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Sistema Coldairback, Energia elettrica da energia termica a temperatura ambiente
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Tiberio Simonetti
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Inviato il: 30/10/2018 16:18:35

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Questo è un impianto per la produzione di energia elettrica con prelievo di energia termica a temperatura ambiente. I cicli vengono descritti in modo molto dettagliato e supportati da equazioni termodinamiche specifiche.

Se alcuni passaggi dovessero essere poco chiari o incomprensibili sono sempre quì a disposizione.



Riassunto
Titolo : Sistema Coldairback per la produzione di energia elettrica da energia termica a temperatura ambiente.
Avevo presentato domanda nel 2007 basandomi su questa idea ed ottenuto il brevetto n° 0001383773. Sono passati ben 12 anni e le tecnologie sono cambiate ad un punto tale che mi hanno convinto a modificare il vecchio progetto. Così, ho semplificato i circuiti, ho usato aria al posto del Neon e utilizzato pressioni molto più basse. Il vecchio brevetto era abbastanza articolato, mentre questo nuovo progetto dimostra semplicità costruttiva, vantaggi enormi per costi, tempi di assemblaggio e volumi occupati. Il nome Coldairback è quasi un acronimo e sintetizza in modo abbastanza semplice l'idea.

Il vettore è aria liquida a circa 86-88 K e 3,8 Bar di pressione. Usando energia termica ambiente la si fa tornare allo stato gassoso facendola espandere su tre turbine coadiuvate da un compressore ed una pompa idraulica. In partenza è necessario fornire elettricità, dopo di che tutto il sistema si autosostiene. Questo è l'elenco dei dispositivi più importanti :

N° 4 scambiatori indicati con Sb1-Sb4 con radiatore Rad
N° 3 turbine, T1-T3 con i relativi generatori elettrici Gen1-Gen3;
N° 1 compressore indicato con P1 e un Booster da 200 Bar;
N° 1 depuratore indicato con Dep ; 2 pompe idrauliche indicate con P2-P3; 5 manometri indicati con M1-M5; 13 valvole V1-V13+1 valvola nebulizzatricerice VN+1 valvola di non ritorno VNR; 1 serbatoio contenente alcol etilico denaturato;
1 frigorifero criogenico+ 2 serbatoi d'aria A1-A2.
Portata d'aria per il circuito interno int-cric = 20 grammi / sec;
Portata d'aria per il circuito esterno ext-circ 10 grammi / sec.
Potenza meccanica sviluppata 906 watt / 10 grammi.


Descrizione vera e propria

Titolo : Sistema Coldairback per la produzione di energia elettrica da energia termica a temperatura ambiente.

Il circuito interno indicato con int-circ è formato da : Sb2, T3, Sb1, T2, P1 al cui interno scorre sempre aria sotto forma di gas. La sua pressione varia continuamente tra 1,9 e 2,7 Bar. Il circuito esterno indicato con ext-circ è formato da : P2, Sb2, Sb4, Sb3, T1, Sb1 al cui interno scorre aria liquida, in vapore o in gas. La sua pressione è sempre costante con P = 3,8 Bar.

Motivi per la scelta del fluido vettore aria.
La scelta dell'aria apporta diversi vantaggi. E' un gas perfettamente ecologico, depurato da CO2 e da altri gas inquinanti, facilmente liquefabile da frigoriferi criogenici e non asfissiante in caso di perdite accidentali. Il liquido aria in fondo a Sb2 subisce una polverizzazione prodotta dalla valvola nebulizzatrice Vn, creando in ingresso allo scambiatore un volume liquido-vapore molto ampio. L'impianto è isolato (gli scambiatori hanno involucro esterno sottovuoto) e gli attriti dei vari dispositivi vengono riassorbiti dai serbatoi Sb1 e Sb2. L'efficienza però è sempre inferiore a 1 in quanto non esistendo aria atmosferica in pressione, le perdite di fluido (inevitabili) devono essere reintegrate dai serbatoi di riserva A1-A2. Oltretutto, il prelievo di calore a temperatura ambiente in Sb3 è accompagnato da energia elettrica consumata dalla pompa P3 che spinge alcol etilico nel radiatore Rad e preleva energia elettrica esterna. Si decide per tutte le turbine e la pompa idraulica P2 (escluso gli scambiatori e il compressore P1 ) un rendimento = 0,7 e pressioni d'aria più basse possibili per avere rendimenti accettabili anche con impianti di piccola potenza. Per queste infatti si considerano compressioni tra 1,9 e 2,7 ed espansioni isobare costantemente a 3,8 Bar.

