MX2008003638A - Sistema de transferencia de energía y métodos asociados??. - Google Patents
Sistema de transferencia de energía y métodos asociados??.Info
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Abstract
Un sistema de transferencia de energía incluye un dispositivo para transferencia de energía, una tubería para entrada de agua y una tubería para salida de agua. La tubería para entrada de agua se puede conectar con una entrada de agua del dispositivo para transferencia para extraer agua de una fuente de agua. La tubería para salida de agua se puede conectar con una salida de agua en el dispositivo para transferencia de energía para descargar agua a la fuente de agua. La tubería para entrada de agua puede extraer el agua desde una profundidad de extracción predeterminada, y la tubería para salida de agua puede descargar el agua a la fuente de agua a una profundidad de descarga predeterminada.
Description
SISTEMA DE TRANSFERENCIA DE ENERGÍA Y MÉTODOS ASOCIADOS
Esta solicitud reclama el beneficio de la solicitud de patente provisional norteamericana No. 60/717,506, presentada el 15 de septiembre de 2005, y se relaciona con la solicitud de patente norteamericana No. 60/717,534 titulada Sistema para generación de energía y métodos asociados presentada simultáneamente que ésta por los inventores de la presente solicitud, y cuyo contenido de ambas se incorpora aquí en su totalidad para referencia.
Campo de la invención La presente invención se relaciona con el campo de la transferencia de energía y, más particularmente, con el campo de usar diferencia de temperaturas en una fuente de agua para transferir energía.
Antecedentes de la Invención Se conocen sistemas de transferencia de energía que utilizan diferencias de temperatura de fuentes de agua adyacentes. Estos sistemas extraen generalmente el agua de varias profundidades de fuentes de agua adyacentes que se utilizarán en aplicaciones de intercambio de calor y aplicaciones de generación de energía. Los sistemas incluyen típicamente conductos o tuberías que están montadas sobre la tierra, y que se deben hundir cuidadosamente en una fuente de agua, generalmente desde una lancha a remolque, por ejemplo. Este tipo de instalación, sin embargo, es altamente laboriosa y costosa. Las tuberías, tales como aquellas antes referidas, también quedan expuestas normalmente dentro de la fuente de agua y, están por consiguiente en riesgo para ser dañadas por las fuerzas de la naturaleza, por ejemplo, terremotos, huracanes o corrientes violentas. La instalación de tales tuberías también requiere generalmente alterar la línea de la costa. Es decir, para extender tal tubería desde la línea de la costa hasta la estructura adyacente, generalmente se cavan zanjas
para enterrar las tuberías. La exposición de estas tuberías a la fuente de agua disminuye desfavorablemente el ciclo de vida de las tuberías.
COMPENDIO DE LA INVENCION
En vista del precedente anterior, es por lo tanto un objeto de la presente invención para proporcionar un sistema de transferencia de energía que utilice agua de una fuente de agua a varias profundidades para proporcionar favorablemente servicios a una estructura adyacente. Es también un objeto de la presente invención tener acceso al agua de una fuente de agua a varias profundidades usando perforación direccional horizontal. Éstos y otros objetos, características y ventajas de la presente invención son proveídos por un sistema de transferencia de energía que comprende un dispositivo para transferencia de energía. El dispositivo para transferencia de energía puede incluir una entrada de agua y una salida de agua, y puede estar colocado adyacente a una estructura, y separado de una fuente de agua. El sistema de transferencia de energía puede también incluir una tubería para entrada del agua que tiene un primer extremo conectado con la entrada de agua, y un segundo extremo en comunicación con la fuente de agua. La tubería para entrada del agua se extiende dentro de un pasadizo o conducto horizontal y direccionalmente perforado desde la fuente de agua hasta la entrada de agua. El sistema de transferencia de energía puede también incluir una tubería para salida del agua que tiene un primer extremo conectado con la salida de agua y un segundo extremo en comunicación con la fuente de agua. La tubería para salida del agua se extiende preferentemente dentro de un pasadizo o conducto horizontal y direccionalmente perforado de la salida de agua hasta la fuente de agua. Alternativamente, la tubería para salida del agua se puede utilizar para descargar agua desde el dispositivo de transferencia de energía hasta la fuente de agua. El segundo extremo de la tubería para entrada del agua puede extraer el agua de la fuente de agua a una profundidad de extracción predeterminada. El
segundo extremo de la tubería para salida de agua descarga agua a la fuente de agua a una profundidad de descarga predeterminada. La profundidad de extracción es preferentemente mayor que la profundidad de descarga. Más específicamente, la profundidad de extracción predeterminada está preferentemente entre 100 y 1200 metros de profundidad. Además, la profundidad de extracción predeterminada puede estar dentro de una zona afótica o afótica de la fuente de agua. Por lo tanto, el agua que se extrae de la profundidad de extracción predeterminada está preferentemente entre 3o y 20° centígrados. La profundidad de descarga predeterminada está preferentemente dentro de la zona fótica de la fuente de agua. En algunas modalidades, la tubería para entrada del agua puede comprender una primera tubería para entrada del agua y una segunda tubería para entrada del agua. La primera y segunda tuberías para entrada del agua pueden incluir unos primeros extremos conectados con el dispositivo para transferencia de energía y unos segundos extremos en comunicación con la fuente de agua. Además, el segundo extremo de la primera tubería para entrada del agua puede extraer el agua de una primera profundidad de extracción predeterminada, y el segundo extremo de la segunda tubería para entrada del agua puede extraer el agua de una segunda profundidad de extracción predeterminada. La primera profundidad de extracción predeterminada es preferentemente mayor que la segunda profundidad de extracción predeterminada. Más específicamente, la primera profundidad de extracción predeterminada puede estar dentro de la zona afótica de la fuente de agua para extraer agua fría de la fuente de agua, mientras que la segunda profundidad de extracción predeterminada puede estar dentro de la zona fótica de la fuente de agua para extraer agua caliente de la fuente de agua. El agua fría extraída de la fuente de agua puede ser utilizada por el dispositivo para transferencia de energía para refrescar la estructura adyacente. El agua caliente extraída de la fuente de agua puede ser utilizada por el dispositivo para transferencia de energía para proporcionar calor a la estructura adyacente.
