Reivindicaciones
1. 1. Central helio-térmica congestión exergética del calor, basada en una configuración decentral solar térmica con captadores solares de concentración de laradiación que sirven para calentar un fluido calorífero, que a suvez alimenta energéticamente a un fluido de trabajo de un ciclotermodinámico, caracterizada por que se estructura en unconjunto de sectores por los que consecutivamente circula el fluidode trabajo, identificándose los sectores necesarios por aplicacióndel criterio de que las especificidades de calentamiento en lossectores comporten valores del factor de concentración solar, o delcoeficiente global de transmisión de calor entre la superficie deabsorción y el fluido calorífero, que difieran entre sectoresconsecutivos más de un 25%; pudiendo eventualmente haber un únicosector, por identificarse sólo una función de calentamiento delfluido de trabajo, que en todo caso es el mismo en todos lossectores que potencialmente tenga la central, y están conectadosentre sí a través de un único circuito de fluido de trabajo; yteniendo el fluido calorífero, una corriente o circuito específicopara cada sector, lo cual incluye sus propios sistemas dealmacenamiento térmico, indirecto o de alta temperatura y directo ode relativamente baja temperatura, entendiendo por relativamentebaja temperatura que está por debajo de la temperatura nominal delfluido calorífero de ese sector, y una pluralidad de bombas ocompresores, válvulas y detectores de instrumentación queconstituyen también el circuito termo-fluido de cadasector de la central; que como circuito cuenta también con unapluralidad de intercambiadores de calor (13, 20) que conectantérmicamente con el sistema de almacenamiento térmico indirecto ensu carga y en su descarga, y con el intercambiador de calorprincipal (2) entre el fluido calorífero y el fluido de trabajo queconecta térmicamente con el circuito del fluido de trabajotermodinámico. 2. 2. Central helio-térmica congestión exergética del calor, según reivindicación primera, caracterizada por que cada sector de la central consiste enun gran circuito termo-fluido que contiene: 3. - unabatería de captadores de radiación solar (1) , que comprende unaparte de concentración óptica y unos tubos absorbedores por cuyointerior circula y se calienta el fluido calorífero; 4. - unintercambiador principal (2) , que puede ser de contacto directo oindirecto, según el tipo de ciclo termodinámico empleado, y quetransfiere el calor del fluido calorífero al fluido de trabajotermodinámico, efectuando en esa transmisión la función específicade ese sector del campo, que puede ser de mero calentamientosensible, con el consiguiente aumento de temperatura del fluido detrabajo, o de ebullición de éste cuando la función es la degeneración de vapor; aunque en el caso de contacto directo en elintercambiador, el mismo fluido calorífero pasa a ser fluido detrabajo, saliendo como tal de este componente por el conducto (6) , y volviendo a él como fluido de trabajo retornado por el conducto (5) , pasando a ser de nuevo fluido calorífero al volver a salir delintercambiador por el conducto (4) que comunica con el circuito queva a la batería de captadores solares 1; 5. - undepósito (7) del fluido calorífero que aporta fluido al circuitodel sector, o lo extrae, en función de las condiciones de trabajodel sector; 6. - unapluralidad de circuladores, seleccionados entre bombas ocompresores, (34) , que propician el movimiento del fluidocalorífero a lo largo del circuito del sector, y las válvulas decorte y de regulación, (39) , que controlan ese movimiento; 7. - unsistema de almacenamiento indirecto, o de alta temperatura, entendiendo por esta denominación que está por encima de latemperatura nominal del fluido calorífero de ese sector, es decir, la temperatura para alimentar nominalmente al intercambiadorprincipal (2) de conexión térmica con el fluido de trabajo, especificándose que este sistema tiene su propio fluido interior, que no se mezcla con el fluido calorífero; 8. - unsistema de almacenamiento térmico general, o directo, derelativamente baja temperatura, entendiendo por esta denominaciónque está por debajo de la temperatura nominal del fluido caloríferode ese sector, coincidiendo en este caso el fluido primario delalmacenamiento con el propio fluido calorífero. 9. 