WO2019025657A1 - Sistema local de producción y gestión energética y procedimiento para funcionamiento de dicho sistema - Google Patents

Sistema local de producción y gestión energética y procedimiento para funcionamiento de dicho sistema Download PDF

Info

Publication number
WO2019025657A1
WO2019025657A1 PCT/ES2018/070540 ES2018070540W WO2019025657A1 WO 2019025657 A1 WO2019025657 A1 WO 2019025657A1 ES 2018070540 W ES2018070540 W ES 2018070540W WO 2019025657 A1 WO2019025657 A1 WO 2019025657A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
local
heat
air conditioning
cold
demand
Prior art date
Application number
PCT/ES2018/070540
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Juan José ORTEGA AMORIN
Original Assignee
Ortega Amorin Juan Jose
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ortega Amorin Juan Jose filed Critical Ortega Amorin Juan Jose
Priority to EP18842331.3A priority Critical patent/EP3663652A4/en
Publication of WO2019025657A1 publication Critical patent/WO2019025657A1/es

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/30—Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • F24F11/46—Improving electric energy efficiency or saving
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D15/00—Other domestic- or space-heating systems
    • F24D15/04—Other domestic- or space-heating systems using heat pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D11/00—Central heating systems using heat accumulated in storage masses
    • F24D11/02—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps
    • F24D11/0214—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps water heating system
    • F24D11/0235—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps water heating system with recuperation of waste energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D12/00—Other central heating systems
    • F24D12/02—Other central heating systems having more than one heat source
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/02—Photovoltaic energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/12—Heat pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/16—Waste heat
    • F24D2200/26—Internal combustion engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2220/00—Components of central heating installations excluding heat sources
    • F24D2220/08—Storage tanks
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/52—Heat recovery pumps, i.e. heat pump based systems or units able to transfer the thermal energy from one area of the premises or part of the facilities to a different one, improving the overall efficiency
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]