Avviamento dell'impianto e periodo transitorio del circuito.
Viene prelevata elettricità esterna per alimentare il frigo criogenico
(Ni-Free) e produrre aria liquida in A2. Per sicurezza è possibile produrre aria liquida anche con il gruppo Linde, chiudendo M1 sul serbatoio A1 ed inviando aria proveniente dal dissipatore Linde. Questa espande in A1 con P = 1 Bar per poi in controfase raffreddare se stessa, fino a completa liquefazione in A1 con T = 79 k. In seguito, vengono aperte per alcuni secondi le valvole V1, V3, V4 per espellere la normale aria presente in tutti i dispositivi, quindi il sistema invia aria liquida nel deposito Sb1. Le turbine ed il compressore partono con il gas che ancora esce dalle valvole V3 e V4, parzialmente chiuse (valvole a controllo elettrico) fino a che le temperature e le pressioni non si sono stabilizzate. Il sistema, con la lettura dei sensori, regola manometri, valvole e numero di giri delle pompe finchè non si raggiunge una certa stabilità. La pompa P3 è ferma, e la turbina T1 è spinta dalla differenza di pressione tra il serbatoio A2 e la valvola V4 parzialmente chiusa.

Energia termica esterna in Sb3 e partenza del circuito interno.
l'Alcol Etilico ha caratteristiche di fluidità fino a - 114 °C e quindi in grado di prelevare calore esterno e cederlo al fluido criogenico in Sb3 senza congelare. Il circuito interno, partendo dallo scarico della turbina adiabatica T3 (T = 86 k) ha il compito di prelevare in Sb1 non solo energia termica al gas in ingesso su Sb1 (T = 210 k) ma anche la sua energia di liquefazione, il cui valore, se la sua pressione critica è di 3,8 Bar, vale 1140 Joul (questo valore verrà trovato con il grafico di compressibilità).

La portata nel circuito interno è di 20 grammi / sec mentre la portata del circuito esterno vale 10 gr / sec. Il fluido in discesa in Sb1, per poter liquefare, deve raggiungere la sua temperatura critica che vale 93 k (P crit e T crit verranno trovati sul grafico di compressibilità) come indicato nel disegno in basso su Sb1 e cedere energia pari a (la capacità termica dell'aria vale 1 kj/kg) : (210 k - 88 k ) x 10 gr+1140 joul =2360 joul. L'altro gas (sempre aria con T = 86 k) in risalita con portata = 20 gr, deve prelevare : (2360 : 20 gr) =118 k +86 k (temp in uscita da T3) =204 k ( temp di uscita alta del circ int su Sb1). Questo valore è inferiore di 6 k rispetto alla temperatura in ingresso su Sb1 che vale come detto 210 k, quindi lo scambio diventa fattibile sia dal punto di vista fisico che meccanico. In sostanza, il gas in discesa su Sb1, entra nel deposito liquido già preparato anzitempo dal frigo criogenico e liquefa totalmente. Naturalmente è necessario calcolare le superfici esposte allo scambio ed i volumi, affinchè il gas abbia tempo e si verifichi una liquefazione totale (si farà un esempio su questo scambiatore).

Lavoro turbina T3
Sulla turbina adiabatica T3 è posto il manometro M3 tarato a 2,7 Bar, mentre il manometro M2 è davanti al compressore P1 e tarato a 1,9 Bar. T3 riceve aria a 2,7 Bar compressa da P1, ma raffreddata in Sb2 dal gas liquido che con T = 88 k in risalita, raffredda l'altro in discesa fino a T = 91 k. Il lavoro prodotto in T3 porta il gas in uscita a circa 86 k. Infatti si ha : 91 k x
(( 1,9 Bar / 2,7 Bar) x 0,94 (Z) ) * 0,286 = 83,7 k (valore teorico) con un delta T = 91 k - 83,7 = 7,2 k x 0,7 (efficienza) = 5,06 k (delta T reale). Infine, questo è il valore che deve essere tolto a 91 k per avere : 91 k - 5 k = circa 86 k. Il lavoro positivo prodotto con l'espansione vale : 5 k x 20 gr = 100 joul (descriverò in seguito il valore di Z).

