resulta numa substancial redução da temperatura do gás. Naturalmente, a extensão da descida da temperatura é diretamente proporcional à extensão da redução da pressão que ocorre. A descida de temperatura causada por processos Joule-Thompson não é desejável e tem de ser evitada ou pelo menos limitada por uma série de razões. 0 arrefecimento excessivo pode causar tensões indesejáveis nas condutas e equipamento auxiliar; pode degradar certos revestimentos e materiais das condutas; também pode causar o congelamento da terra à volta da conduta com o risco associado de levantamento do solo devido ao gelo. Além disso, o próprio gás pode conter componentes condensáveis, cuja liquefação ou solidificação a temperaturas reduzidas pode colocar problemas à rede a jusante. 0 método mais direto para evitar esses problemas é aquecer a corrente de gás imediatamente antes de a sua pressão ser reduzida. A quantidade de calor fornecida é controlada, de modo a que a temperatura de gás pós-expansão se mantenha suficientemente elevada para contornar problemas de baixa temperatura sob a libertação de pressão.

Queimar uma parte do gás representa uma fonte lógica de calor disponível à estação de redução da pressão de gás natural. A não ser que haja outra fonte de calor fiável e ininterrupta disponível à estação de redução da pressão, usa-se normalmente uma base de caldeiras a gás de alta eficiência para providenciar o calor necessário. Esta medida é eficaz e geralmente direta de implementar, mas à custa de consumir alguma da energia que pode ser fornecida no gás. Foram feitas propostas para usar células de combustível ou unidades combinadas de calor e energia (CHP) 3 em vez de caldeiras para fornecer calor juntamente com energia, mas continua-se com a perda de energia em termos de consumo de gás. São descritos em baixo os métodos anteriores para reduzir ou eliminar o desperdício de energia no processo de redução da pressão em gás natural. A patente norte-americana n.° 4.677.827 descreve a adição de um inibidor à parte a montante de gás da redução da pressão. 0 objetivo do inibidor é evitar a condensação no gás arrefecido. Depois do inibidor ser adicionado, a redução da pressão pode ocorrer sem pré-aquecer.

Pode voltar a aquecer depois da redução da pressão, se estabelecer um contacto térmico com o ambiente, uma vez que o gás expandido tem geralmente uma temperatura abaixo do ambiente. Isto pode ser feito de várias maneiras. Por exemplo: providenciando uma refrigeração livre para uma carga disponível (desde que haja uma carga dessas); providenciando uma ligação de troca de calor direta ou indireta entre o gás e o ambiente ou suplementando uma troca de calor passiva com o calor fornecido por uma bomba de calor. Estes métodos permitem todo ou muito do reaquecimento que será fornecido pelo ambiente, com uma consequente poupança de calor produzido pela inflamação do gás.

As dificuldades desta abordagem incluem a necessidade de providenciar um consumível adicional, isto é, o inibidor, para cada lado e para medir a sua injeção na corrente do gás. Pode ainda ser necessário recuperar o inibidor antes do gás ser fornecido ao utilizador final. A recuperação do inibidor exige equipamento adicional e 4 contribui materialmente para a complexidade da estaçao e da sua operação.

Pozivil (Acta Montanistica Slovaca, Rocnik 9 (2004), cislo 3, 258-260) relata a transformação da energia cinética libertada no processo de expansão do gás em energia mecânica numa turbina de expansão e, na maior parte dos casos, subsequentemente em energia elétrica. Esta energia elétrica pode depois ser usada de várias maneiras: fornecida de volta à rede elétrica; usada para providenciar alguns ou todos os requisitos elétricos do local e possivelmente usada para fornecer energia a uma bomba de calor para fornecer calor ao gás expandido.

Existe uma série de questões a tratar ao considerar o uso de qualquer um destes métodos de produção de energia. Em primeiro lugar o facto de que a descida da temperatura do gás que acompanha uma expansão de produção de energia ser muito maior do que a que acompanha uma expansão de estrangulamento para a mesma pressão final. Se este arrefecimento tiver de ser anulado, queimando a parte a montante do gás do expansor, o processo de reaquecimento vai consumir mais energia do que a que pode ser produzida, mesmo pela unidade de expansor-gerador mais eficiente. Tem de haver também uma carga elétrica a tempo inteiro disponível à estação para utilizar a energia elétrica produzida. Em termos práticos, isto significa normalmente uma ligação de rede, através da qual a eletricidade é devolvida à rede. De qualquer modo, há uma perda líquida de energia útil, mesmo se a eletricidade produzida for completamente utilizada. A justificação pelas despesas desta disposição tem de ser procurada em fatores que não as poupanças de energia. 5

Uma variação desta abordagem é usar uma unidade CHP adicionalmente à unidade de expansor-gerador. 0 tamanho da CHP é determinado pela quantidade de reaquecimento exigido, de modo a que o rendimento térmico da CHP possa ser usado para anular o arrefecimento do gás induzido por expansão. A produção elétrica do expansor-gerador é adicionada à da unidade CHP, e ambas são fornecidas à rede. Ambas as produções elétricas resultam num retorno económico para o operador, mas a energia primária e as vantagens C02 da abordagem são menos diretas de estabelecer. A razão para utilizar a unidade CHP é principalmente a exploração do seu rendimento térmico, de modo a que esta parte da energia de combustão tenha de ser vista como sacrificial no esquema global. 0 papel da CHP pode ser substituído por uma célula de combustível, e a abordagem global seria a mesma.