Definitions

  • the present invention relates to a local energy production and management system, and to a method for operating said system. It fits into the technical sector of energy management.
  • the energy consumption of local type understood as the local one corresponding to an individual consumer or a limited group of consumers or hotels, non-industrial consumers in general, corresponds mainly to the power supply of electric energy receivers, and for air conditioning (cold and heat). ) and sanitary hot water generation.
  • the supply of energy comes mainly from the electricity network, or from fuels, although the use of certain renewable energies, such as photovoltaics, has been increasingly implemented.
  • Certain local consumers are increasingly implementing other types of supplies, mainly photovoltaic energy generators or cogeneration, where a generator is moved by a thermal engine fueled, recovering heat of combustion for heating or cooling (by absorption).
  • a generator is moved by a thermal engine fueled, recovering heat of combustion for heating or cooling (by absorption).
  • the local production and energy management system of the invention is of the type that is applied to a local consumer, understanding as such a single consumer or limited group of consumers, consumer or hotel communities, non-industrial, electricity, cold and heat whose annual demand has a relation between electricity and heat of approximately 1 to 2 or more.
  • the system comprises:
  • a generator set gas, diesel, gasoline or any fuel
  • a local distribution network for supply to local electrical loads belonging to the premises of the consumer or consumer community, which it has already been defined that they would be a single consumer or limited group of consumers or hotels, not industrial,
  • thermoelectric generator set coupled to the generator set, and connected to a local air conditioning circuit for heat recovery recovered for the purpose of air conditioning the premises and feeding other thermal receivers associated with said premises
  • an electric heat pump powered by the generator set, to generate cold or additional heat from the electricity generated by the generator set, and connected to the local air conditioning circuit for supply of heat or cold for air conditioning purposes.
  • the proposed in the invention is a combustion electric generator (gas, diesel, etc) with electric heat pump to generate cold and heat and to supply electricity, cold, heat and ACS, and a photovoltaic generator to take advantage of solar energy, together with a control unit to manage both the thermal and electrical loads of the whole, making the most of renewable energies.
  • Figure 1 Shows a concept diagram of the system of the invention. PREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION
  • the local production and energy management system (1) of the invention is of the type that is applied to a consumer or limited group of consumers or hotels, not industrial, and in accordance with the invention comprises:
  • At least one generator set (2) for power supply connected to a local distribution network (3) of electric power for supply to local electrical loads (14) (power sockets, lighting, etc.) belonging to the premises (15) of the consumer or consumer community,
  • a heat recuperator (4) coupled to the generator set (2), and connected to a local air conditioning circuit (5) for heat recovery recovered for the purpose of air conditioning the premises (15) and feeding other associated thermal receivers to said premises (15), -at least, one electric heat pump (6) powered by the generator set (2), to generate cold or additional heat from the electricity generated by the generator set (2), and it is connected to the local air conditioning circuit (5) for the supply of heat or cold for heating and air conditioning purposes of the other thermal receivers,
  • control unit (8) associated with sensors (9) of electrical load and temperature and connection elements (100) to manage the operation of the generator set (2), heat pump (6) and power from the photovoltaic generator ( 7) depending on the simultaneous requirements of the local electrical loads (14) connected to the local distribution network (3) of electrical energy and the air conditioning of the premises (15) and the needs of the thermal receivers connected to the circuit of local air conditioning (5).
  • Said control unit (8) is associated to said elements through a control bus (80).
  • the heat pump (6) is very preferably associated with a first storage tank (61) of heated water and a second storage tank (62) of chilled water to accumulate cold and heat generated in hours of high solar production for Take advantage of such cold or heat accumulated depending on the demand.
  • Said accumulator tanks (61, 62) are connected to the local air conditioning circuit (5) for distribution of said cold or heat through the premises (15).
  • the invention has provided that additionally the system (1) may comprise a heat absorption cooler (18) from the heat recovery (4), for cold production by absorption, and that is connected to the local air conditioning circuit (5) for cold supply for air conditioning purposes, being able to carry out a first cooling before starting the heat pump (6).
  • the local air conditioning circuit (5) comprises a hot water air conditioning circuit (51) and a cold water air conditioning circuit (52) to feed thermal receivers constituted by exchangers (19) (fan-coils, radiators, etc.). ) that will heat or cool the premises (15).
  • the local electrical loads can optionally comprise at least one sanitary hot water heater with joule effect, not shown, in order to obtain hot water from the system.
  • one or more heat exchange heaters (20) (provided with water / water exchanger inside) can be used to obtain sanitary hot water or to heat water for a floor installation or radiant ceiling, causing less loss by transport in the circulation of hot water.
  • the photovoltaic generator (7) will normally comprise photovoltaic plates (10), electric energy accumulators (11), and an inverter / charger (12) (for charging the accumulators (11) with the generating set ( 2) and to avoid starting it at night) and to connect to the local distribution network (3) of electric power, since it will normally work in alternating current. It is preferred that the heat pump (6) has a COP 3 or higher index to maximize the advantages of the system.
  • the procedure for operating the system (1) comprises the following steps implemented in a control unit (8): -monitoring continuously the local electrical energy demands of local electrical loads (14) (power plugs, lighting, joule effect water heater, etc.) connected to a local distribution network (3) of electric power and energy thermal for air conditioning of some premises (15), or rooms belonging to local users (homes, hotels, shops, etc) etc, through a local air conditioning circuit (5) or for supply to thermal receivers associated with said premises (15), by means of sensors (9) connected to said control unit (8),
  • the procedure may comprise an additional sub-step, prior to feeding the heat pump (6), feeding a cooler through absorption of heat (18), adiabatic etc connected to the local air conditioning circuit (5) from the heat recovery (4), feeding the heat pump (6) sufficiently to generate the cold not covered by the absorption cooler of heat (18).
  • a sub-step can be included in the procedure, according to which, if the generator set (2) is in operation, this will be supplied in sufficient size to cover, in addition to the demand it has for other purposes, recharging the batteries (11) through the inverter / charger (12) and proceed to make the connection from the unit control (8) to perform said recharging.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

Sistema (1) local de producción y gestión energética, que comprende un generador eléctrico a combustión con bomba de calor eléctrica para generar frio y calor y para suministrar electricidad, frio, calor y A.C.S., y un generador fotovoltaico para aprovechar la energía solar, junto con una unidad de control para gestionar tanto las cargas térmicas como eléctricas del conjunto aprovechando al máximo las energías renovables. La invención comprende también el procedimiento para funcionamiento del sistema y que gestiona la unidad de control