3. Central helio-térmica congestión exergética del calor, según reivindicaciones primera ysegunda, caracterizada por que el sistema de almacenamientode alta temperatura comprende: 10. - unintercambiador de calor (13) de conexión térmica del fluidocalorífero emergente de la batería de captadores solares (1) con elalmacenamiento de alta temperatura (15) , siendo este intercambiadorde contacto térmico indirecto del fluido calorífero con el fluidodel almacenamiento, y no habiendo por tanto mezcla alguna de losdos fluidos; 11. - undepósito, seleccionado entre simple o múltiple, (15) , de materialtermorresistente que acoge el calor aportado por el intercambiador (13) ; y que como material termorresistente puede usar al propiofluido del almacenamiento que circula por el circuito (14) ; y queen el caso de contacto térmico interno indirecto, tiene su propiointercambiador de calor indirecto que conecta térmicamente elfluido del almacenamiento con el material termorresistente ensí; 12. - unapluralidad de circuladores, seleccionados entre bombas ocompresores, (16) , que propician el movimiento del fluido delalmacenamiento a lo largo del circuito de carga térmica deldepósito mencionado de alta temperatura, y las válvulas de corte yde regulación, (18) , que controlan el movimiento; 13. - unintercambiador de calor (20) de descarga térmica del almacenamientode alta temperatura (15) , con contacto térmico indirecto del fluidodel almacenamiento con el fluido calorífero, que emerge calentadode éste intercambiador, para entrar en el intercambiador principal (2) , donde está conectado térmicamente con el fluido detrabajo; 14. - unapluralidad de circuladores, seleccionados entre bombas ocompresores, (17) , que propician el movimiento del fluido delalmacenamiento indirecto a lo largo del circuito de descarga delalmacenamiento de alta temperatura, y las válvulas de corte y deregulación, (19) , que controlan el movimiento de su fluido paraconectarse térmicamente con el fluido calorífero a través delintercambiador de descarga, (20) . 15. 4. Central helio-térmica congestión exergética del calor, según cualquiera de lasreivindicaciones anteriores, caracterizada por que el sistemade almacenamiento térmico general o directo, de relativamente bajatemperatura comprende: 16. - undepósito (22) de material termorresistente que acoge el caloraportado directamente por el fluido calorífero, bien porcalentamiento directo; bien por disponer de un intercambiador decalor indirecto que conecte térmicamente el fluido calorífero conel material termorresistente en sí; 17. - uncircuito de carga térmica, que está controlado por dos válvulas (38y 41) , y que extrae fluido calorífero del circuito principal deéste, que es el que conecta la batería de captadores solares con elintercambiador principal, para que ceda su calor en elalmacenamiento directo, devolviendo el caudal del fluido caloríferoaguas abajo del intercambiador principal; 18. - uncircuito de descarga térmica, inverso al anterior, y que estácontrolado por dos válvulas (36 y 40) , que toma fluido caloríferotras emerger del intercambiador principal, y es devuelto, trascalentarse a su paso por el almacenamiento, aguas arriba delintercambiador de descarga térmica del sistema de almacenamientoindirecto; 19. - unapluralidad de circuladores, seleccionados entre bombas ocompresores, (35, 37) que propician el movimiento del fluidocalorífero a lo largo de los circuitos de carga y descarga térmicadel almacenamiento de baja temperatura, y las válvulas de corte yde regulación, (36, 38, 40 y 41) , de los circuitos de carga ydescarga térmica, que controlan el movimiento de este fluido paraconectarse directamente con el circuito del fluidocalorífero. 20. 5. Central helio-térmica congestión exergética del calor, según cualquiera de lasreivindicaciones 1-4, caracterizada por quela central, y cada uno de sus sectores, se configura con elsiguiente circuito de funcionamiento, que se determina por laapertura de válvulas y por la activación de las bombas ocirculadores realizadas teniendo en cuenta que la posición o estado, por defecto, de las válvulas será la de cierre, y en las bombas lade inactivación de tal manera que en condiciones de captación de lairradiación solar con las que no se alcanza el funcionamientonominal, y no queda energía térmica almacenada en sus sistemas dealmacenamiento de alta temperatura y de almacenamiento térmico debaja temperatura, en cada sector de la central el fluido caloríferocircula directamente desde la batería de captadores solares (1) a suintercambiador principal (2) correspondiente, por cuyo circuitosecundario circula el fluido de trabajo, estando inactivos todoslos componentes de carga y descarga térmica de los sistemas dealmacenamiento, y en particular el intercambiador (13) de carga delsistema de alta temperatura, por cuyo circuito secundario (14) nocircula fluido, estando el funcionamiento del intercambiadoranulado a tales efectos, estando la válvula (18) decierre-regulación del circuito secundario delintercambiador de carga del sistema de almacenamiento de altatemperatura y la válvula (19) de cierre-regulacióndel circuito primario del intercambiador de descarga del sistema dealmacenamiento de alta temperatura, cerradas, y las bombas (16) derecirculación del fluido del almacenamiento en el circuito de cargadel sistema indirecto y (17) de recirculación del fluido delalmacenamiento en el circuito de descarga del sistema indirecto, ode alta temperatura, inactivas; y estando cerradas las válvulas (41y 38, y 36 y 40) , de los ramales de carga y descarga del sistemadirecto de almacenamiento térmico de baja temperatura, estandoademás inactivas la bomba (35) de recirculación del fluidocalorífero en el retorno de conexión entre el intercambiadorprincipal (2) y el sistema de almacenamiento directo, y la bomba (37) de recirculación del fluido calorífero en el retorno deconexión entre el almacenamiento directo y el circuito principal, en carga del almacenamiento. 