Se pretender adicionar o calor pós-expansão, será necessário adicionar inibidores de condensação à corrente do gás. De facto, devido à enorme descida da temperatura pode ser necessário aumentar a dosagem de inibidor para continuar eficaz. Será também necessário avaliar as implicações para o equipamento de arrefecimento, no caso de descidas de temperatura até -80°C, que podem ocorrer mesmo numa fase de expansão simples. Este método é capaz de conseguir significantes poupanças de energia primária, mas a sua implementação apresenta, de forma mais extrema, todas as dificuldades acima apontadas relacionadas com o método de adição de inibidor. A patente norte-americana n.° 5.628.191 anuncia um sistema que compreende uma bomba de calor para aquecer a pré-expansão do gás. Utilizando a abordagem da bomba de calor de pré-expansão, deparamo-nos com o problema de 6 aquecer o gás até temperaturas entre 80 e 90°C a partir de uma temperatura de entrada normalmente entre 5 e 10°C, de modo a evitar os problemas de arrefecimento acima discutidos (supra). A obtenção das temperaturas finais muito elevadas é um desafio herculeano para qualquer bomba de calor convencional. Além disso, a necessidade de obter uma tal subida enorme de temperatura numa passagem simples terá um efeito muito deletério sobre a eficiência da bomba de calor. Se a eficiência da bomba de calor não conseguir atingir um nível de eficiência de limite mínimo, o processo pode ainda requerer um aquecimento suplementar (combustão). A publicação da aplicação da patente norte-americana n.° 2003/0172661 permite usar múltiplas fases de expansão de baixa razão para restringir as descidas de temperatura a uma faixa que a bomba de calor possa manusear. Este tipo de abordagem exige muitos mais custos de equipamento e complexidade, sem qualquer benefício adicional. Com as considerações acima referidas todas juntas é pouco provável que as bombas de calor convencionais tenham um papel preponderante nesta aplicação em particular.

Apesar do estado da técnica, seria desejável providenciar um sistema capaz de pré-aquecer suficientemente um fluido pressurizado, de modo a evitar os problemas associados ao arrefecimento aquando da despressurização do fluido. Seria conveniente o sistema ser energeticamente eficiente. Além disso, seria também conveniente o sistema ser capaz de produzir energia útil.

Sumário da Invenção 7 A presente invenção providencia um sistema para minimizar os efeitos do arrefecimento de expansão de qualquer fluido sujeito a despressurização num processo continuo ou quase contínuo. 0 sistema pode ser utilizado para recuperar a energia libertada pela expansão do fluido.

Mais especificamente, a presente invenção providencia um sistema utilizado para mitigar o arrefecimento de expansão em processos de despressurização de condutas de gás natural. Vantajosamente, o sistema pode providenciar a recuperação de energia durante o processo de arrefecimento de expansão do gás natural.

Num aspeto, a presente invenção providencia um sistema para despressurizar um fluido pressurizado numa conduta, que compreende: pelo menos um despressurizador para expandir o fluido pressurizado na conduta para uma pressão mais baixa; e uma bomba de calor transcrítica que circula num fluido supercritico (refrigerante), em que o fluido supercrítico é sujeito ao arrefecimento, de modo a libertar calor para transmitir para o fluido pressurizado na conduta antes de pelo menos uma expansão do referido fluido pressurizado.

Uma pessoa entendida na matéria aprecia que, aquando do arrefecimento do fluido refrigerante supercrítico, a temperatura e a pressão do fluido refrigerante podem cair abaixo da temperatura critica e da pressão crítica do fluido refrigerante. Por conseguinte, a bomba de calor transcrítica também pode ter um lado de pressão e temperatura baixas para a circulação de um fluido 8 refrigerante a uma temperatura e pressão abaixo da sua temperatura e pressão criticas. A bomba de calor transcritica também pode ter: um lado de temperatura e pressão altas para a circulação de um fluido refrigerante a uma temperatura e pressão acima da sua temperatura e pressão criticas; e um lado de temperatura e pressão baixas para a circulação de um fluido refrigerante a uma temperatura e pressão abaixo da sua temperatura e pressão criticas. A bomba de calor transcritica também pode ser entendida para compreender uma fase de rejeição de calor para transferir calor do fluido refrigerante a uma temperatura e pressão acima da sua temperatura e pressão criticas. 0 sistema da presente invenção pode ainda compreender pelo menos um permutador de calor para transmitir o calor ao fluido pressurizado na conduta. 0 calor libertado pelo fluido supercrítico sujeito ao arrefecimento pode ser transmitido diretamente ao fluido pressurizado na conduta antes de pelo menos uma expansão do referido fluido pressurizado. Por exemplo, um fluido refrigerante pode ser sujeito ao aquecimento e compressão na bomba de calor, de modo a tornar-se supercrítico, e pode ser diretamente conduzido para pelo menos um permutador de calor para aquecer o fluido pressurizado na conduta. 0 fluido supercrítico pode ser sujeito ao arrefecimento no 9 permutador de calor para aquecer o fluido pressurizado na conduta.

Reciprocamente, o calor libertado pelo fluido supercrítico sujeito ao arrefecimento pode ser transmitido indiretamente ao fluido pressurizado na conduta antes de pelo menos uma expansão do referido fluido pressurizado. Por exemplo, isto pode compreender um circuito secundário de transferência de calor, que está por sua vez ligado ao, pelo menos um, permutador de calor para aquecer o fluido pressurizado da conduta. 0 fluido supercrítico aquecido pode ser sujeito ao arrefecimento num permutador de calor, de modo a transmitir calor ao circuito secundário de transferência de calor, aquecendo assim um fluido (por exemplo água) no circuito secundário de transferência de calor. 0 fluido aquecido no circuito secundário de transferência de calor pode ser conduzido ao, pelo menos um, permutador de calor para aquecer o fluido pressurizado na conduta. 0 sistema da presente invenção pode proporcionar o aquecimento indireto do fluido pressurizado na conduta através do fluido supercrítico. Vantajosamente, a configuração para o aquecimento indireto do fluido pressurizado na conduta através do fluido supercrítico pode ser definida em pacotes de bombas de calor padrão. A instalação da bomba de calor transcrítico, que compreende os permutadores de calor relacionados, requer apenas conhecimentos comerciais de tubulação em vez de conhecimentos de refrigeração transcrítica. 0 sistema da presente invenção não exclui um passo de despressurização antes de aquecer o fluido pressurizado por um permutador de calor. Desde que a temperatura do gás que 10 entra seja suficientemente alta para permitir um pequeno grau de despressurização, e/ou a extensão da despressurização seja suficientemente pequena, deve deixar de haver os problemas associados ao arrefecimento, como a liquefação ou solidificação. O fluido supercritico aquecido pode ser sujeito ao arrefecimento no permutador de calor, de modo a aquecer o fluido pressurizado na conduta antes de expandir o referido fluido pressurizado.

Aqui, o termo "bomba de calor transcrítico" refere-se a uma bomba de calor, na qual um fluido refrigerante é sujeito a um ciclo transcrítico, isto é, o fluido refrigerante alterna entre os estados supercritico e subcrítico. No sistema da presente invenção, o fluido supercritico pode ser sujeito ao arrefecimento como parte de um ciclo transcrítico para libertar calor para o fluido pressurizado na conduta.