Description

SISTEMA LOCAL DE PRODUCCIÓN Y GESTION ENERGETICA Y PROCEDIMIENTO
PARA FUNCIONAMIENTO DE DICHO SISTEMA D E S C R I P C I Ó N
OBJETO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un sistema local de producción y gestión energética, y a un procedimiento para funcionamiento de dicho sistema. Se encuadra en el sector técnico de la gestión energética.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
El consumo energético de tipo local, entendiendo como local el correspondiente a un consumidor individual o a un grupo limitado de consumidores o hoteles, consumidores no industriales en general, se corresponde fundamentalmente con la alimentación de receptores de energía eléctrica, y para climatización (frió y calor) y generación de agua caliente sanitaria.
El suministro de energía proviene fundamentalmente de la red eléctrica, o de combustibles, si bien se viene implantando cada vez más el uso de ciertas energías renovables, como la fotovoltaica.
El uso de la energía eléctrica en estos consumidores locales -de la red o fotovoltaica por ejemplo- se utiliza en la alimentación de receptores eléctricos, mientras que el uso de energías fósiles se utiliza quemando combustibles, normalmente para obtener energía térmica para calentar agua, bien para alimentación de agua caliente sanitaria, o para calentar estancias por medio de radiadores.
Determinados consumidores locales van implantando cada vez más otro tipo de suministros, principalmente generadores de energía fotovoltaica o mediante cogeneración, donde se mueve un generador mediante un motor térmico alimentado con combustibles, recuperando calor de la combustión para calefacción o frió (por absorción).
Sin embargo, los sistemas existentes presentan la limitación de la infrautilizacion de la energía obtenible de la combustión en instalaciones locales.
Este inconveniente se subsana mediante la utilización del sistema y procedimiento de la invención.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
El sistema local de producción y gestión energética de la invención es del tipo que se aplica a un consumidor local, entendiendo como tal un único consumidor o grupo limitado de consumidores, comunidades de consumidores u hoteles, no industriales, de electricidad, frió y calor cuya demanda anual tenga una relación entre electricidad y calor aproximada de 1 a 2 o superior.
De acuerdo con la invención, el sistema comprende:
-al menos, un grupo electrógeno (a gas, diésel, gasolina o cualquier combustible) para suministro de energía eléctrica, conectado a una red de distribución local para suministro a unas cargas eléctricas locales pertenecientes a los locales del consumidor o comunidad de consumidores, que ya se ha definido que serían un único consumidor o grupo limitado de consumidores u hoteles, no industriales,
-un recuperador de calor acoplado al grupo electrógeno, y conectado a un circuito de climatización local para suministro de calor recuperado con fines de climatización de los locales y de alimentación de otros receptores térmicos asociados a dichos locales,
-al menos, una bomba de calor eléctrica alimentada por el grupo electrógeno, para generar frió o calor adicional a partir de la electricidad generada por el grupo electrógeno, y conectada al circuito de climatización local para suministro de calor o frió con fines de climatización de los locales y de alimentación de otros receptores térmicos asociados, -un generador fotovoltaico conectado a la red de distribución doméstica de energía eléctrica, y
-una unidad de control asociada a sensores de carga eléctrica y temperatura para gestionar el funcionamiento del grupo electrógeno, bomba de calor y alimentación procedente del generador fotovoltaico en función de los requerimientos simultáneos de las cargas eléctricas locales conectadas a la red de distribución doméstica de energía eléctrica y de climatización de los locales y de los receptores térmicos locales conectados al circuito de climatización local. Básicamente lo propuesto en la invención es un generador eléctrico a combustión (gas, diésel, etc) con bomba de calor eléctrica para generar frió y calor y para suministrar electricidad, frió, calor y A.C.S., y un generador fotovoltaico para aprovechar la energía solar, junto con una unidad de control para gestionar tanto las cargas térmicas como eléctricas del conjunto aprovechando al máximo las energías renovables.
El funcionamiento del sistema de la invención se realiza mediante el procedimiento para funcionamiento del sistema local de producción y gestión energética de la invención, que comprende las siguientes etapas implementadas en una unidad de control:
-monitorizar en continuo las demandas locales de energía eléctrica de unas cargas eléctricas locales conectadas a una red de distribución doméstica de energía eléctrica, y de energía térmica para climatización de unos locales o para suministro a unos receptores térmicos asociados a dichos locales a través de un circuito de climatización local, mediante unos sensores conectados a dicha unidad de control,
-conectar un generador fotovoltaico a la red de distribución doméstica de energía eléctrica para primer suministro de energía eléctrica para cubrir la demanda de energía eléctrica detectada,
-arrancar un grupo electrógeno en caso de que se detecte por la unidad de control que la demanda de energía eléctrica detectada no puede ser cubierta con la energía suministrada desde dicho generador fotovoltaico, conectar dicho grupo electrógeno a la red de distribución doméstica, y alimentar dicho grupo electrógeno para generar energía suficiente para cubrir la demanda detectada y no cubierta por el generador fotovoltaico,