Lavoro pompa idraulica P2
Il delta T tra il valore 91 k in uscita in basso su Sb2 ed il valore 88 k del gas liquido in ingresso su Sb2 merita un approfondimento. La pompa idraulica P2 (molto piccola ) dovrebbe spingere a pressione costante il liquido da Sb1 a Sb2 ( 10 gr / sec ) perchè tra i due serbatoi è P=cost=3,8 Bar ed il suo lavoro dovrebbe essere nullo, ma prima che il fluido entri in Sb2 la valvola nebulizzatrice Vn polverizza il fluido aumentando la uperficie di scambio tra pareti dello scambiatore e fluido. Questa operazione comporta un prelievo in più di energia da parte della pompa P2 ma che non ha influenza sui valori termodinamici all'interno del circuito. In sostanza, lo sforzo della pompa e quindi il suo assorbimento elettrico esterno può valere al massimo (con P = 8 Bar) una potenza pari a : (0,01 kg x 8 Bar x 10 metri) / 0,7 x 102= 11,2 joul. Questo valore compensa grosso modo l'energia che agisce con la nebulizzazione mentre le perdite reali della pompa potrebbero essere al massimo uguali a 2-3 joul ed essere caricate nel sistema. La pompa inoltre regola in Sb2 anche la portata e quindi la pressione del circuito esterno su tutti i vari dispositivi. La stessa cosa vale per P1 che opera nel circuito interno. La portata interna infatti dipende da questo dispositivo che accelera o diminuisce in velocità a seconda dei casi regolando gas e pressione (ma solo qualche decimo di Bar) in Sb2. Per regolazioni più ampie, se necessario, possono intervenire i manometri ed il blocco A1-A2.

Lavoro turbina T2
L'uscita in alto su Sb1 come calcolato vale 204 k ed il gas con questo valore entra in turbina T2. L'espansione è a pressione costante con P = 1,9 Bar e regolata dal manometro M2. Questo valore di pressione è quello che entra nel compressore P1. Il lavoro isobaro prodotto da T2 vale : 2360 joul (questa è l'entalpia che il gas in risalita deve prelevare dall'altro in discesa) x 0,287 (cost per l'aria) x 0,7 (rend)=+ 474 joul , mentre la temperatura in uscita da T2 vale : Tutto il lavoro prodotto diviso la quantità in grammi del gas, ed il risultato sottratto al valore di temperatura del fluido prima di entrare in turbina : 474 joul / 20 gr=23,7 k che sottratti a 204 k da il valore in uscita da T2 , ossia 204-23,7=180,3 k.

Compressione adiabatica del compressore P1.
Il gas con 180,3 k entra in P1 e viene compresso adiabaticamente da 1,9 a 2,7 Bar con un rendimento uguale a 0,85. Questa efficienza è ottenibile con pressioni molto basse in cui non ci sono trafilamenti di fluido e pochi attriti (compressore oil-free). L'aumento di temperatura con la compressione vale : 180,3 k x (2,7 / 1,9 ) *0,286 = 199,36 k con un delta T = 19,06 k che diviso per 0,85 = 22,42 k da un lavoro negativo di 22,42 x 20 gr = 448 joul. L'energia in più immessa dal compressore è rappresentata dall'incremento di temperatura di 22,42 k e caricata in ingresso allo scambiatore Sb2.

Scambi in Sb2
La T del fluido in uscita da P1 e in ingresso su Sb2 diventa : 180,3 + 22,4 = 202,7 k. In Sb2 inizia il raffreddamento fino a 91 k ed il fluido cede energia uguale a : (202,7 - 91 ) x 20 grammi = 2234 j. Il liquido in risalita ne preleva : 2234-1140 (entalpia evaporazione) : 10 gr = 109,4 k + 88 k (temp di partenza del liquido)=197,4 k valore inferiore di 5,3 k rispetto ai 202,7 in uscita da P1 per cui può essere accettato come temperatura del fluido in ingresso a Sb3. Sb4 è interdetto in quanto la valvola V8 è chiusa (descriverò in seguito lo scambiatore Sb4) ed il fluido passando attraverso la V7 si dirige verso Sb3.