Convenientemente, o sistema da presente invenção opera sem exigir consumíveis extra, por exemplo inibidores de condensação, no local de redução da pressão. Isto elimina os custos extra associados à medição do inibidor na conduta do fluido pressurizado e recuperação do inibidor antes do fluido ser fornecido ao utilizador final. O sistema da presente invenção proporciona um aquecimento de elevada eficiência como consequência da capacidade de uma bomba de calor transcrítico para fornecer calor ao longo da rampa de temperatura continuamente a descer de um fluido supercritico de arrefecimento (oposto às características de fornecimento de calor quase isotérmico da condensação no ciclo normal inverso Rankine). 11

No sistema da presente invenção, o processo de rejeição de calor (no permutador de calor da bomba de calor transcritico) ocorre a uma pressão acima da pressão critica do fluido supercritico. Deste modo, permite que o fluido supercritico atinja temperaturas consideravelmente superiores. Além disso, o processo de rejeição de calor numa bomba de calor transcritico ocorre ao longo de uma larga faixa de temperatura em vez de numa única temperatura de condensação. Isto permite um aquecimento altamente eficiente de um fluido pressurizado numa conduta, de modo a que a temperatura do fluido pressurizado possa subir suficientemente para mitigar a descida de temperatura associada ao arrefecimento de expansão do fluido pressurizado. 0 sistema da presente invenção pode ser capaz de fornecer energia elétrica ao local (isto é, de volta ao sistema). A energia libertada no passo de expansão de fluido (despressurização) pode ser aproveitada. A energia aproveitada pode ser devolvida ao sistema da presente invenção como uma fonte de energia. Por exemplo, a bomba de calor transcritico do sistema da presente invenção pode ser energizada por uma gerador de energia. 0 gerador de energia pode ser acionado pela energia libertada no passo de expansão do fluido. A energia libertada pela despressurização do gás pode ser diretamente ligada a um compressor de bomba de calor transcritico. Esta disposição pode permitir reduções de custos, uma vez que elimina a necessidade de um gerador elétrico e equipamento relacionado.

Em alternativa, o sistema da presente invenção pode ser adaptado para fornecer energia externamente ao sistema, 12 por exemplo para fornecer energia elétrica a uma ligação de rede. 0 sistema da presente invenção pode ser adaptado para fornecer energia elétrica de volta ao sistema da presente invenção, para além de fornecer energia elétrica a uma ligação de rede. A bomba de calor transcrítico da presente invenção pode ser termicamente ligada a uma fonte de calor do ambiente (através de um permutador de calor). 0 calor do ambiente pode ser transferido para o fluido refrigerante diretamente ou indiretamente (idêntico ao anterior). 0 aquecimento direto através do ambiente pode compreender a transferência de calor direta entre o fluido refrigerante e o permutador de calor ligado à fonte de calor do ambiente. A união indireta ao ambiente pode ser conseguida através de um circuito secundário de transferência de calor, que pode ser ligado ao permutador de calor da fonte de calor do ambiente e que recebe calor do ambiente para, em contrapartida, aquecer o fluido refrigerante. A fonte de calor do ambiente pode ser selecionada a partir do grupo que compreende ar, terra, águas subterrâneas, águas superficiais ou combinações de ambos. Isto pode permitir a entrada de energia térmica de baixa temperatura pela bomba de calor. 0 ambiente pode fornecer calor ao fluido refrigerante quando está num estado subcritico. 0 permutador de calor em comunicação com o fluido pressurizado na conduta pode ser disposto numa disposição de contrafluxo para o fluido pressurizado numa conduta. Isto proporciona uma rejeição de calor mais eficiente. 0 refrigerante para o ciclo transcritico pode ser um fluido com uma temperatura critica suficientemente elevada 13 para permitir a evaporação, fervendo até 20-25°C, e suficientemente baixa de modo a que as temperaturas padrão da rejeição de calor de refrigeração de 40-80°C estejam acima da sua temperatura critica. 0 fluido deve ter um grande calor de vaporização. É conveniente misturar o fluido com óleo para providenciar uma lubrificação suficiente. Será do agrado das pessoas entendidas na matéria o facto de poder utilizar qualquer fluido. Por exemplo, o refrigerante transcritico pode ser selecionado a partir de C02, C2H6, N20, B2H6, C2H4. A presente invenção também adota combinações destes. 0 fluido sujeito ao arrefecimento transcritico pode ser C02. Vantajosamente, o C02 não é um fluido inflamável nem tóxico. Ainda mais vantajosamente, o C02 tem um Potencial de Depleção de Ozono (ODP) de zero e um Potencial de Aquecimento Global (GWP) de um, tornando-o uma das opções mais atrativas de fluido transcritico. 0 despressurizador do sistema da presente invenção pode compreender uma válvula de estrangulamento.

Convenientemente, o sistema da presente invenção é configurado para criar toda a energia necessária para aquecer o fluido pressurizada, sem queimar nenhum do referido fluido pressurizado no processo de aquecimento. Por exemplo, quando o fluido pressurizado é gás natural, sem queimar nenhum do gás natural. Este tipo de sistema seria eficientemente energético. 0 sistema pode ainda compreender um gerador de energia para converter a energia libertada pelo fluido de expansão em energia elétrica. Convenientemente, o fluido pressurizado na conduta é aquecido pelo permutador de calor antes de converter a energia libertada pelo fluido de 14 expansão em energia elétrica. Vantajosamente, ao aquecer o fluido pressurizado para uma temperatura suficientemente elevada, o sistema da presente invenção iria eliminar o consumo do fluido pressurizado, por exemplo queimando para anular um arrefecimento indesejado resultante da despressurização. A energia libertada pelo fluido de expansão pode ser transmitida para um gerador de energia. 0 gerador de energia pode compreender um componente mecânico acionado pelo fluido de expansão para criar energia. Por exemplo, o fluido pressurizado pode ser expandido através da turbina. Numa disposição desejável, a energia libertada pelo fluido pressurizado de expansão pode ser aproveitada por um turbo-expansor. Convenientemente, o fluido pressurizado na conduta é aquecido (num permutador de calor) antes de expandir o fluido pressurizado através do gerador de energia. 0 sistema da presente invenção, que compreende um gerador de energia que explora o processo de expansão do fluido, pode proporcionar uma produção de energia útil. 0 expansor produtor de energia (por exemplo, o turbo-expansor) pode produzir consideravelmente mais energia do que a exigida para fazer funcionar a bomba de calor transcritico. Por conseguinte, o sistema da presente invenção pode ser configurado para produzir um excedente de energia, um excedente de calor (para fornecer ao fluido pressurizado na conduta) ou uma combinação destes. A expansão do fluido pressurizado pode ser dividida entre um ou mais despressurizadores, por exemplo um turbo-expansor e uma ou mais válvulas de estrangulamento Joule-Thompson. As unidades de expansor-gerador são mais caras do 15 que as válvulas de estrangulamento Joule-Thomson e pode ser mais económico dividir a expansão entre uma unidade de expansor-gerador e uma série de válvulas de estrangulamento Joule-Thomson. 0 sistema da presente invenção pode providenciar vários despressurizadores numa disposição em série. Isto pode facilitar a expansão passo a passo do fluido pressurizado. Cada despressurizador pode expandir o fluido pressurizado através de um gerador de energia, de modo a criar energia a partir de cada expansão. Em alternativa, um dos vários despressurizadores pode expandir o fluido pressurizado através de um gerador de energia. Os restantes despressurizadores podem ser válvulas de estrangulamento. 0 sistema da presente invenção pode ainda compreender pelo menos um dos: pelo menos um despressurizador para expandir o fluido pressurizado antes do aquecimento do fluido pressurizado pelo permutador de calor; pelo menos um despressurizador para expandir o fluido pressurizado a seguir a uma expansão prévia do fluido pressurizado aquecido; e combinações destes.