El sistema de transferencia de energía puede también comprender un dispositivo de desalinización o desalinización en comunicación con el dispositivo para transferencia de energía. El dispositivo de desalinización se puede utilizar para desalinizar el agua extraída de la fuente de agua. El dispositivo de desalinización puede descargar agua mineral. El sistema de transferencia de energía puede también comprender un dispositivo de almacenaje de agua para almacenar el agua mineral. El dispositivo para transferencia de energía puede convenientemente comprender un interintercambiador de calor o térmico. Por consiguiente, la diferencia de temperatura del agua extraída de la fuente de agua y descargada a ella puede ser utilizada ventajosamente tanto para calentar como para refrescar la estructura adyacente. Además, el dispositivo para transferencia de energía puede comprender un generador de energía. Una vez más, la diferencia de temperatura entre el agua extraída de la fuente de agua y descargada a ella se puede utilizar para generar ventajosamente energía para suministrarse a la estructura adyacente. El sistema de transferencia de energía puede también incluir una bomba o compresor de aire en comunicación con la tubería para entrada del agua para extraer mecánicamente el agua de la fuente de agua. Un aspecto del método para la presente invención es para usar un sistema de transferencia de energía. El método puede incluir la colocación de un dispositivo para transferencia de energía adyacente una estructura, extendiendo una tubería para entrada del agua a través de un pasadizo o conducto horizontal y direccionalmente perforado desde una fuente de agua hasta el dispositivo para transferencia de energía, y extender una tubería para salida del agua a través de un pasadizo o conducto perforado horizontal y direccionalmente desde una salida de agua hasta la fuente de agua. El método puede incluir además extraer el agua usando la tubería para entrada del agua desde una profundidad de extracción predeterminada, y descargar el agua en la fuente de agua usando la tubería para salida del agua a una profundidad de descarga predeterminada.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La figura 1 es una vista esquemática de un sistema de transferencia de energía según la presente invención. La figura 2 es una vista esquemática más detallada de una primera modalidad del sistema de transferencia de energía mostrado en la figura 1. La figura 3 es una vista esquemática más detallada de otra modalidad del sistema de transferencia de energía mostrado en la figura 1. La figura 4 es una vista esquemática de un sistema de generación de energía según la presente invención. La figura 5 es una vista esquemática del sistema de generación de energía ilustrado en la figura 4 y que muestra en mayor detalle el dispositivo calentador de fluido. La figura 6 es una vista en corte transversal del dispositivo calentador de fluido tomada a lo largo de la línea 6 - 6 de la figura 5. La figura 7 es una vista en corte transversal del dispositivo calentador de fluido tomada a lo largo de la línea 7 - 7 de la figura 5.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS
La presente invención se describirá ahora más completamente a continuación con referencia a los dibujos que se acompañan, en los cuales se muestran las modalidades de la invención. Esta invención puede, sin embargo, ser materializada en muchas diversas formas y no debe interpretarse como limitada a las modalidades descritas aquí. Más bien, estas modalidades se proporcionan de modo que esta descripción sea detallada y completa, y refleje plenamente el alcance de la invención a los expertos en la materia. Los mismos números refieren a los mismos elementos de principio a fin. Con referencia a las figuras 1 - 3, se describe ahora en mayor detalle un sistema de transferencia de energía 10 según la presente invención. El sistema de
transferencia de energía incluye ilustrativamente un dispositivo 12 para transferencia de energía. El dispositivo 12 para transferencia de energía incluye unas entradas 14 de agua, y una salida 16 de agua. Aunque una salida 16 de agua se ilustra en los dibujos anexos, expertos en la materia apreciarán que se puede proporcionar cualquier número de salidas de agua para el dispositivo 12 para transferencia de energía. El dispositivo 12 para transferencia de energía está colocado adyacente a una estructura 18, y separado de una fuente de agua 20. La estructura 18 puede, por ejemplo, ser un hotel, o cualquier otro tipo de estructura conveniente para servir a mucha gente. La fuente de agua 20 puede, por ejemplo, ser un lago, un océano, o cualquier otra masa de agua como se entenderá por expertos en la materia. La presente invención contempla que la fuente de agua 20 puede estar cerca de la estructura 18, esto es, a menos de una milla de distancia, es decir, entre una y diez millas de distancia. El sistema de transferencia de energía 10 también incluye una primera tubería para entrada del agua 22 y una segunda tubería para entrada del agua 24. La primera y segunda tuberías para entrada del agua 22, 24 incluyen cada una un primer extremo 26 conectado con la entrada 14 de agua, y un segundo extremo 28 enfrente del primer extremo y en comunicación con la fuente de agua 20. La primera y segunda tuberías para entrada del agua 24, se extienden hacia dentro respecto de los pasadizos o conductos 30 perforados direccional y horizontalmente desde la fuente de agua 20 hasta las entradas 14 de agua. Para facilidad de ilustración, los pasadizos 30 perforados horizontal y direccionalmente se ilustran como extendiéndose hacia abajo desde el dispositivo 12 para transferencia de energía y hacia fuera a través del terreno adyacente a la fuente de agua 20. Los expertos en la materia apreciarán, sin embargo, que generalmente los pasadizos perforados direccional y horizontalmente no incluirán la caída vertical ilustrada en las figuras 1 - 3. En lugar de ello, es preferible que los pasadizos 30 perforados horizontal y direccionalmente de la presente invención se extiendan en una dirección substancialmente horizontal hacia fuera desde la estructura 18 a través del terreno y hasta la fuente de agua 20.