-determinar si existe demanda de frió o de calor,
-en caso de demanda de frió, alimentar una bomba de calor, conectable a un circuito de climatización local para suministro del frió generado a los locales con fines de climatización, desde el generador fotovoltaico y también desde el grupo electrógeno en caso de que la energía suministrada desde el generador fotovoltaico sea insuficiente para generar por dicha bomba de calor el frió necesario para cubrir dicha demanda de frió,
-en caso de demanda de calor, alimentar la bomba de calor desde el generador fotovoltaico, y -en caso de que la energía suministrada desde el generador fotovoltaico sea insuficiente, conectar el grupo electrógeno, previo arranque del mismo en su caso, a la bomba de calor recuperando calor para climatización a través de un recuperador de calor acoplado al grupo electrógeno y conectado al circuito de climatización local y a los receptores térmicos, y alimentar el grupo electrógeno en la medida suficiente para cubrir la demanda de energía eléctrica para que la bomba de calor genere el calor demandado menos el calor recuperado por el recuperador de calor.
En el procedimiento descrito, se entenderá que existe demanda de frió o de calor además de si se detecta necesidad de climatizar los locales, si hay exceso de producción fotovoltaica y se puede acumular frió o calor en unos depósitos acumuladores de frió o calor asociados a la bomba de calor, para recuperarlo en los momentos oportunos de baja generación fotovoltaica, por ejemplo por la noche. Con esta configuración y procedimiento de funcionamiento se consigue un mejor aprovechamiento de la energía de la combustión, pues utilizar combustibles para quemarlos no es rentable, ya que por ejemplo el rendimiento de un generador a gas ronda el 90% y obtenemos electricidad un 30%, calor un 60%, perdidas un 10%, y con la invención lo que hacemos es utilizar ese 30% de electricidad con una bomba de calor con un rendimiento COP3 o superior (con determinadas marcas y situaciones se supera el COP5) para obtener un 90% más de calor, Total: 150%. La invención por tanto configura un modelo óptimo de aprovechamiento de la energía fotovoltaica y la combustión, pues actualmente se tiende a separarlas, lo que supone la superación de un prejuicio técnico extendido hoy en día. En invierno hay exceso de demanda térmica, que si la aprovecháramos con un grupo electrógeno solo generando calor tendríamos exceso de generación eléctrica (ya que ese 30% de rendimiento en producción eléctrica del grupo electrógeno no tendría aprovechamiento) y en verano lo tendríamos funcionando sin aprovechar el sol para generar electricidad principalmente y con el inconveniente ruido o vibraciones por la noche. El sistema y procedimiento de la invención por tanto se configura como ideal para usuarios tales como comunidades de propietarios o de consumidores, sin ánimo de lucro la mayoría de las veces, que pueden estar conectados a red o ser instalaciones aisladas de red. DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La figura 1 .- Muestra un diagrama de concepto del sistema de la invención. REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
El sistema (1 ) local de producción y gestión energética de la invención es del tipo que se aplica a un consumidor o grupo limitado de consumidores u hoteles, no industriales, y de acuerdo con la invención comprende:
-al menos, un grupo electrógeno (2) para suministro de energía eléctrica, conectado a una red de distribución local (3) de energía eléctrica para suministro a unas cargas eléctricas locales (14) (enchufes de fuerza, alumbrado, etc) pertenecientes a los locales (15) del consumidor o comunidad de consumidores,
-un recuperador de calor (4) acoplado al grupo electrógeno (2), y conectado a un circuito de climatización local (5) para suministro de calor recuperado con fines de climatización de los locales (15) y de alimentación de otros receptores térmicos asociados a dichos locales (15), -al menos, una bomba de calor (6) eléctrica alimentada por el grupo electrógeno (2), para generar frió o calor adicional a partir de la electricidad generada por el grupo electrógeno (2), y que está conectada al circuito de climatización local (5) para suministro de calor o frió con fines de climatización y de alimentación de los otros receptores térmicos,
-un generador fotovoltaico (7) conectado a la red de distribución local (3) de energía eléctrica, y
-una unidad de control (8) asociada a sensores (9) de carga eléctrica y temperatura y a elementos de conexión (100) para gestionar el funcionamiento del grupo electrógeno (2), bomba de calor (6) y alimentación procedente del generador fotovoltaico (7) en función de los requerimientos simultáneos de las cargas eléctricas locales (14) conectadas a la red de distribución local (3) de energía eléctrica y de la climatización de los locales (15) y de las necesidades de los receptores térmicos conectados al circuito de climatización local (5). Dicha unidad de control (8) se encuentra asociada a dichos elementos a través de un bus de control (80).
La bomba de calor (6) muy preferentemente se encuentra asociada a un primer depósito acumulador (61 ) de agua calentada y a un segundo depósito acumulador (62) de agua enfriada para acumular frió y calor generado en horas de alta producción solar para aprovechar dicho frió o calor acumulados en función de la demanda. Dichos depósitos acumuladores (61 , 62) se encuentran conectados al circuito de climatización local (5) para reparto de dicho frió o calor por los locales (15). La invención ha previsto que adicionalmente el sistema (1 ) pueda comprender un enfriador por absorción de calor (18) procedente del recuperador de calor (4), para producción de frió por absorción, y que está conectado al circuito de climatización local (5) para suministro de frió con fines de climatización, pudiendo realizar un primer enfriamiento antes del arranque de la bomba de calor (6).