Incorporar, no sistema da presente invenção, um despressurizador para expandir o fluido pressurizado antes do aquecimento do fluido pressurizado pelo permutador de calor, pode ser benéfico para o processo global. Um ligeiro pré-aquecimento do fluido pressurizado pode permitir uma temperatura mais baixa de entrada do gás para o permutador de calor na conduta de gás. Isto pode ter um efeito 16 positivo sobre o coeficiente do desempenho da bomba de calor e pode aumentar a eficiência da bomba de calor.

Uma pré-expansão do fluido pressurizado pode aumentar a descida da pressão total que pode ser conseguida numa única fase. Deste modo, isso pode aumentar a capacidade geral de redução da pressão do sistema da presente invenção para além do limite imposto pela razão máxima da pressão de entrada/saída do gerador expansor a atuar sozinho. Desde que a temperatura do gás que entra seja suficientemente alta para permitir um pequeno grau de despressurização, deve deixar de haver os problemas associados ao arrefecimento, como a liquefação ou solidificação.

Incorporar, no sistema da presente invenção, um despressurizador para expandir o fluido pressurizado a seguir a uma expansão prévia do fluido pressurizado aquecido mitiga a capacidade da bomba de calor produzir mais calor do que é exigido para anular o arrefecimento que resulta do passo de expansão de gás produtor de energia. Assim sendo, pode ser providenciado um arrefecimento adicional por mais despressurização. 0 sistema da presente invenção pode providenciar uma série de condutas de redução da pressão, opcionalmente dispostas paralelamente uma às outras. Cada conduta de redução da pressão pode compreender pelo menos um permutador de calor. Em alternativa, um permutador de calor pode aquecer o fluido pressurizado para a subsequente distribuição em cada conduta de redução da pressão. Cada conduta de redução da pressão pode compreender um despressurizador. Cada conduta de redução da pressão pode compreender pelo menos um despressurizador. 17

Cada conduta de redução da pressão pode compreender pelo menos um despressurizador configurado para expandir o fluido pressurizado através de um gerador de energia (expansor-gerador). Numa disposição conveniente, uma conduta de redução da pressão compreende um gerador de energia que pode fornecer a energia necessária para aquecer o fluido em cada uma das condutas de redução da pressão. Por exemplo, um único gerador de energia pode fornecer energia para dar potência a uma única bomba de calor ou a várias bombas de calor. Os permutadores de calor associados às bombas de calor podem ser dispostos na mesma conduta de redução da pressão ou em condutas de redução da pressão separadas. Em alternativa, um único gerador de energia pode fornecer energia para dar potência a uma única bomba de calor, cujo elemento de permutador de calor aquece o fluido pressurizado antes da distribuição do fluido pressurizado para cada conduta de redução da pressão.

Cada conduta de redução da pressão pode ser configurada para expandir o fluido pressurizado para uma pressão diferente. Isto pode ser particularmente vantajoso quando pretende que o fluido pressurizado, por exemplo o gás natural, seja distribuído para diferentes utilizadores finais através das diferentes condutas de redução da pressão. Adequadamente, o sistema da presente invenção pode providenciar 2 a 5 condutas de redução da pressão dispostas paralelamente uma às outras.

Note-se que o fluido pressurizado na conduta do sistema da presente invenção pode ser gasoso. 0 fluido pressurizado pode ser gás natural.

Noutro aspeto, a presente invenção proporciona a utilização de um fluido supercrítico numa bomba de calor 18 para a transmissão de calor para o fluido pressurizado numa conduta antes da despressurização do fluido pressurizado. 0 fluido supercritico pode ser sujeito ao arrefecimento numa fase de rejeição de calor num permutador de calor. 0 fluido supercritico pode ser sujeito ao arrefecimento como parte de um ciclo transcritico para libertar calor para o fluido pressurizado na conduta. 0 calor fornecido pelo arrefecimento do fluido supercritico pode ser transmitido para o fluido pressurizado na conduta, direta ou indiretamente. 0 aquecimento direto pode compreender a transferência direta de calor entre o fluido supercritico e o fluido pressurizado na conduta. A transferência de calor indireta pode ser conseguida através de um circuito secundário de transferência de calor que compreende um fluido (por exemplo água), que está ligado a um permutador de calor para aquecer o fluido pressurizado na conduta e que é aquecido pelo fluido supercritico sujeito ao arrefecimento para, em contrapartida, aquecer o fluido pressurizado na conduta. 0 fluido pressurizado na conduta pode ser gás natural.