El sistema de transferencia de energía 10 también incluye preferentemente una tubería para salida del agua que tiene un primer extremo 34 conectado con la salida 16 de agua, y un segundo extremo 36 enfrente del primer extremo y en comunicación con la fuente de agua 20. Aunque en los dibujos anexos se ilustra una tubería 32 para salida de agua, los expertos en la materia apreciarán que se pueden utilizar una pluralidad de tuberías para salida de agua para alcanzar los objetivos de la presente invención. La tubería 32 para salida de agua se extiende dentro de un pasadizo 30 perforado horizontal y direccionalmente desde la salida 16 de agua hasta la fuente de agua 20. La primera y segunda tuberías 22, 24 para entrada del agua se utilizan para extraer el agua de la fuente de agua 20 y transportar el agua al dispositivo 12 para transferencia de energía. La tubería 32 para salida del agua se puede utilizar para descargar el agua desde el dispositivo 12 para transferencia de energía hasta la fuente de agua 20. La primera y segunda tuberías 22, 24 para entrada del agua extraen el agua de la fuente de agua 20 a la primera y segunda profundidades de extracción predeterminadas. El segundo extremo 36 de la tubería 32 para salida del agua descarga agua a la fuente de agua 20 a una profundidad de descarga predeterminada. La profundidad de extracción del segundo extremo 28 de la primera tubería para entrada del agua 22 es preferentemente mayor que la profundidad de descarga del segundo extremo 36 de la tubería 32 para salida del agua. Más particularmente, la profundidad de extracción del agua extraída por la primera tubería para entrada del agua 22 está preferentemente entre aproximadamente 100 y 1200 metros. Además, la profundidad del agua extraída por la primera tubería para entrada del agua 22 está preferentemente dentro de la zona afótica de la fuente de agua 20. Es decir está a una profundidad dentro de la fuente de agua 20 en la que la luz del sol no penetra. Esa agua está preferentemente entre temperaturas de aproximadamente 3o y 20° centígrados. La profundidad de extracción predeterminada del segundo extremo 28 de la segunda tubería para entrada del agua 24 es preferentemente menor que la
profundidad de extracción predeterminada del segundo extremo 28 de la primera tubería para entrada del agua 22. Más específicamente, la segunda profundidad de extracción predeterminada del agua que se extrae por la segunda tubería para entrada del agua 24 puede estar en la zona fótica de la fuente de agua 20 para extraer el agua caliente de la misma. Es decir, la profundidad de extracción del agua que es extraída por la segunda tubería para entrada del agua 24 está preferentemente a una profundidad en el agua donde la luz del sol penetra a través de ella. Por consiguiente, el agua extraída por la primera tubería para entrada del agua 22 está más fresca que el agua extraída por la segunda tubería para entrada del agua 24. Por consiguiente, el agua fresca extraída de la fuente de agua 20 por la primera tubería para entrada del agua 22 puede ser utilizada por el dispositivo 12 para transferencia de energía para refrescar la estructura adyacente 18. Además, el agua caliente extraída de la fuente de agua 20 por la segunda tubería para entrada del agua 24 puede ser utilizada por el dispositivo 12 para transferencia de energía para proporcionar calor a la estructura adyacente 18. La profundidad de descarga del agua que es extraída en la fuente de agua 20 por la tubería 32 para salida del agua está preferentemente dentro de la zona fótica de la fuente de agua. El agua que es descargada en la fuente de agua 20 por la tubería 32 para salida del agua es el agua que ha sido utilizada por el dispositivo 12 para transferencia de energía, y es conveniente para descargarse de vuelta a la fuente de agua. Es decir, esa agua no está contaminada, sino que es apta para descargarse a la fuente de agua 20. La primera y segunda tuberías para entrada del agua 22, 24 y la tubería 32 para salida del agua son proporcionadas preferentemente de tubería de alta resistencia. Por ejemplo, las tuberías consisten preferentemente de material de hierro dúctil. Los expertos en la materia apreciarán que estas tuberías se puedan proporcionar de otros materiales también. El sistema de transferencia de energía 10 puede también incluir un dispositivo 40 de desalinización en comunicación con el dispositivo 12 para transferencia de energía. El dispositivo 40 de desalinización desaliniza el agua
extraída de la fuente de agua 20. Por supuesto, en casos en los que la fuente de agua es una fuente de agua dulce, por ejemplo, un lago o un estanque, tal dispositivo 40 de desalinización no es aplicable. El agua mineral puede descargarse por el dispositivo 40 de desalinización como subproducto del proceso de la desalinización. El sistema de transferencia de energía 10 puede también incluir un dispositivo de almacenaje 42 del agua en comunicación con el dispositivo 40 de desalinización. Más específicamente, el dispositivo de almacenaje del agua 42, por ejemplo, un tanque de almacenaje del agua o un estanque puede utilizarse para almacenar el agua mineral que se descargue desde el dispositivo 40 de desalinización como subproducto del proceso de desalinización. El agua mineral puede proporcionarse provechosamente a la estructura, por ejemplo, el hotel, para uso de sus inquilinos. Aquellos especializados en la materia apreciarán que el agua mineral es absolutamente deseable para propósitos de salud. Además, el agua mineral se puede embotellar y vender por separado según se desee. Similarmente, el agua extraída