El circuito de climatización local (5) comprende un circuito de climatización de agua caliente (51 ) y un circuito de climatización de agua fría (52) para alimentar unos receptores térmicos constituidos por unos intercambiadores (19) (fan-coils, radiadores, etc) que calentarán o enfriarán los locales (15).
Por su parte, las cargas eléctricas locales pueden comprender de modo opcional, al menos, un calentador de agua caliente sanitaria de efecto joule, no representado, con el fin de obtener agua caliente a partir del sistema. Igualmente como otros de los receptores térmicos del sistema (1 ) puede emplearse uno o más calentadores de intercambio de calor (20) (provistos de intercambiador agua/agua en su interior) para obtener agua caliente sanitaria o para calentar agua para una instalación de suelo o techo radiante, originando menos perdidas por transporte en la circulación del agua caliente.
En cuanto al generador fotovoltaico (7), comprenderá normalmente unas placas (10) fotovoltaicas, unos acumuladores (1 1 ) de energía eléctrica, y un inversor/cargador (12) (para cargar los acumuladores (1 1 ) con el grupo electrógeno (2) y evitar el arranque del mismo por la noche) y para conectarse a la red de distribución local (3) de energía eléctrica, ya que normalmente funcionará en corriente alterna. Se prefiere que la bomba de calor (6) tenga un índice COP 3 o superior para maximizar las ventajas del sistema.
El procedimiento para funcionamiento del sistema (1 ) comprende las siguientes etapas implementadas en una unidad de control (8): -monitorizar en continuo las demandas locales de energía eléctrica de unas cargas eléctricas locales (14) (enchufes de fuerza, alumbrado, calentador de agua de efecto joule, etc) conectadas a una red de distribución local (3) de energía eléctrica y de energía térmica para climatización de unos locales (15), o estancias pertenecientes a los usuarios locales (viviendas, hoteles, comercios, etc) etc, a través de un circuito de climatización local (5) o para suministro a unos receptores térmicos asociados a dichos locales (15), mediante unos sensores (9) conectados a dicha unidad de control (8),
-conectar un generador fotovoltaico (7) a la red de distribución local (3) de energía eléctrica para primer suministro de energía eléctrica para cubrir la demanda de energía eléctrica detectada,
-arrancar un grupo electrógeno (2) en caso de que se detecte por la unidad de control (8) que la demanda de energía eléctrica detectada no puede ser cubierta con la energía suministrada desde dicho generador fotovoltaico (7), conectar dicho grupo electrógeno (2) a la red de distribución local (3), y alimentar dicho grupo electrógeno (2) para generar energía suficiente para cubrir la demanda detectada y no cubierta por el generador fotovoltaico (7), -determinar si existe demanda de frió o de calor,
-en caso de demanda de frió, alimentar una bomba de calor (6), conectable a un circuito de climatización local (5) para suministro de calor o frió a los locales (15) con fines de climatización, desde el generador fotovoltaico (7), y también desde el grupo electrógeno (2) en caso de que la energía suministrada desde el generador fotovoltaico (7) sea insuficiente para generar por dicha bomba de calor (6) el frió necesario para cubrir dicha demanda de frió,
-en caso de demanda de calor, alimentar la bomba de calor (6) desde el generador fotovoltaico (7), y
-en caso de que la energía suministrada desde el generador fotovoltaico (7) sea insuficiente, conectar el grupo electrógeno (2), previo arranque del mismo en su caso, a la bomba de calor (6), recuperando calor para climatización a través de un recuperador de calor (4) acoplado al grupo electrógeno (2) y conectado al circuito de climatización local (5) y a los receptores térmicos, y alimentar el grupo electrógeno (2) en la medida suficiente para cubrir la demanda de energía eléctrica para que la bomba de calor (6) genere el calor demandado menos el calor recuperado por el recuperador de calor (4).
En caso de demanda de frió, el procedimiento puede comprender una subetapa adicional, previa a la alimentación de la bomba de calor (6), de alimentación de un enfriador por absorción de calor (18), adiabático etc conectado al circuito de climatización local (5) desde el recuperador de calor (4), alimentando la bomba de calor (6) en la medida suficiente para generar el frió no cubierto por el enfriador por absorción de calor (18). En caso detectarse que el nivel de carga en los acumuladores (1 1 ) del generador fotovoltaico (7) está por debajo del máximo, puede incluirse una subetapa en el procedimiento, según la cual, si está en funcionamiento el grupo electrógeno (2), se alimentará éste en medida suficiente para cubrir, además de la demanda que tenga para otras finalidades, la recarga de los acumuladores (1 1 ) a través del inversor/cargador (12) y se procederá a efectuar la conexión procedente por parte de la unidad de control (8) para efectuar dicha recarga.
Descrita suficientemente la naturaleza de la invención, se indica que la descripción de la misma y de su forma de realización preferente debe interpretarse de modo no limitativo, y que abarca la totalidad de las posibles variantes de realización que se deduzcan del contenido de la presente memoria y de las reivindicaciones.