Noutro aspeto, a presente invenção providencia um método para aquecer um fluido pressurizado numa conduta, que compreende: providenciar uma bomba de calor transcritico, e arrefecer um fluido supercritico para libertar calor para transmitir para o fluido pressurizado na conduta. 0 fluido supercritico pode ser sujeito ao arrefecimento como parte de um ciclo transcritico para libertar calor para o fluido pressurizado na conduta. 0 19 calor fornecido pelo arrefecimento do fluido supercritico pode ser transmitido para o fluido pressurizado na conduta, direta ou indiretamente. A transferência de calor direta pode compreender a transmissão direta do calor a partir do fluido supercritico sujeito ao arrefecimento e um permutador de calor em comunicação com o fluido pressurizado na conduta. Uma bomba de calor transcritico pode conduzir diretamente o fluido supercritico aquecido para o permutador de calor. A transferência de calor indireta pode ser conseguida através de um circuito secundário de transferência de calor que compreende um fluido (por exemplo água), que está ligado a um permutador de calor para aquecer o fluido pressurizado na conduta e que é aquecido pelo fluido supercritico sujeito ao arrefecimento transcritico para, em contrapartida, aquecer o fluido pressurizado na conduta. 0 fluido pressurizado na conduta pode ser gás natural. A natureza clara do sistema da presente invenção significa que a sua operação devia exigir pouca ou nenhuma mudança das disposições existentes para assistência e manutenção. A esperada longa vida útil e os mínimos requisitos em termos de assistência/ajuste do sistema conferem-lhe excelentes perspetivas da relação custo/produtividade.

Quando apropriado, aprecia-se a combinação de todas as características opcionais e/ou adicionais de uma versão da invenção com as características opcionais e/ou adicionais de outra ou outras versões da invenção.

Breve Descrição dos Desenhos 20 São descritas características adicionais e vantajosas da presente invenção, que serão mais evidentes com a descrição detalhada da invenção e com os desenhos, em que: a Figura 1 ilustra um sistema de acordo com a presente invenção, que compreende um gerador de energia; a Figura 2 ilustra um sistema de acordo com a presente invenção, que compreende uma válvula de estrangulamento para despressurizar um fluido pressurizado antes do aquecimento; a Figura 3 ilustra um sistema de acordo com a presente invenção, em que o fluido pressurizado é sujeito a outra expansão a seguir a uma primeira expansão de produção de energia; a Figura 4 ilustra um sistema de acordo com a presente invenção, em que o fluido pressurizado é sujeito à despressurização em vários locais; a Figura 5 ilustra um sistema de acordo com a presente invenção com duas condutas de redução da pressão paralelas; a Figura 6 ilustra um sistema de acordo com a presente invenção com uma união mecânica diretamente ligada à bomba de calor transcritico; e a Figura 7 ilustra um sistema de acordo com a presente invenção, que compreende circuitos de calor secundário.

Descrição Detalhada da Invenção

Fica claro às pessoas com conhecimentos gerais na matéria que os exemplos apresentados aqui em baixo representam apenas exemplos generalizados, e que são possíveis, e adotadas pela presente invenção, outras disposições e métodos capazes de reproduzir a invenção. 21 0 sistema da presente invenção fornece um aparelho de conversão de energia de expansão de fluido (normalmente uma turbina de expansão de fluxo para dentro radial ligado a um gerador elétrico) e uma bomba de calor transcritico de fonte do ambiente. 0 calor do ambiente pode ser originado a partir de pelo menos uma fonte de água, ar ou terra. A configuração dos componentes para a redução da pressão numa montagem de conduta de gás natural de alta pressão é apresentada na Figura 1. 0 gás de alta pressão que entra no tubo 101 passa por um permutador de calor 102, onde é aquecido preferencialmente numa disposição de contrafluxo, através do fluido refrigerante sujeito ao arrefecimento transcritico. A temperatura do gás que emerge do permutador de calor através da secção do tubo 103 é mantida a um nível suficientemente alto para evitar qualquer problema de temperatura baixa depois do passo de expansão. 0 gás prossegue para entrar no aparelho de expansão do gás produtor de energia 104, preferencialmente uma turbina de expansão de fluxo de entrada radial de elevada eficiência, na qual a temperatura do gás desce de volta para um nível próximo ao do gás de alta pressão que entra. A pressão do gás que sai na secção do tubo 105 é inferior à do gás que entra 101 devido à razão de redução da pressão concebida para a estação em particular. 0 gás passa depois para outros passos de processamento (que podem compreender um ou mais passos de expansão) ou para o sistema de distribuição, para distribuir para um utilizador final. A energia de expansão do gás produzida no expansor 104 é transmitida, a partir do expansor 104, por uma união 22 mecânica 106 para um gerador 107 onde é transformada em eletricidade.

Toda ou parte da eletricidade produzida é usada para energizar uma unidade da bomba de calor transcritico 108. O gerador de energia 107 pode ser diretamente ligado (não ilustrado) à bomba de calor 108. A presente apresentação incorpora uma bomba de calor transcritico 108, de modo a superar vários dificuldades que tornam a maior parte das bombas de calor ineficazes ou incapazes de satisfazer os requisitos de temperatura da aplicação. No ciclo transcritico, o processo de rejeição de calor ocorre a uma pressão acima da pressão critica do refrigerante, permitindo assim que atinja temperaturas consideravelmente mais altas. Além disso, o processo de rejeição de calor numa bomba de calor transcritico ocorre ao longo de uma larga faixa de temperatura em vez de numa única temperatura de condensação, tornando-o particularmente adequado à aplicação atual. 0 coeficiente de desempenho (COP) do processo transcritico é determinado pela temperatura média de libertação de calor. Isto, combinado com a longa rampa de temperatura continuamente a descer de um fluido supercritico de arrefecimento, permite que a bomba de calor transcritico obtenha valores COP muito favoráveis, enquanto proporciona as exigidas temperaturas altas do gás final. A bomba de calor 108, cujo componente de rejeição de calor é o permutador de calor 102 acima descrito, também compreende um compressor, um evaporador, um permutador de calor interno e outros componentes exigidos para a operação do ciclo da bomba de calor transcritico. O compressor, permutadores de calor, aparelhos de controlo do fluxo e 23 componentes do circuito refrigerante interno podem ser de qualquer tipo usado na indústria de refrigeração/bomba de calor para os sistemas transcriticos. 0 fluido refrigerante de alta pressão é guiado para o permutador de calor 102 a partir da bomba de calor 108 através do tubo de fornecimento de refrigerante aquecido 109. O refrigerante de alta pressão arrefecido é devolvido à bomba de calor 108 a partir do permutador de calor de alta temperatura 102 através do tubo 110. Opcionalmente, o circuito de fornecimento de calor, que compreende o permutador de calor 102 e os tubos 109 e 110, pode circular água ou outro liquido adequado em vez do próprio refrigerante. O evaporador da bomba de calor 108 é termicamente ligado ao ambiente local. Pode ser ligado à fonte de ar, terra, águas subterrâneas ou de superfície, uma corrente de calor perdido ou qualquer combinação destes elementos. O circuito de permuta de calor de união ao ambiente 111 pode ser direto (por exemplo, fazendo circular o refrigerante do sistema através do circuito de recolha de calor) ou indireto (por exemplo, usando um líquido protegido contra o congelamento para recolher calor do ambiente). O permutador de calor de união ao ambiente 112 pode assumir várias formas, dependendo do tipo específico de permuta de calor que melhor se adequa a cada local. A energia para operar o equipamento do sistema, como o compressor e outros periféricos elétricos na bomba de calor, é fornecida pelo gerador 107 (que, por sua vez, está ligado à unidade de expansor 104) . A energia térmica é obtida a partir do ambiente e transformada em temperatura por uma bomba de calor transcrítico para fornecer calor ao gás que entra antes da sua expansão. A bomba de calor está (incluindo a sua fonte de energia ambiente) dimensionada para fornecer o necessário aquecimento de gás e não necessariamente para explorar completamente a energia de expansão de gás disponível. A quantidade de calor que tem de ser fornecida para a corrente de gás pelo permutador de calor 102 para anular o arrefecimento de expansão, será substancialmente maior do que a quantidade de energia elétrica produzida pelo gerador 107. A eficiência do expansor 104, o gerador 107 e os aparelhos eletrónicos de conversão de energia limitam a energia que pode ser fornecida à bomba de calor a partir da recuperação de energia de expansão de gás. Mesmo com equipamento contemporâneo bem ajustado, é improvável que a energia recuperada como eletricidade exceda 75-80% da energia de expansão de gás disponível.