por la primera tubería para entrada del agua 22, es decir, agua afótica, se puede también embotellar y vender como se desee, pues el agua afótica es también rica en minerales. Como se ilustra en la figura 2, el agua se puede también descargar desde el dispositivo 40 de desalinización de regreso hacia la tubería 32 de salida y la fuente de agua 20. Los expertos en la materia apreciarán que el sistema de transferencia de energía 10 de la presente invención puede incluir una pluralidad de tanques de almacenaje. Por ejemplo, el sistema de transferencia de energía 10 puede incluir un tanque de almacenaje para el agua fótica extraída de la fuente de agua 20 por la segunda tubería para entrada del agua 24. Además, el sistema de transferencia de energía 10 puede también incluir un tanque de almacenaje del agua de descarga para regular la temperatura del agua antes de ser descargada en la fuente de agua 20. Como se ha discutido detalladamente antes, el agua que es descargada a la fuente de agua 20 por la tubería 32 para salida del agua es adecuada para la descarga a la fuente de agua 20. La presente invención también contempla la
descarga de agua afótica en la zona fótica de la fuente de agua 20. Las propiedades ricas en minerales del agua afótica promueven la vida marina. Por consiguiente, la presente invención contempla la descarga de agua afótica en la zona fótica de la fuente de agua 20 para realzar favorablemente el crecimiento de la vida marina dentro de la zona fótica. El dispositivo 12 para transferencia de energía puede comprender un generador 44 de energía, como se ilustra en la figura 2, o a un intercambiador de calor 46, como se ilustra en figura 3. En el caso del generador 44 de energía, el dispositivo 12 para transferencia de energía utiliza preferentemente las diferencias de temperatura entre el agua extraída de la fuente de agua 20 por la primera tubería para entrada del agua 22 y el agua extraída de la fuente de agua por la segunda tubería para entrada del agua 24 para generar energía. En el caso del intercambiador de calor 46, el dispositivo 12 para transferencia de energía también aprovecha la diferencia de temperaturas del agua extraída de la fuente de agua para calentar y para refrescar la estructura adyacente 18. El intercambiador de calor 46 puede también ser utilizado en aplicaciones de aire acondicionado, aplicaciones de agua caliente, así como muchas otras aplicaciones que comprenderán los expertos en la materia. La presente invención puede también incluir una característica de condensador en donde el agua fresca extraída por la primera tubería para entrada del agua 22 de la fuente de agua 20 se puede utilizar para condensar el agua del aire circundante. El agua condensada del aire circundante se puede capturar en un dispositivo de almacenaje y utilizar más adelante para agua potable. Esto también ayuda favorablemente para controlar la humedad dentro de la estructura 18. Además, el agua se puede condensar del agua fresca extraída por la primera tubería para entrada del agua 22 exponiendo el agua fresca al calor que es liberado por el sistema de aire acondicionado. Una vez más el agua condensada se puede capturar y conservar para utilizarse como agua potable. El sistema de transferencia de energía 10 puede también comprender una bomba 48 o un compresor de aire 50 en comunicación con la primera y segunda tuberías 22, 24 para entrada del agua. Más específicamente, la bomba
proporciona energía mecánica para extraer agua de la fuente de agua 20 usando la primera y segunda tuberías para entrada del agua 22, 24. Alternativamente, un compresor de aire 50 puede proporcionar un sistema de elevación por aire para extraer agua de la fuente de agua 20 usando la primera y segunda tuberías para entrada del agua 22, 24. El sistema de transferencia de energía 10 de la presente invención reduce favorablemente los costos de producción energética, así como la contaminación, al tiempo que simultáneamente mejora la generación de electricidad y proporciona servicios de calefacción y calentamiento a una estructura adyacente. Además, el sistema de transferencia de energía 10 de la presente invención es amigable al medio ambiente pues utiliza una fuente de energía que es fácilmente renovable, esto es, agua afótica. Un aspecto del método de la presente invención es para usar un sistema de transferencia de energía 10. El método puede consistir en colocar un dispositivo 12 para transferencia de energía adyacente a una estructura 18. El método puede también comprender extender una tubería para entrada del agua 22 a través de un pasadizo 30 perforado horizontal y direccionalmente desde la fuente de agua 20 hasta el dispositivo 12 para transferencia de energía. El método puede incluir además extender una tubería 32 para salida del agua desde el dispositivo de la transferencia de energía hasta la fuente de agua 20 a través de un pasadizo 30 perforado horizontal y direccionalmente. El método puede consistir además en extraer el agua usando la tubería para entrada del agua 22 desde una profundidad de extracción predeterminada, y descargarla a la fuente de agua 20. Con referencia ahora a las figuras 2 y 4-6, se describe mas detalladamente un sistema 52 de generación de energía. El sistema 52 de generación de energía incluye ilustrativamente una turbina 54 y un dispositivo calentador de fluido 56 en comunicación con la turbina para calentar un líquido a una temperatura predeterminada. El líquido calentado se utiliza preferentemente para hacer girar la turbina 54 mediante lo cual se genera electricidad para proporcionarla a la estructura adyacente 18.