Scambi in Sb3
L'uscita in basso su Sb2 vale come detto 91 k con P = 2,7 Bar , mentre in alto il gas in uscita da Sb2, entra in Sb3 passando sulla valvola V7, ed esce, dopo aver recuperato energia termica dal radiatore Rad. In questo circola Alcol Etilico liquido la cui temperatura vale circa 290 k. Il gas (proveniente da Sb2) invece entra in Sb3 con T = 197,4 k ed esce da Sb3 con un valore uguale a circa 288 k, poi entra in turbina T1 a pressione costante con P = 3,8 Bar. I valori di pressione vengono regolati (una sola volta) dal manometro M1 e dalla valvola V1 con il contenitore d'aria A1-A2 che entrano in azione solo se la pressione interna scende sotto ad un certo valore. Se invece i valori di pressione dovessero aumentare accidentalmente, allora vengono aperte le valvole di sicurezza V3 e V4. Tornando ancora allo scambiatore Sb3, secondo i valori di temperatura voluti in progetto, l'alcol etilico cede energia pari a : (288 k - 197,4 k) x 10 gr / sec = 906 joul termici

Lavoro turbina T1
La turbina T1 è soggetta ad una doppia sollecitazione. Da una parte (in Sb2) il gas liquido deve espandere (con espansione = cost = 3,8 Bar) e quindi tende ad accelerare, mentre dall'altra (in Sb1) lo stesso gas tende a liquefare diminuendo velocemente il suo volume. In sostanza, in Sb2, il gas spinge verso T1, mentre in Sb1 il gas aspira da T1. Il lavoro prodotto allora è doppio rispetto a quello se ci fosse un solo scambiatore : Lavoro T1 = ( 288 k -93 k ) x 10 grammi x 0,287 (costante aria ) x 2 (Sb2 ed Sb1 ) = 1119 joul x 0,7 (rend) = 783 joul. La sua temperatura di uscita ha un valore di : 783 j / 10 gr = 78,3 k e da quì si ottiene la T in uscita da T1 : 288 k - 78 = circa 210 k che è poi il valore di ingresso del gas in Sb1.

Saldo energetico e primo principio termodinamico.
Finita la descrizione dell'intero ciclo è possibile adesso fare un calcolo del lavoro positivo prodotto :

+ L estratto = 783 j (L T1)+ 474 j (L T2) + 100 j (L T3) = 1357 joul; mentre l'energia immessa vale:
Q immessa = 448 j (L P1) + 906 j (rad esterno)+3 j (L P2)=1357 joul. Netto = 1357-448-3 = 906 j meccanici che corrispondono all'energia termica prelevata in Sb3.

Il rendimento uguale a 1 è solo teorico perchè è stata consumata energia per comprimere in partenza aria nei serbatoi A1-A2 e al lavoro meccanico netto prodotto deve essere tolto ogni tanto quello necessario alla ricompressione. Con impianti di media potenza da 4-500 kw i rendimenti delle turbine centripete arrivano a circa 0,85-0,88 aumentando anche la potenza meccanica netta prodotta fino a circa 1,25 kjoul / 10 gr.

Confronto con il secondo principio termodinamico
Il secondo principio, fra i vari enunciati, fa anche riferimento all'impossibilità che un qualsiasi sistema possa funzionare se ha una sola fonte di calore. In sostanza è necessario che una parte dell'energia prelevata dalla fonte di calore primaria debba essere espulsa verso l'esterno (ossia verso l'ambiente). Nel merito questo non è possibile in quanto le temperature di lavoro sono molto al di sotto della T ambiente. Esiste però nell'impianto un pozzo di scarico dinamico in cui vengono scaricati gli attriti di tutti i dispositivi e che trasforma l'energia termica in avanzo (ossia gli attriti e tutte le perdite) in lavoro utile. Questo pozzo di scarico è il circuito interno. In esso infatti il gas criogenico in uscita dalla turbina T3, ed in risalita su Sb1, preleva nello scambio tutto il calore e l'energia di liquefazione dall'altro in discesa, per poi convertirla in lavoro utile prima in T2 e poi in T3 mantenendo costante ad ogni ciclo i valori di pressione e di temperatura.