De modo invariável, as perdas de energia acima referidas não são recuperáveis como calor útil para a tarefa de aquecimento de gás. Consequentemente, estas perdas de energia têm de ser fornecidas a partir do rendimento térmico da bomba de calor. Para além de compensar estas perdas, é necessário fornecer calor para anular o arrefecimento Joule-Thomson, que ocorre mesmo na ausência de qualquer recuperação de energia de gás. O desempenho da bomba de calor tem, pois, de exceder um COP de aquecimento mínimo de aproximadamente 2, de modo a providenciar uma recuperação total da temperatura do gás de alta temperatura que entra sem consumir nenhum gás (ou outro combustível adquirido). A bomba de calor transcrítico é a única capaz de satisfazer este requisito de desempenho, enquanto fornece as altas temperaturas e a elevada subida de temperatura necessária para pré-aquecer. 25

Na Figura 2 o sistema inclui um passo de expansão de gás opcional, usando uma válvula de estrangulamento 213 localizada a montante do permutador de calor 102 e do expansor principal 104. Desde que a temperatura do gás que entra seja suficientemente alta para permitir um pequeno grau de despressurização, deve deixar de haver os problemas associados ao arrefecimento, como a liquefação ou solidificação. Uma união mecânica 106 liga o expansor 104 a um gerador de energia 107. A energia produzida pelo gerador 107 pode ser utilizada para energizar a bomba de calor transcritico 108. A bomba de calor transcritico 108 está termicamente unida ao ambiente através do circuito 111 e do permutador de calor 112. As secções do tubo 109 e 110 ligam o permutador de calor 102 à bomba de calor transcritico 108. A pressão do gás que sai na secção do tubo 105 é inferior à do gás que entra 101. O gás passa depois para outros passos de processamento (que podem compreender um ou mais passos de expansão) ou para o sistema de distribuição, para distribuir para um utilizador final. A provisão de um passo de expansão de gás adicional, através de uma válvula de estrangulamento 213, a montante do permutador de calor 102 pode ser benéfica ao processo global, de duas formas diferentes. Em primeiro lugar, um ligeiro pré-aquecimento do gás permite uma temperatura mais baixa de entrada de gás para o permutador de calor na conduta de gás 101. Isto tem um efeito positivo sobre o coeficiente do desempenho da bomba de calor e aumenta a eficiência da bomba de calor. Em segundo lugar, uma pré-expansão do gás aumenta a queda da pressão total que pode ser obtida numa fase única, aumentando assim a capacidade global de redução da pressão do agregado para além do 26 limite imposto pela razão máxima da pressão de entrada/saida do expansor a atuar sozinho. A Figura 3 ilustra uma variação em que existe um passo de redução da pressão, através da válvula de estrangulamento 314, a jusante do processo de expansão de produção de energia. Uma união mecânica 106 liga o expansor 104 a um gerador de energia 107. A energia produzida pelo gerador 107 pode ser utilizada para energizar a bomba de calor transcritico 108. A bomba de calor transcritico 108 está termicamente unida ao ambiente através do circuito 111 e do permutador de calor 112. As secções do tubo 109 e 110 ligam o permutador de calor 102 à bomba de calor transcritico 108. A pressão do gás que sai na secção do tubo 105 é inferior à do gás que entra 101. A variação ilustrada na Figura 3 mitiga a capacidade da bomba de calor transcritico 108 para produzir mais calor do que o exigido, para anular o arrefecimento que resulta do passo de expansão do gás de produção de energia através do expansor 104. O passo de redução da pressão a jusante é alcançado pelo uso de equipamento de estrangulamento convencional 314 e é acompanhado pelo arrefecimento Joule-Thomson. A dimensão do segundo passo de redução da pressão, cujo arrefecimento associado pode ser anulado pelo calor excessivo fornecido pela bomba de calor, será limitada pela eficiência da bomba de calor conseguida em cada local individual. 0 gás pode depois passar para outros passos de processamento (que podem compreender um ou mais passos de expansão) ou para o sistema de distribuição, para distribuir para um utilizador final.