El dispositivo calentador de fluido 56 incluye una cubierta o alojamiento 58. La cubierta incluye preferentemente una entrada 60, y una salida 62 formada a través de los flancos de la cubierta. La cubierta se hace preferentemente de material de hoja metálica, sin embargo los expertos en la materia apreciarán que la cubierta se puede hacer de cualquier otro material que tenga características similares. El dispositivo calentador de fluido 56 puede también incluir una tubería de entrada 64 que se extiende desde la entrada 60 substancialmente a todo lo largo de la cubierta 58. El dispositivo calentador de fluido 56 puede además incluir una tubería 66 de salida que se extiende hacia salida 62 substancialmente a todo lo largo de la cubierta 58. El dispositivo calentador de fluido 56 también incluye en forma ilustrativa una pluralidad de miembros colectores solares 68 portados por la cubierta 58 entre la tubería de entrada 64 y la tubería 66 salida. Cada uno de la pluralidad de miembros colectores solares 68 consiste de una pluralidad de canales 70 para transportar el líquido. La tubería de entrada 64, la pluralidad de miembros colectores solares 68, y la tubería 66 de salida están preferentemente en comunicación fluida unos con otros. Los miembros colectores solares 68 se hacen preferentemente de aluminio o titanio. Expertos en la materia apreciarán que los miembros colectores solares 68 pueden ser hechos de cualquier otro tipo de material que tenga propiedades ligeras similares. La presente invención también contempla el uso de matenal polimérico, tal como un policarbonato, para formar los miembros colectores solares 68. El material de policarbonato es preferentemente un color oscuro para mejorar las propiedades de absorción de calor. Los expertos en la materia apreciarán que los miembros colectores solares pueden también consistir de tanto de un material claro como de un material oscuro para mejorar aun más las propiedades de absorción de calor. El dispositivo calentador de fluido puede también incluir una cubierta 72 colocada para recubrir la pluralidad de miembros colectores solares 68. La cubierta 72 se hace preferentemente de un material de resina. Más específicamente, la cubierta 72 puede ser un convertidor transparente
proporcionado bajo la marca registrada Lexan®. El dispositivo calentador de fluido 56 puede comprender una bomba 74 en comunicación con la entrada 60 para bombear el líquido a través de la pluralidad de miembros colectores solares 68. Los canales 70 de cada uno de los miembros colectores solares 68 pueden ser microcanales o nanocanales. Los microcanales están definidos preferentemente como teniendo una anchura (representada como "W" en la figura 6) mayor de un micrón. Los nanocanales se definen preferentemente como teniendo una anchura W de menos de un micrón. La anchura pequeña W de los canales 70 de los miembros colectores solares 68 mejora favorablemente la absorción de calor del líquido a medida que pasa a través de los miembros colectores solares. Por consiguiente, el dispositivo calentador de fluido 56 de la presente invención disminuye de manera importante la cantidad de energía necesaria para hacer girar una turbina 54 en un sistema 52 de generación de energía. El dispositivo calentador de fluido 56 puede también consistir de una pluralidad de soportes 86 y sujetadores 76 conectados con el flanco de la cubierta 68 para sujetar la cubierta 72 a una porción superior de la cubierta. Los soportes 86 pueden ser, por ejemplo, soportes en forma de L, o cualquier otro tipo de soporte apropiado. Los sujetadores 76 pueden ser, por ejemplo, remaches. Los especialistas en la materia, sin embargo, apreciarán que los sujetadores 76 pueden ser cualquier otro tipo de sujetador adecuado para asegurar la cubierta 72 a una porción superior de la cubierta 58. Como quizás se ilustra mejor en las figuras 6 y 7, el dispositivo calentador de fluido 56 comprende un aislamiento 78 entre una porción superior de la pluralidad de miembros colectores solares 68 y una porción inferior de la cubierta 72. El aislamiento 78 puede ser, por ejemplo, aire o cualquier otro aislamiento apropiado como lo comprenderán los expertos en la materia. El dispositivo calentador de fluido 56 puede también incluir un aislamiento 80 entre una porción inferior de la pluralidad de miembros colectores solares 68 y una porción inferior de la cubierta 58. El aislamiento 80 colocado debajo de los miembros colectores solares 68 puede ser, por ejemplo, de material de
poliuretano, o cualquier otro material similar que será comprendido por los expertos en la materia. Se puede proveer un sello 82 entre la cubierta 72 y la cubierta 58. El sello 82 puede ser, por ejemplo, un burlete o cualquier otro material conveniente para formar un sello entre la cubierta 72 y la cubierta 58. El sello 82 mejora favorablemente la eficacia del dispositivo calentador de fluido 56, dando por resultado mayores ahorros de energía por parte del sistema 52 de generación de energía. El líquido usado en el dispositivo calentador de fluido 56 es preferentemente un refrigerante. Por ejemplo, se puede utilizar propano como un líquido en el dispositivo calentador de fluido 56, o cualquier otro refrigerante similar como será comprendido por los expertos en la materia. El dispositivo calentador de fluido 56 utiliza preferentemente un sistema de fluido cerrado, es