In questo modo si è in perfetta sintonia anche con il secondo principio. L'entalpia di liquefazione invece ( 1140 j), prelevata in Sb1, è sempre la stessa e non viene trasformata in lavoro ma ceduta continuamente al fluido liquido in risalita su Sb2. Questo infatti ha necessità di tornare nello stato di gas ed essendo liquido e più freddo (86-88 k) rispetto all'altro compresso (202,7 k), non può fare altro che recuperare energia termica ed energia di vaporizzazione che lui stesso ha ceduto anzitempo in Sb1. Nello scambio (in Sb2) supera la temperatura critica che con P = 3,8 Bar vale 93 kelvin e va su di nuovo sottoforma di gas aumentando di volume e portando energia termica esterna in turbina T1. La pompa P2 che preleva il liquido in Sb1, in teoria non farebbe nessuno lavoro, perchè riceve e spinge a pressione costante (P ing pompa = P ing Sb2 = 3,8 Bar), mentre il lavoro di polverizzazione sulla valvola Vn non influisce sull'equilibrio temodinamico.

Approfondimento sulla liquefazione dell'aria in Sb1.
Se si fa riferimento alla tabella delle caratteristiche fisiche dei gas criogenici si nota il comportamento dell'aria nella zona critica. Tra il punto di ebollizione e quello di rugiada c'è una differenza di 3 k. In Sb1 allora nel punto critico = 93 k con il solo prelievo dell'energia di liquefazione il fluido scende di 3 k portandosi a 90 k. Una volta liquido, continua a scambiare con l'altro che in ingresso ha sempre 86 k. Con una media ponderata il liquido dovrebbe scendere sotto al valore di 88 k : (86 k x 20 gr + 90 k x 10 gr) : 30 gr= 87,3 k. Questa differenza rende stabile l'intero processo perchè la tendenza è ad un graduale raffreddamento del fluido.

Stabilizzare la temperatura con il circuito di reazione Sb4.
Lo scambiatore Sb4 è posizionato nel disegno tra gli scambiatori Sb2 ed Sb3. Questo, se innescato con la valvola V8 (chiudendo tutta o parzialmente la V7), provoca una reazione negativa sul valore di temperatura in ingresso allo scambiatore Sb1, ( T = 210 k) ed entra in funzione solo se il valore 210 k tende ad aumentare. Con la chiusura della valvola V7 e aprendo la V8, il fluido anzichè transitare direttamente in Sb3 entra prima in Sb4 raffreddando l'altro (ma è sempre se stesso) che dalla turbina T1 entra in Sb4 e va su in uscita verso lo scambiatore Sb1 con T = 210 k. La media ponderata infatti da : (210 x 10 gr + 197,4 x 10 gr) : 20 gr = 203,7 k. Questo valore sostituirebbe lentamente l'altro, cercando di reagire ad un eventuale aumento di temperatura.

La stessa cosa è necessaria nel caso invece la T scenda sotto i 205 k. Il sistema interviene allora chiudendo V12 ed aprendo V11 e V13. Il valore 204 k in ingresso alla turbina T2 verrebbe spostato verso Sb4 facendolo scambiare con l'altro a 197,4. Il nuovo valore in ingresso su T2 porterebbe ad una diminuzione della T in ingresso su Sb2 facendo diminuire a sua volta il valore 197,4 k e così via fino a mantenere un delta T accettabile tra T ingresso Sb1 e T ingresso T2 ( con Sb4 in sostanza, è possibile controllare i valori di temperatura in ingresso ed in uscita su Sb1 alto).

Produzione ed estrazione di aria liquida
Volendo, una parte di energia elettrica prodotta può andare ad alimentare il frigo ad azoto (o il gruppo Linde) per produrre aria liquida in avanzo e scaricarla aprendo la valvola V6 sul deposito in Sb1. Naturalmente è possibile ottenere risultati simili pure con gas diversi dall'aria e quindi l'idea rivendica anche l'utilizzo di un'altro tipo di gas utile come gas vettore per produrre sia energia elettrica che gas liquidi.