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S 1 . -Sistema (1 ) local de producción y gestión energética, del tipo que se aplica a un consumidor o comunidad de consumidores no industriales; caracterizado porque comprende:
-al menos, un grupo electrógeno (2) para suministro de energía eléctrica, conectado a una red de distribución local (3) de energía eléctrica para suministro a unas cargas eléctricas locales (14) pertenecientes a los locales (15) del consumidor o comunidad de consumidores, -un recuperador de calor (4) acoplado al grupo electrógeno (2), y conectado a un circuito de climatización local (5) para suministro de calor recuperado con fines de climatización de los locales (15) y de alimentación de otros receptores térmicos asociados a dichos locales, -al menos, una bomba de calor (6) eléctrica alimentada por el grupo electrógeno (2), para generar frió o calor adicional a partir de la electricidad generada por el grupo electrógeno (2), y conectada al circuito de climatización local (5) para suministro de calor o frió con fines de climatización los locales (15) y de alimentación de otros receptores térmicos asociados a dichos locales (15),
-un generador fotovoltaico (7) conectado a la red de distribución local (3) de energía eléctrica, y
-una unidad de control (8) asociada a sensores (9) de carga eléctrica y temperatura y a elementos de conexión (100) (tales como llaves de corte o bombas) para gestionar el funcionamiento del grupo electrógeno (2), bomba de calor (6) y alimentación procedente del generador fotovoltaico (7) en función de los requerimientos simultáneos de las cargas eléctricas locales (14) conectadas a la red de distribución local (3) de energía eléctrica y de la climatización de los locales (15) y de las necesidades de los receptores térmicos conectados al circuito de climatización local (5).
2. -Sistema (1 ) local de producción y gestión energética según reivindicación 1 caracterizado porque la bomba de calor (6) se encuentra asociada a un primer depósito acumulador (61 ) de agua calentada y a un segundo depósito acumulador (62) de agua enfriada para acumular frió y calor generado en horas de alta producción solar para aprovechar dicho frió o calor acumulados en función de la demanda.
3. -Sistema (1 ) local de producción y gestión energética según reivindicación 1 o 2 caracterizado porque adicionalmente comprende un enfriador por absorción de calor (18) procedente del recuperador de calor (4) para producción de frió por absorción y que se encuentra conectado al circuito de climatización local (5) para suministro de frió.
4. -Sistema (1 ) local de producción y gestión energética según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el circuito de climatización local (5) comprende un circuito de climatización de agua caliente (51 ) y un circuito de climatización de agua fría (52) para alimentar unos receptores térmicos constituidos por unos intercambiadores (19).
5. -Sistema (1 ) local de producción y gestión energética según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque los receptores térmicos comprenden al menos un calentador de agua caliente de intercambio de calor (20).
6. -Sistema (1 ) local de producción y gestión energética según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque las cargas eléctricas locales comprenden, al menos, un calentador de agua caliente sanitaria de efecto joule.
7. -Sistema (1 ) local de producción y gestión energética según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el generador fotovoltaico (7) comprende unas placas (10) fotovoltaicas, unos acumuladores (1 1 ) de energía eléctrica, y un inversor/cargador (12) para conectarse a la red de distribución doméstica de energía eléctrica.
8. -Sistema (1 ) local de producción y gestión energética según cualquier de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la bomba de calor (6) tiene un índice COP 3 o superior.