decir, no hay pérdida de fluido durante el uso del dispositivo calentador de fluido. Como se ilustra, por ejemplo, en la figura 2, puede preverse un almacenaje de fluido 84 para almacenar fluido usado por el dispositivo calentador de fluido 56. El almacenaje de fluido 84 se puede ser, por ejemplo, un depósito. Los expertos en la materia apreciarán que el almacenaje de fluido 84 puede ser también cualquier otro tipo de dispositivo de almacenaje. La operación del sistema 52 de generación de energía se describe en mayor detalle. Más particularmente, el sistema 52 de generación de energía es preferentemente un sistema cerrado. Más específicamente, y con referencia a la figura 5, el fluido se bombea preferentemente a través de la tubería de entrada 64 hacia la entrada 60 de la cubierta 58. Posteriormente, el fluido pasa a través de los canales 70 de los miembros colectores solares 68. Al alcanzar una temperatura específica, el fluido sale de los canales 70 de los miembros colectores solares 68 hacia la tubería 66 de salida. El fluido enseguida sale de la cubierta 58 a través de la salida 62 en una temperatura calentada. Más específicamente, el fluido es preferentemente sobrecalentado al salir del dispositivo calentador de fluido 56. El líquido sobrecalentado se utiliza para hacer girar la turbina 54 del sistema 52 de generación de energía para con ello generar electricidad. La electricidad que es producida por la turbina 54 se suministra a la estructura adyacente 18. Después
de que el fluido es utilizado por la turbina 54, se regresa a la tubería de entrada 64 a una temperatura enfriada. Después de eso, el proceso inicia de nuevo cuando el líquido enfriado se bombea de regreso hacia el dispositivo calentador de fluido 56 a través de la tubería de entrada 64. El dispositivo calentador de fluido 56 puede incluir una pluralidad de colectores (no mostrados) de modo que cuando el fluido alcance cierta temperatura, los colectores puedan re-dirigir el fluido para puentear los canales hacia la tubería 66 de salida y posteriormente hacia la turbina 54. El sistema 52 de generación de energía de la presente invención mejora significativamente los esfuerzos de conservación de energía. Más específicamente, el sistema 52 de generación de energía disminuye enormemente los costos asociados a la generación de electricidad. Es decir, el sistema 52 de generación de energía substituye las fuentes de energía típicas empleadas para hacer girar las turbinas 54, es decir, generación de vapor, carbón, aceite, etc., con una fuente de energía abundante, es decir, el sol. Un aspecto del método de la invención es la generación de energía. El método incluye calentar un fluido usando el dispositivo calentador de fluido 56, e introducir el fluido caliente a la turbina 54 del sistema 52 de generación de energía para hacer girar la turbina. Otro aspecto del método de la presente invención es un método para hacer negocios. Más particularmente, el método puede incluir la instalación de un sistema de transferencia de energía 12 o de un sistema 52 de generación de energía adyacente una estructura 18. El método puede también comprender la recepción de un porcentaje de los ahorros del costo energético como pago para la instalación del sistema de transferencia de energía 12 o del sistema 52 de generación de energía. Muchas modificaciones y otras modalidades de la invención vendrán a la mente de una persona calificada en la materia que tenga el beneficio de las enseñanzas presentadas en la descripción que precede y los dibujos asociados. Por lo tanto, se entenderá que la invención no debe estar limitada a las modalidades específicas descritas, y se pretende que las modificaciones y las modalidades queden incluidas dentro del alcance de las reivindicaciones anexas.
Claims (38)
1. Un sistema de transferencia de energía que comprende: un dispositivo para transferencia de energía que incluye por lo menos una entrada de agua y una salida de agua, dicho dispositivo de transferencia de energía está colocado adyacente a una estructura, y separado de una fuente de agua; por lo menos una tubería para entrada de agua que tiene un primer extremo conectado con la entrada de agua y un segundo extremo, enfrente del primer extremo, en comunicación con la fuente de agua, dicha tubería para entrada de agua se extiende dentro de un respectivo pasadizo perforado direccional y horizontalmente desde la fuente de agua hasta dicha entrada de agua; una tubería para salida de agua que tiene un primer extremo conectado con dicha salida de agua y un segundo extremo opuesto al primer extremo en comunicación con la fuente de agua, dicha tubería para salida de agua se extiende dentro de un pasadizo perforado direccional y horizontalmente desde la salida de agua hasta la fuente de agua; en donde la tubería para entrada de agua se utiliza para extraer el agua de la fuente de agua y transportarla hacia el dispositivo de transferencia de energía, y en donde la tubería para salida de agua se utiliza para descargar agua desde el dispositivo de transferencia de energía hasta la fuente de agua; en donde el segundo extremo de la tubería para entrada de agua extrae agua de la fuente de agua a por lo menos una profundidad de extracción predeterminada, y el segundo extremo de dicha tubería para salida de agua descarga agua en la fuente de agua a una profundidad de descarga predeterminada.