Em circunstâncias favoráveis, a segunda razão de redução da pressão, através da válvula de estrangulamento 27 314, pode ser tão grande como a primeira razão de redução da pressão (recuperadora de energia). Isto pode proporcionar uma redução de pressão de duas fases, na qual todo o requisito de reaquecimento pode ser fornecido por uma única montagem da bomba de calor expansor-gerador. A Figura 4 disponibiliza um sistema com passos de expansão de estrangulamento que inclui tanto a montante, através de uma válvula de estrangulamento 413, como a jusante, através de uma válvula de estrangulamento 414, do expansor produtor de energia 104. Uma união mecânica 106 liga o expansor 104 a um gerador de energia 107. A energia produzida pelo gerador 107 pode ser utilizada para energizar a bomba de calor transcritico 108. A bomba de calor transcritico 108 está termicamente unida ao ambiente através do circuito 111 e do permutador de calor 112. As secções do tubo 109 e 110 ligam o permutador de calor 102 à bomba de calor transcritico 108. A pressão do gás que sai na secção do tubo 105 é inferior à do gás que entra 101. 0 gás passa depois para outros passos de processamento (que podem compreender um ou mais passos de expansão) ou para o sistema de distribuição, para distribuir para um utilizador final.

Esta disposição apresentada na Figura 4 permite que o sistema seja otimizado para a máxima COP da bomba de calor, enquanto produz uma maior redução da pressão do que pode ser conseguida numa única fase produtora de energia.

Na Figura 5 existem duas condutas de redução da pressão 515 e 516 paralelas. Cada conduta de redução da pressão 515 e 516 possui um permutador de calor 517 e 518. O fluido supercritico aquecido é conduzido para os permutadores de calor 517 e 518 nas secções do tubo 109 e 28 109a através da bomba de calor transcrítico 108. O fluido arrefecido regressa à bomba em tubos 110 e 110a. A bomba de calor transcrítico 108 está termicamente unida ao ambiente através do circuito 111 e do permutador de calor 112. Note-se que o sistema pode compreender várias condutas de redução da pressão paralelas. Cada conduta de redução da pressão pode compreender um expansor produtor de energia. Cada conduta de redução da pressão pode compreender uma válvula de estrangulamento. Cada uma das várias condutas de redução da pressão pode compreender um expansor produtor de energia ou uma válvula de estrangulamento (dependendo das necessidades do sistema). A conduta de redução da pressão 516 compreende um expansor produtor de energia 104, e a energia libertada é aproveitada por uma união mecânica 106 para um gerador de energia 107. A pressão do gás que sai no tubo 521 é inferior à do gás no tubo 516. O gás passa depois para outros passos de processamento (que podem compreender um ou mais passos de expansão) ou para o sistema de distribuição, para distribuir para um utilizador final. A conduta de redução da pressão 515 compreende uma válvula de estrangulamento 519. A energia libertada durante a despressurização não é aproveitada por um gerador de energia. A pressão do gás que sai na secção do tubo 520 é inferior à do gás no tubo 515. 0 gás passa depois para outros passos de processamento (que podem compreender um ou mais passos de expansão) ou para o sistema de distribuição, para distribuir para um utilizador final. A energia requerida para aquecer o gás nas condutas de redução da pressão 515 e 516 pode ser providenciada pela bomba de 29 calor transcritico 108, que por sua vez pode ser energizada pelo expansor produtor de energia 104.

Cada conduta de redução da pressão 515 e 516 pode ser configurada para expandir o gás pressurizado para uma pressão diferente. Isto pode ser particularmente vantajoso quando pretende que o gás natural seja distribuído para diferentes redes ou utilizadores finais, através das diferentes condutas de redução da pressão 515 e 516.

Em cada uma das Figuras 1 a 5 acima discutidas, pode notar-se que a energia elétrica excessiva relativamente à que é exigida para operar a bomba de calor transcritico 108 pode ser fornecida pelo gerador 107. Nestas circunstâncias, o requisito primário é que a unidade de expansor 104-gerador 107 seja selecionada para usar totalmente a energia de expansão recuperável, enquanto a bomba de calor 108 é concebida para não fornecer mais do que o reaquecimento minimo necessário e para usar o mínimo de entrada no processo. Desde que haja uma carga útil (por exemplo, uma ligação de rede, iluminação, controlos, instrumentação e equipamento de comunicação, bancos de bateria, bombas e outros periféricos à assistência técnica local), que pode sempre aceitar a energia elétrica produzida, esta opção oferece um recurso para recuperar a quantidade máxima de energia disponível no processo de redução da pressão. Para implementar esta opção basta a presença de apenas uma ou mais saídas adicionais do gerador. Por exemplo, pode proporcionar-se uma ou mais ligações extra aos terminais elétricos do gerador e uma capacidade dentro do controlador do sistema para gerir o fornecimento de energia elétrica a partir do gerador. 30

Na Figura 6 a energia mecânica produzida pela despressurização do gás é unida diretamente a um compressor 622. O compressor 622 está ligado à bomba de calor transcritico 108 através do circuito 623. Uma união mecânica 106 ligada ao expansor 104 dá potência ao compressor 622. A bomba de calor transcritico 108 está termicamente unida ao ambiente através do circuito 111 e do permutador de calor 112. Os tubos 109 e 110 ligam o permutador de calor 102 à bomba de calor transcritico 108. A pressão do gás que sai no tubo 105 é inferior à do gás que entra 101. 0 gás passa depois para outros passos de processamento (que podem compreender um ou mais passos de expansão) ou para o sistema de distribuição, para distribuir para um utilizador final. A configuração ilustrada na Figura 6 que compreende um compressor 622 diretamente ligado ao expansor 104 (via união mecânica 106) exclui a produção de eletricidade excedente, mas alcança uma maior eficiência energética e elimina a necessidade de um gerador elétrico, um pacote de conversão de energia e um controlador do compressor elétrico. Esta disposição permite reduções nos custos e é mais adequada para fechar sistemas unidos que podem ser prefabricados, particularmente para aplicações mais pequenas, em que é pouco provável que a produção e exportação de eletricidade excedente seja economicamente viável.

Na Figura 7 o calor produzido pelo fluido supercrítico de arrefecimento é transferido para o fluido pressurizado na conduta 101, através de um circuito secundário de fluido de permuta de calor 701 em comunicação com o permutador de calor 102. O circuito secundário do fluido de permuta de 31 calor 701 é energizado por uma bomba 702, separando o circuito secundário do fluido de permuta de calor 701 da bomba de calor transcritico 108. A transferência de calor entre o fluido supercritico aquecido e o circuito secundário do fluido de permuta de calor 701 ocorre no permutador de calor 703. Normalmente, o fluido de permuta de calor secundário no circuito 701 é água. A água pode conter uma pequena fração de anticongelante adicionado para proteger o sistema no caso de uma paragem.