9. -Procedimiento para funcionamiento de un sistema (1 ) local de producción y gestión energética caracterizado porque comprende las siguientes etapas implementadas en una unidad de control (8):
-monitorizar en continuo las demandas locales de energía eléctrica de unas cargas eléctricas locales (14) conectadas a una red de distribución local (3) de energía eléctrica, y de energía térmica para climatización de unos locales (15) a través de un circuito de climatización local (5) o para suministro a unos receptores térmicos asociados a dichos locales (15), mediante unos sensores (9) conectados a dicha unidad de control (8),
-conectar un generador fotovoltaico (7) a la red de distribución local (3) de energía eléctrica para primer suministro de energía eléctrica para cubrir la demanda de energía eléctrica detectada,
-arrancar un grupo electrógeno (2) en caso de que se detecte por la unidad de control (8) que la demanda de energía eléctrica no puede ser cubierta con la energía suministrada desde dicho generador fotovoltaico (7), conectar dicho grupo electrógeno (2) a la red de distribución local (3), y alimentar dicho grupo electrógeno (2) para generar energía suficiente para cubrir la demanda detectada y no cubierta por el generador fotovoltaico (7),
-determinar si existe demanda de frió o de calor,
-en caso de demanda de frió, alimentar una bomba de calor (6), conectable a un circuito de climatización local (5) para suministro de calor o frió a los locales (15) con fines de climatización, desde el generador fotovoltaico (7), y también desde el grupo electrógeno (2) en caso de que la energía suministrada desde el generador fotovoltaico (7) sea insuficiente para generar por dicha bomba de calor (6) el frió necesario para cubrir dicha demanda de frió.
-en caso de demanda de calor, alimentar la bomba de calor (6) desde el generador fotovoltaico (7), y
-en caso de que la energía suministrada desde el generador fotovoltaico (7) sea insuficiente, conectar el grupo electrógeno (2), previo arranque del mismo en su caso, a la bomba de calor (6), recuperando calor para climatización a través de un recuperador de calor (4) acoplado al grupo electrógeno (2) y conectado al circuito de climatización local (5) y a los receptores térmicos, y alimentar el grupo electrógeno (2) en la medida suficiente para cubrir la demanda de energía eléctrica para que la bomba de calor (6) genere el calor demandado menos el calor recuperado por el recuperador de calor (4).
10. -Procedimiento para funcionamiento de un sistema (1 ) local de producción y gestión energética según reivindicación 9 caracterizado porque en caso de demanda de frió comprende una subetapa adicional, previa a la alimentación de la bomba de calor (6), de alimentación de un enfriador por absorción de calor (18) conectado al circuito de climatización local (5) desde el recuperador de calor (4), alimentando la bomba de calor (6) en la medida suficiente para generar el frió no cubierto por el enfriador por absorción de calor (18).
1 1 . -Procedimiento para funcionamiento de un sistema (1 ) local de producción y gestión energética según reivindicación 9 o 10 caracterizado porque comprende una subetapa de recarga de los acumuladores (1 1 ) del generador fotovoltaico (7) si su nivel de carga está por debajo del máximo y si el grupo electrógeno (2) está en funcionamiento, que comprende alimentar a dicho grupo electrógeno (2) en medida suficiente para cubrir la demanda que tenga para otras finalidades y la demanda necesaria para la recarga de los acumuladores (1 1 ) a través del inversor/cargador (12), y efectuar la conexión procedente por parte de la unidad de control (8) para efectuar dicha recarga.
PCT/ES2018/070540 2017-08-04 2018-07-30 Sistema local de producción y gestión energética y procedimiento para funcionamiento de dicho sistema WO2019025657A1 (es)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP18842331.3A EP3663652A4 (en) 2017-08-04 2018-07-30 LOCAL ENERGY PRODUCTION AND MANAGEMENT SYSTEM AND OPERATING PROCEDURE OF SUCH SYSTEM