Manometri elettrici M1-M5 e valvole V1-V13.
Questi dispositivi devono essere a variazione di pressione e di portata (con motori elettrici). IL sistema dopo aver prodotto aria liquida, apre la valvola V2 ed invia il fluido in fondo a Sb1. Per l'inserimento del liquido nebulizzato in Sb2 viene aperta la valvola V5 dopo di che la pompa P2 inizia ad inviare il liquido verso Sb2. Nel frattempo il serbatoio A2 invia gas in pressione in Sb1- Sb2 e il compressore P1 comprime gas in Sb2. I manometri criogenici si posizionano con comando a motore al valore di pressione voluto dall'algoritmo che legge i valori dai sensori posizionati nei vari punti del circuito. Se non dovessero essere conformi a quanto stabilito, il sistema interviene sui vari dispositivi stabilizzando temperature e pressioni.

Calcolo dell'entalpia di liquefazione con Grafico generalizzato.
Leggendo la tabella delle caratteristiche fisiche dei fluidi criogenici , in riferimento all'aria , vengono acquisiti subito i valori di T crit, di P crit e tutti gli altri. Con questi è possibile interpretare il grafico di compressibilità. In riferimento all'aria, si ha P rid = 0,1 quando la sua pressione reale viene divisa per la sua pressione critica : P rid = 3,8 Bar / 37,7 Bar = 0,1. Allo stesso modo si calcola la T rid che vale: 93 k / 132,6 k = 0,7. Nel grafico di compressibilità si notano 3 zone, quella liquida, quella liquido-vapore e quella del gas. La zona di vapore parte con T crit = 0,6 quando la pressione vale 1 Bar e la temperatura del fluido vale appunto 0,6 x 132,6 = 79,6 kelvin. Nel merito con T crit = 93 k è appunto : 0,7 x 132,6 = 93 k ed in corrispondenza sulle pressioni ridotte c'è il valore 0,1 che moltiplicato per 37,7 da circa 3,8 Bar. Tutta la zona di vapore (guardando sempre il grafico) è divisa in settori la cui area in millimetri vale : 2172 + 1400 + 514 + 408 + 303 + 185 = 4982 mm quadri (il grafico è ingrandito ma applicando lo stesso sistema alla superficie che si ha a disposizione si ottengono gli stessi risultati). Partendo a sommare le aree dal valore T rid = 0,7 fino ad arrivare a T rid = 1 si trova un valore uguale a 2810 mm quadri , equivalenti all'entalpia compresa tra 0,7 ed 1. Ora conoscendo l'entalpia di liquefazione dell'aria ad 1 Bar di pressione (201,5 kj / kg e 2,015 kj / 10 gr ) con Trid = 0,7 è possibile trovare quella compresa tra 0,7 ed 1 che vale : (2810 / 4982) x 2,015 kj / gr = 1136 joul arrotondati a 1140 joul.

Individuazione del fattore di compressibilità Z sul grafico.
L'unico dispositivo su cui è necessario calcolare il valore di Z è la turbina adiabatica T3 ( le altre espansioni e compressioni hanno tutte un valore di Z tra 0,99 e 1 ). Su questa infatti confluisce il fluido con T = 91 k e pressioni tra 2,7 e 1,9 Bar. Con 91 k si ha T rid = 91 / 132,6 = 0,686 mentre con 2,3 Bar (P media tra 2,7 e 1,9) si ha P rid = 2,3 / 37,7 = 0,061. Riportando ora i due valori sul grafico si troverà un punto di incontro che da un valore di Z uguale a circa 0,94. Questo coefficiente (Z) rappresenta l'influenza dell'energia potenziale sull'energia cinetica dei gas.