21. 6. Central helio-térmica congestión exergética del calor, según cualquiera de lasreivindicaciones 1-4, caracterizada por quela central, y cada uno de sus sectores, se configura con elsiguiente circuito de funcionamiento, que se determina por laapertura de válvulas y por la activación de las bombas ocirculadores realizadas teniendo en cuenta que la posición o estado, por defecto, de las válvulas será la de cierre, y en las bombas lade inactivación de tal manera que en condiciones en las que se hasuperado el nivel de captación solar que produce el funcionamientonominal del ciclo termodinámico de la central, el caudal másico yla temperatura del fluido calorífero a la salida de la batería decaptadores solares (1) de cada sector van por encima de sus valoresnominales correspondientes, y se activa el modo de carga térmica delos sistemas de almacenamiento, estableciéndose la circulación porel circuito secundario (14) del intercambiador (13) de altatemperatura, por lo que a la salida del mismo, el fluido delalmacenamiento adquiere temperatura por encima de la nominal, calentándose así el depósito térmico (15) de dicho sistema de altatemperatura, saliendo por el circuito primario de dichointercambiador el fluido calorífero a temperatura nominal, estandoabiertas las válvulas (18) de cierre-regulación delcircuito secundario del intercambiador de carga del sistema dealmacenamiento de alta temperatura y activada la bomba (16) derecirculación del fluido del almacenamiento en el circuito de cargadel sistema indirecto; y abriéndose las válvulas (41, 38) del ramalde carga del sistema de almacenamiento de baja temperatura y delramal de retorno del sistema de almacenamiento de baja temperaturaal circuito principal, en carga, a través de cuyo ramal, en el queestá activada la bomba (37) de recirculación del fluido caloríferoen el retorno de conexión entre el almacenamiento directo y elcircuito principal, en carga del almacenamiento, pasa el caudal defluido calorífero excedente sobre el valor nominal, para volver ala batería de captadores (1) ; llegando por el circuito principal, al intercambiador principal (2) , exactamente el caudal nominal defluido calorífero, con la temperatura nominal, lo cual se verificapor el medidor de caudal másico y de temperatura del fluido delsistema de almacenamiento de baja temperatura (25) y el medidor decaudal másico y de temperatura del fluido a la entrada delintercambiador principal (27) , manteniéndose así el funcionamientonominal del ciclo termodinámico de la central. 22. 7. Central helio-térmica congestión exergética del calor, según cualquiera de lasreivindicaciones 1-4, caracterizada por quela central, y cada uno de sus sectores, se configura con elsiguiente circuito de funcionamiento, que se determina por laapertura de válvulas y por la activación de las bombas ocirculadores realizadas teniendo en cuenta que la posición o estado, por defecto, de las válvulas será la de cierre, y en las bombas lade inactivación de tal manera que estando llenos total oparcialmente los depósitos térmicos de alta temperatura (15) y debaja temperatura (22) de los sistemas de almacenamiento de alta ybaja temperatura respectivamente, y estando en condiciones decaptación de la irradiación solar que no llega a producir elfuncionamiento nominal del ciclo termodinámico de la central, losvalores de caudal másico y temperatura del fluido calorífero a lasalida de la batería de captadores solares (1) son insuficientes, al estar por debajo de los valores nominales correspondientes, y ental caso se activan los sistemas de descarga térmica de ambosdepósitos (15 y 22) , aportándose por el sistema directo, o de bajatemperatura, el caudal másico de fluido calorífero que falta paracompletar hasta el valor nominal el caudal másico aportado por labatería de captadores solares (1) , para lo cual se activa la bomba (35) y se abren las válvulas (36) y (40) ; y se calienta el caudalconjunto de fluido calorífero, tras esa complementación, hasta elvalor nominal de temperatura, por la acción del intercambiador (20) de descarga térmica del almacenamiento indirecto o de altatemperatura, para lo cual se abren las válvulas (19) y se activa labomba (17) ; y por lo cual, la mezcla o caudal conjunto de loscaudales másicos, aportados desde la batería de captadores solares (1) y desde el almacenamiento directo, al intercambiador principal (2) , tiene no sólo el caudal másico nominal, sino la temperaturanominal, lo que se verifica por el medidor (27) .