2. Un sistema de transferencia de energía según la reivindicación 1 , en donde la profundidad de extracción predeterminada es mayor que la profundidad de descarga predeterminada.
3. Un sistema de transferencia de energía según la reivindicación 1 , en donde la profundidad de extracción predeterminada está entre 100 y 1200 metros.
4. Un sistema de transferencia de energía según la reivindicación 1 , en donde la profundidad de extracción predeterminada está dentro de una zona afótica de la fuente de agua.
5. Un sistema de transferencia de energía según la reivindicación 1 , en donde el agua extraída de la profundidad de extracción predeterminada de la fuente de agua está a una temperatura entre 3o y 20° centígrados.
6. Un sistema de transferencia de energía según la reivindicación 1 , en donde la profundidad de descarga predeterminada está dentro de la zona fótica de la fuente de agua.
7. Un sistema de transferencia de energía según la reivindicación 1 , en donde la tubería para entrada de agua comprende una primera tubería para entrada de agua y una segunda tubería para entrada de agua.
8. Un sistema de transferencia de energía según la reivindicación 7, en donde la primera tubería para entrada de agua tiene un primer extremo conectado con el dispositivo para transferencia de energía y un segundo extremo en comunicación con la fuente de agua a una primera profundidad de extracción predeterminada, y en donde la segunda tubería para entrada de agua tiene un primer extremo conectado con el dispositivo para transferencia de energía, y un segundo extremo en comunicación con la fuente de agua a una segunda profundidad de extracción predeterminada.
9. Un sistema de transferencia de energía según la reivindicación 8, en donde la primera profundidad de extracción predeterminada es mayor que la segunda profundidad de extracción predeterminada.
10. Un sistema de transferencia de energía según la reivindicación 8, en donde la primera profundidad de extracción predeterminada está en una zona afótica de la fuente de agua para extraer agua fría de dicha fuente de agua, y en donde la segunda profundidad de extracción predeterminada está en la zona fótica de la fuente de agua para extraer agua caliente de dicha fuente de agua.
1 1. Un sistema de transferencia de energía según la reivindicación 10, en donde el agua fría extraída de la fuente de agua es utilizada por el dispositivo para transferencia de energía para refrescar la estructura adyacente.
2. Un sistema de transferencia de energía según la reivindicación 10, en donde el agua caliente extraída de la fuente de agua es utilizada por el dispositivo para transferencia de energía para proporcionar calor a la estructura adyacente.
13. Un sistema de transferencia de energía según la reivindicación 1 , que además comprende un dispositivo de desalinización en comunicación con el dispositivo para transferencia de energía para desalinizar el agua extraída de la fuente de agua.
14. Un sistema de transferencia de energía según la reivindicación 13, en donde dicho dispositivo de desalinización descarga agua mineral.
15. Un sistema de transferencia de energía según la reivindicación 14, que además comprende un dispositivo de almacenaje de agua para almacenar el agua mineral.
16. Un sistema de transferencia de energía según reivindicación 1 , en donde dicho dispositivo para transferencia de energía comprende por lo menos un intercambiador de calor o un generador de la energía.
17. Un sistema de transferencia de energía según la reivindicación 1 , que comprende además por lo menos una bomba o un compresor de aire en comunicación con dicha tubería para entrada de agua.
18. Un sistema de transferencia de energía, que comprende: un dispositivo para transferencia de energía que incluye una primera y segunda entradas de agua y una salida de agua, dicho dispositivo para transferencia de energía está colocado adyacente a una estructura, y separado de una fuente de agua; una primera tubería para entrada de agua que tiene un primer extremo conectado con la primera entrada de agua y un segundo extremo opuesto al primer extremo en comunicación con la fuente de agua, dicha primera tubería para entrada de agua se extiende dentro de un pasadizo perforado horizontal y direccionalmente desde la fuente de agua hasta la primera entrada de agua; una segunda tubería para entrada de agua que tiene un primer extremo conectado con la segunda entrada de agua y un segundo extremo opuesto al primer extremo en comunicación con la fuente de agua, dicha segunda tubería de entrada de agua se extiende dentro de un pasadizo perforado horizontal y direccionalmente desde la fuente de agua hasta la segunda entrada de agua; y una tubería para salida de agua que tiene un primer extremo conectado con la salida de agua y un segundo extremo opuesto al primer extremo en comunicación con la fuente de agua, dicha tubería para salida de agua se extiende dentro de un pasadizo perforado horizontal y direccionalmente desde la salida de agua hasta la fuente de agua; en donde la primera tubería para entrada de agua extrae agua de la fuente de agua a una primera profundidad de extracción predeterminada, y en donde la segunda tubería para entrada de agua extrae agua de la fuente de agua a una segunda profundidad de extracción predeterminada, y en donde dicha tubería para salida de agua descarga agua a la fuente de agua a una profundidad de descarga predeterminada; y en donde la primera profundidad de extracción predeterminada es mayor que la profundidad de descarga predeterminada y la segunda profundidad de extracción predeterminada.