Outro circuito secundário de permuta de calor 706 é providenciado na Figura 7. O circuito 706 funciona entre o permutador de calor 704 e o permutador de calor da fonte do ambiente 112. O circuito secundário do fluido de permuta de calor 706 é energizado por uma bomba 705, separando o circuito secundário do fluido de permuta de calor 706 da bomba de calor transcritico 108. O calor do ambiente é transferido para o circuito secundário de permuta de calor 706 no permutador de calor do ambiente 112. 0 calor é, a seguir, transferido para o fluido refrigerante arrefecido no permutador de calor 704. 0 fluido utilizado no circuito secundário de permuta de calor 706 requer uma proteção substancial contra o congelamento, uma vez que pode operar perto ou abaixo de zero graus Celsius.

Uma união mecânica 106 liga o expansor 104 a um gerador de energia 107. A energia produzida pelo gerador 107 pode ser utilizada para energizar a bomba de calor transcritico 108 e/ou as bombas 702 e 705. A pressão do gás que sai na secção do tubo 105 é inferior à do gás que entra 101.

Vantajosamente, a configuração ilustrada na Figura 7 pode ser concebida em pacotes idênticos aos usados com 32 existentes bombas de calor não transcrítico. A instalação da bomba de calor transcrítico 108 empacotada juntamente com permutadores de calor relacionados 703 e 704, requer apenas conhecimentos comerciais de tubulação em vez de conhecimentos de refrigeração transcrítica.

Note-se que cada uma das versões apresentadas nas Figuras acima (supra) pode ser utilizada uma ou mais vezes, por exemplo dois ou mais sistemas em série ou redes em série/paralelo para obter o aquecimento de gás às tarefas de produção de energia necessárias em cada local.

As palavras "compreende/compreendendo" e as palavras "com/incluindo", quando usadas aqui com referência à presente invenção, são usadas para especificar a presença das características anunciadas, números inteiros, passos ou componentes, mas não excluem a presença ou adição de uma ou mais características, números inteiros, passos, componentes ou grupos desses.

Note-se que certas características da invenção, que são, para clarificar, descritas no contexto de versões separadas, também podem ser providenciadas em combinação com uma única versão. Ao contrário, várias características da invenção que são, para maior brevidade, descritas no contexto de uma única versão, também podem ser providenciadas separadamente ou em qualquer sub-combinação adequada. 33

REFERENCIAS CITADAS NA DESCRIÇÃO

Esta lista de referências citadas pelo requerente é apenas para a conveniência do leitor. A mesma não faz parte do documento de Patente Europeia. Embora muito cuidado tenha sido tomado na compilação das referências, erros e omissões não podem ser excluídos e o EPO nega qualquer responsabilidade neste sentido.

Documentos de Patente citados na descrição

• US 4677827 A [0008] · US 20030172661 A

[0016] • US 5628191 A [0015]

Documentos de Patente citados na descrição • Pozivil. Acta Montanistica Slovaca, 2004, vol. 3, 258-260 [0011]

Literatura não relacionada com patentes, citada na descrição • Pozivil. Acta Montanistica Slovaca, 2004, vol. 3,258-260 [0011]

Claims (15)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Um sistema para despressurizar um fluido pressurizado numa conduta (101), que compreende: pelo menos um despressurizador (104) para expandir o fluido pressurizado na conduta (101) para uma pressão mais baixa; caracterizado por uma bomba de calor transcritico (108) para circular um fluido supercritico, em que o fluido supercritico é sujeito ao arrefecimento, de modo a libertar calor para transmitir para o fluido pressurizado na conduta (101) antes de pelo menos uma expansão do referido fluido pressurizado.

2. Um sistema de acordo com a Reivindicação 1, que compreende pelo menos um permutador de calor (102) para transmitir calor ao fluido pressurizado na conduta.

3. Um sistema de acordo com a Reivindicação 1 ou 2, em que pelo menos um circuito secundário de transferência de calor (701) transmite calor do fluido supercritico sujeito a arrefecimento para o fluido pressurizado na conduta.

4. Um sistema de acordo com qualquer Reivindicação anterior que compreende ainda um gerador de energia (107) para converter a energia libertada pelo fluido de expansão em energia elétrica. 2

5. Um sistema de acordo com a Reivindicação 4, em que a bomba de calor transcritico é alimentada pelo gerador de energia.

6. Um sistema de acordo com qualquer uma das Reivindicações anteriores, em que a bomba de calor transcritico é termicamente unida a uma fonte de calor do ambiente.

7. Um sistema de acordo com as Reivindicações 2 a 6, em que o permutador de calor (102) é disposto numa disposição de contrafluxo para o fluido pressurizado na conduta.

8. Um sistema de acordo com qualquer uma das Reivindicações anteriores, em que o fluido supercrítico sujeito a arrefecimento é selecionado a partir de CO2, C2H6, N2O, B2H6, C2H4 e combinações destes.

9. Um sistema de acordo com as Reivindicações 4 a 8, em que a energia libertada pelo gás de expansão é transmitida através de um dispositivo mecânico de engate ao gerador.

10. Um sistema de acordo com qualquer uma das Reivindicações anteriores, que compreende ainda pelo menos um dos: pelo menos um despressurizador (213) para expandir o fluido pressurizado antes do aquecimento do fluido pressurizado pelo permutador de calor; 3 pelo menos um despressurizador (314) para expandir o fluido pressurizado a seguir a uma expansão prévia do fluido pressurizado aquecido; e combinações destes.

11. Um sistema de acordo com qualquer uma das Reivindicações anteriores, em que o fluido pressurizado na conduta é gás natural.

12. Utilização de um fluido supercrítico numa bomba de calor (108) para a transmissão de calor para um fluido pressurizado numa conduta (101) antes da despressurização do fluido pressurizado.

13. Um método para aquecer um fluido pressurizado numa conduta (101) caracterizado pelo facto de compreender os passos de: providenciar uma bomba de calor transcrítico (108) e arrefecer um fluido supercrítico para libertar calor para transmitir para o fluido pressurizado na conduta.

14. Um método de acordo com a Reivindicação 13, que compreende ainda providenciar pelo menos um circuito secundário de transferência de calor (701) para transmitir calor do fluido supercrítico sujeito a arrefecimento para o fluido pressurizado na conduta.

15. Um método de acordo com qualquer uma das Reivindicações 13 ou 14, em que o fluido pressurizado na conduta é gás natural.