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ESP201731013 2017-08-04
ES201731013A ES2698773B2 (es) 2017-08-04 2017-08-04 Sistema local de produccion y gestion energetica y procedimiento para funcionamiento de dicho sistema

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019025657A1 true WO2019025657A1 (es) 2019-02-07

Family

ID=65207729

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/ES2018/070540 WO2019025657A1 (es) 2017-08-04 2018-07-30 Sistema local de producción y gestión energética y procedimiento para funcionamiento de dicho sistema

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3663652A4 (es)
ES (1) ES2698773B2 (es)
WO (1) WO2019025657A1 (es)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100936653B1 (ko) * 2009-11-30 2010-01-14 허양범 태양열 흡수식 냉난방기 장치 및 이의 제어방법
CN205316456U (zh) * 2015-12-04 2016-06-15 北京华业阳光新能源有限公司 基于跨季节蓄热的太阳能土壤源热泵耦合空调供暖系统
CN205979994U (zh) * 2016-07-18 2017-02-22 西藏华阳供热工程服务有限公司 一种供暖装置
CN106993493A (zh) * 2017-04-07 2017-08-01 吴联凯 一种发电系统

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19535752A1 (de) * 1995-09-26 1997-03-27 Peter Dipl Ing Mumm Steuerverfahren und Anordnung für ein unabhängiges Energieversorgungssystem
DE19940465A1 (de) * 1999-08-26 2001-04-12 Gesalfina Ag Kraft-Wärme-Kälte-Kopplungsverfahren und Kraftwerkeinrichtung zur Durchführung des Verfahrens
US6757591B2 (en) * 2000-08-11 2004-06-29 Robert A. Kramer Energy management system and methods for the optimization of distributed generation
ATE408100T1 (de) * 2005-01-21 2008-09-15 Fiat Ricerche Ein modulares energieerzeugungssystem
FR2948990A1 (fr) * 2009-08-04 2011-02-11 Mobile Comfort Holding Dispositif thermodynamique multi-energie modulaire
EP2695269B2 (de) * 2011-04-08 2017-10-25 SMA Solar Technology AG Optimiertes lastmanagement

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100936653B1 (ko) * 2009-11-30 2010-01-14 허양범 태양열 흡수식 냉난방기 장치 및 이의 제어방법
CN205316456U (zh) * 2015-12-04 2016-06-15 北京华业阳光新能源有限公司 基于跨季节蓄热的太阳能土壤源热泵耦合空调供暖系统
CN205979994U (zh) * 2016-07-18 2017-02-22 西藏华阳供热工程服务有限公司 一种供暖装置
CN106993493A (zh) * 2017-04-07 2017-08-01 吴联凯 一种发电系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3663652A4 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP3663652A4 (en) 2021-03-31
EP3663652A1 (en) 2020-06-10
ES2698773B2 (es) 2020-01-20
ES2698773A1 (es) 2019-02-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2890329T3 (es) Instalación doméstica de energía y método de operación para operar una instalación doméstica de energía
US8180499B2 (en) Power supply system
KR101385776B1 (ko) 복합 에너지 제어를 통한 냉, 난방 시스템
EP3063815B1 (en) Power generation system
CN202004690U (zh) 光伏发电供热系统
WO2019076279A1 (zh) 多能互补应用系统
CN101886856A (zh) 节能三联热水及空调综合运用装置
CN103267365A (zh) 一种联合制热水系统
CN102538053A (zh) 一种主动式太阳能和风能联合供暖系统
CN205878678U (zh) 太阳能风能空气能采暖制冷及热水系统
CN205316442U (zh) 基于跨季节蓄热的光伏光热供暖系统
JP5378018B2 (ja) 給湯システムおよびその運転方法
KR102479198B1 (ko) 태양광을 이용한 건물 에너지 공급 시스템
CN108825369B (zh) 分布式供能设备以及冷热电解耦方法、装置
ES2698773B2 (es) Sistema local de produccion y gestion energetica y procedimiento para funcionamiento de dicho sistema
RU128702U1 (ru) Система энергоснабжения потребителя на основе комплексного использования классических и возобновляемых источников энергии
GB2513696A (en) Water heating apparatus
WO2003087674A1 (en) An autonomous unit for supplying energy
CN205403187U (zh) 一种太阳能发电蓄热恒温水暖供热系统
CN202008253U (zh) 节能三联热水及空调综合运用装置
CN109681952B (zh) 光伏光热混合热泵系统
KR20140123246A (ko) 고층건물의 재생에너지로 구동하는 인버터펌프를 사용한 스마트에너지저장시스템
CN206473198U (zh) 一种节能环保型公共场合茶水供应设备
CN103423109B (zh) 一种利用太阳能和地热能的联合发电装置
CN106193690A (zh) 一种新能源立体车库

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18842331

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018842331

Country of ref document: EP

Effective date: 20200304