19. Un sistema de transferencia de energía según la reivindicación 18, en donde la primera profundidad de extracción predeterminada está entre 10 y 250 metros.
20. Un sistema de transferencia de energía según la reivindicación 18, en donde la primera profundidad de extracción predeterminada está dentro de la zona afótica de la fuente de agua.
21 . Un sistema de transferencia de energía según la reivindicación 18, en donde el agua extraída de la primera profundidad de extracción predeterminada de la fuente de agua está entre 3o y 15° centígrados.
22. Un sistema de transferencia de energía según la reivindicación 18, en donde la profundidad de descarga predeterminada está dentro de una zona fótica de la fuente de agua.
23. Un sistema de transferencia de energía según la reivindicación 18, en donde la profundidad de descarga predeterminada y la segunda profundidad de extracción predeterminada son substancialmente similares.
24. Un sistema de transferencia de energía según la reivindicación 18, en donde la primera profundidad de extracción predeterminada está en una zona afótica de la fuente de agua para extraer agua fría de dicha fuente de agua; y en donde el agua fría extraída de la fuente de agua es utilizada por el dispositivo para transferencia de energía para refrescar la estructura adyacente.
25. Un sistema de transferencia de energía según la reivindicación 18, en donde la segunda profundidad de extracción predeterminada está en la zona fótica de la fuente de agua para extraer agua caliente de dicha fuente de agua; y en donde el agua caliente extraída de la fuente de agua es utilizada por el dispositivo para transferencia de energía para calentar la estructura adyacente.
26. Un sistema de transferencia de energía según la reivindicación 18, que además comprende un dispositivo de desalinización en comunicación con el dispositivo para transferencia de energía para desalinizar el agua extraída de la fuente de agua; en donde el dispositivo de desalinización descarga agua mineral; y que comprende además un dispositivo de almacenaje de agua para almacenar el agua mineral.
27. Un sistema de transferencia de energía según la reivindicación 18, en donde el dispositivo para transferencia de energía comprende un intercambiador de calor o un generador de energía.
28. Un sistema de transferencia de energía según la reivindicación 18, que comprende además por lo menos una bomba en comunicación con la primera y segunda tuberías para entrada de agua.
29. Un método para usar un sistema de transferencia de energía que comprende: colocar un dispositivo para transferencia de energía adyacente a una estructura, dicho dispositivo para transferencia de energía incluye por lo menos una entrada de agua y una salida de agua; extender por lo menos una tubería para entrada de agua a través de por lo menos un respectivo pasadizo perforado direccional y horizontalmente desde una fuente de agua separada del dispositivo para transferencia de energía hasta la entrada de agua; extender una tubería para salida de agua a través de un pasadizo perforado direccional y horizontalmente desde la salida de agua hasta la fuente de agua; y extraer el agua usando la tubería para entrada de agua desde una profundidad de extracción predeterminada, y descargar el agua a la fuente de agua usando la tubería para salida de agua a una profundidad de descarga predeterminada.
30. Un método según la reivindicación 29, en donde la profundidad de extracción predeterminada es mayor que la profundidad de descarga predeterminada.
31. Un método según la reivindicación 29, en donde la profundidad de extracción predeterminada está entre 10 y 250 metros.
32. Un método según la reivindicación 29, en donde la profundidad de extracción predeterminada está dentro de una zona afótica de la fuente de agua; y en donde la profundidad de descarga está dentro de una zona fótica de la fuente de agua.
33. Un método según la reivindicación 29, en donde el agua extraída de la profundidad de extracción predeterminada de la fuente de agua está entre 3o y 15° centígrados.
34. Un método según la reivindicación 29, en donde la etapa de extender la tubería para entrada de agua comprende además lejos extender una primera tubería para entrada de agua dentro de un primer pasadizo perforado direccional y horizontalmente desde una primera entrada de agua hasta la fuente de agua, y extender una segunda tubería para entrada de agua dentro de un segundo pasadizo perforado direccional y horizontalmente desde la fuente de agua hasta una segunda entrada de agua.
35. Un método según la reivindicación 34, en donde la etapa de extraer agua comprende además extraer agua desde una primera profundidad de extracción predeterminada usando la primera tubería para entrada de agua y extraer agua desde una segunda profundidad de extracción predeterminada usando la segunda tubería para entrada de agua; y en donde la primera profundidad de extracción predeterminada está en una zona afótica de la fuente de agua para extraer agua fría de dicha fuente de agua, y la segunda profundidad de extracción está en una zona fótica de la fuente de agua para extraer agua caliente de la fuente de agua.
36. Un método según la reivindicación 35, en donde el agua fría extraída de la fuente de agua es utilizada por el dispositivo para transferencia de energía para refrescar la estructura adyacente, y en donde el agua caliente extraída de la fuente de agua es utilizada por el dispositivo para transferencia de energía para calentar la estructura adyacente.
37. Un método según la reivindicación 29, que comprende además desalinizar el agua extraída de la fuente de agua, descargar el agua mineral y almacenar el agua mineral en un dispositivo de almacenaje.
38. Un método según la reivindicación 29, en donde el dispositivo para transferencia de energía comprende un intercambiador de calor o un generador de energía.
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