Criteri di scelta per gli scambiatori di calore Sb1-Sb4
Lo scambio energetico in Sb1 per liquefare 10 grammi d'aria al secondo tra T ingresso = 210 k e T uscita liquida = 88 k vale come già calcolato 2360 joul. Questo è il valore energetico che deve essere trasmesso dall'aria in pressione all'altro fluido criogenico (pure aria) a più bassa temperatura. I volumi dei rispettivi fluidi sono esigui. Ad esempio i 10 gr d'aria che devono essere liquefatti in Sb1 corrispondono a circa : [10 gr : 1,63 (peso spec a 210 k)] : 3,8 (press) = 1,6 lt , mentre un attimo prima della liquefazione hanno volume di : [10gr : 3,85 (peso spec a 93 k)] : 3,8 (press) = 0,68 lt. Lo stesso calcolo può essere fatto per l'altro fluido del circuito interno che con 20 grammi vale 6 lt a 204 k e 2,7 lt a 88 k. I volumi degli scambiatori, affinchè i fluidi rimangano almeno per 10 secondi al loro interno, dovanno avere volumi 10 volte più grandi prima che essi possano uscire definitivamente. Quindi uno scambiatore, dovrà avere grosso modo un volume uguale a circa 60 litri. Per poter occupare meno spazio possibile ed essere sicuri che con un delta minimo di 3-7 kelvin lo scambio e la liquefazione dell'aria siano assicurati, penso sia conveniente scegliere uno scambiatore a piastre del tipo ispezionabile. I costruttori garantiscono buona funzionalità anche con differenze di temperatura di un solo kelvin. I cambiamenti di fase presenti nel circuito esterno dovrebbero tra l'altro aumentare molto il cefficiente di scambio, ridimensionandone i volumi.

Perdite di carico nell'impianto
Costruite le condotte e gli scambiatori secondo quanto già detto in merito al calcolo dei volumi, le perdite di carico diventano irrilevanti. Anche i manometri e le valvole però devono essere un pò maggiorati.

Depliant turbina, riduttori di pressione, valvole e booster
Le macchine sono tutte in acciaio austenitico, come d'altronde anche le condotte (AISI 304, 304L, 316). L'inox è necessario se si hanno fluidi criogenici. La turbina centripeta, ad esempio, ha rendimenti sempre abbastanza alti anche quando la sua grandezza è esigua con potenze che partono da qualche kw fino a alcune migliaia di kw.

Produzione di Idrogeno e scissione della CO2
Volendo, una piccola parte di elettricità può essere utilizzata per scindere la molecola CO2 e depurare l'ambiente. Ugualmente è possibile produrre Idrogeno ed ossigeno da elettrolisi per poi riutilizzarli come carburanti per autotrazione o altro.

Originalità, fattibilità ed interesse a costruire
Per concludere, evidenzio i punti principali sui quali si basa la domanda di brevetto : E' originale, in quanto non risulta in funzione (per quanto mi è stato possibile vedere sulla rete), ne in Italia ne all'estero un impianto che produca energia nel modo in cui l'idea è stata sviluppata. E' fattibile sia dal punto di vista fisico che meccanico, con prodotti all'avanguardia presenti sul mercato a prezzi accettabili. E' interessante economicamente perchè produce energia a basso prezzo e gas liquidi anche per scopi diversi da quelli strettamente necessari all'impianto stesso.

In fede Tiberio Simonetti

Rivendicazioni
1- L'impianto è caratterizzato dal fatto che prelevi energia termica a temperatura ambiente, la ceda al gas criogenico interno ( in questo caso aria, ma è possibile usare anche un' altro gas utile allo scopo) e la trasformi in energia meccanica e quindi elettrica.
2- L'impianto è caratterizzato dal fatto che depuri aria atmosferica con la "cattura" della CO2 e la depositi nel depuratore per essere scissa poi in Carbonio ed Ossigeno.
3- L'impianto è caratterizzato dal fatto che può produrre ed estrarre aria liquida (e se necessario pure altri gas liquidi) anche per scopi diversi da quelli descritti nell'impianto.
In fede : Tiberio Simonetti

Claims
1- The system is characterized by the fact that it takes thermal energy at room temperature, gives it to the internal cryogenic gas (in this case air, but it is also possible to use another gas useful for the purpose) and transform it into mechanical energy and then electricity.
  
  2- The plant is characterized by the fact that it purifies atmospheric air with the "capture" of the CO2 and the deposits in the purifier to be then divided into Carbon and Oxygen.
  
3- The plant is characterized in that it can produce and extract liquid air (and if necessary also other liquid gases) also for purposes other than those described in the plant.

In faith: Tiberio Simonetti



















Immagine Allegata: disegno impianto Coldairback.jpg
 
ForumEA/T/disegno impianto Coldairback_3.jpg



Modificato da Tiberio Simonetti - 30/10/2018, 16:27:02
 

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ForumEA/T/grafico generalizzato dei gas_1.jpg

 

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Immagine Allegata: tabella caratteristiche fisiche dei fluidi.jpg
 
ForumEA/T/tabella caratteristiche fisiche dei fluidi_2.jpg

 

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ForumEA/T/Turbine centripete reversibili inox_1.jpg

 

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ForumEA/T/Valvola inox per regolare fluidi criogenici_1.jpg

 

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ForumEA/T/riduttore di pressione inox per alte portate ed alte pressioni_1.jpg

 

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Inviato il: 30/10/2018 16:23:40

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lupocattivo

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Inviato il: 27/06/2019 16:54:46

CITAZIONE (Tiberio Simonetti, 30/10/2018 16:18:35 ) Discussione.php?215381&1#MSG0

http://

Questo è un .... bla bla bla ...

...ed ottenuto il brevetto n° 0001383773.

Sono passati ben 12 anni e le tecnologie sono cambiate ad un punto tale che mi hanno convinto a modificare il vecchio progetto...



Incredibile!!! Quelli del M.I.S.E. lo hanno perso!

http://www.energialternativa.info/public/newforum/ForumEA/U/brevetto-inesistente.jpg

 

Tiberio Simonetti
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Inviato il: 28/06/2019 10:11:58

[quote=lupocattivo, 27/06/2019 16:54:46 ?Discussione.php?215381&1#MSG7]CITAZIONE (Tiberio Simonetti, 30/10/2018 16:18:35 ) Discussione.php?215381&1#MSG0

http://

Questo è un .... bla bla bla ...

...ed ottenuto il brevetto n° 0001383773.

Sono passati ben 12 anni e le tecnologie sono cambiate ad un punto tale che mi hanno convinto a modificare il vecchio progetto...



Incredibile!!! Quelli del M.I.S.E. lo hanno perso!



Sulla Bibbia sta scritto : "Stai attento ai superbi ed agli orgogliosi e cerca per quanto ti è possibile di evitarli perchè a lungo andare se rimani con loro diventerai come loro".

Stai attento lupocattivo perchè la diffamazione sulla rete può essere perseguita dalla Procura della Repubblica ed anche se ti nascondi dietro ad uno pseudonome sei sempre rintracciabile. Da adesso in poi non mi rivolgere più la parola.

Te lo dico di nuovo : Stai attento a quello che scrivi e non cercare guai.




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Claudio

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Inviato il: 28/06/2019 12:43:18

Tiberio non ti sembra di esagerare??



Spiegami cortesemente dove vedi la diffamazione o la tentata diffamazione.



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Claudio

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Inviato il: 28/06/2019 13:00:19

Ha solo fatto la ricerca nel modo sbagliato, bastava dirgli questo, non vedo diffamazione o tentativi.


Stai attento a come ti rivolgi agli utenti del forum, non si accettano minacce di nessun tipo, a torto o a ragione .

Sono stato chiaro??

Non ci sarà una seconda volta




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Tiberio Simonetti
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Inviato il: 28/06/2019 13:47:22

CITAZIONE (Claudio, 28/06/2019 13:00:19 ) Discussione.php?215381&1#MSG11

Ha solo fatto la ricerca nel modo sbagliato, bastava dirgli questo, non vedo diffamazione o tentativi.


Stai attento a come ti rivolgi agli utenti del forum, non si accettano minacce di nessun tipo, a torto o a ragione .

Sono stato chiaro??

Non ci sarà una seconda volta




Non scriverò più una sola parola su questo Blog.
Non ci sarà una seconda volta. Chiedo la cancellazione immediata.
Buona salute a tutti.

 

Claudio

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Inviato il: 28/06/2019 13:52:47

Se vuoi minacciare fallo in privato e il problema è fra di voi, ma se lo fai in pubblico il problema diventa del forum.

Queste sono le regole se non ti piacciono il problema è tuo.



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Tiberio Simonetti
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Inviato il: 28/06/2019 14:01:12

CITAZIONE (Claudio, 28/06/2019 13:52:47 ) Discussione.php?215381&1#MSG13

Se vuoi minacciare fallo in privato e il problema è fra di voi, ma se lo fai in pubblico il problema diventa del forum.

Queste sono le regole se non ti piacciono il problema è tuo.



Confermo quanto già detto prima : Chiedo una immediata cancellazione
da questo Blog.
Grazie

 

Claudio

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Inviato il: 28/06/2019 14:04:21

Fatto!!



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