Una bomba de calor de gran eficiencia
Los elevados costes iniciales y el largo periodo de amortización, debido a una eficiencia insuficiente, han limitado anteriormente el uso de la tecnología de bombas de calor. Este problema es objeto de estudio en el proyecto «Development of high efficiency Stirling heat pump» (EFFIHEAT) , que se dedica a diseñar una tecnología de bomba de calor geotérmica (GHP) capaz de lograr ahorros de energía drásticos.Su aplicación a gran escala podría ahorrar 30 millones de euros al año. La tecnología de bomba de calor geotérmica rentable se basa en un nuevo diseño de motor Stirling que funciona en un ciclo inverso y alcanza un coeficiente de rendimiento un 25 % superior.El equipo creó una bomba de calor Stirling oscilante a partir de una máquina eléctrica de pistón libre. Optimizaron los pistones, los émbolos y los intercambiadores de calor para aprovechar al máximo la transferencia de calor y evitar fugas. La innovación aportada eleva su fiabilidad por encima de los diseños convencionales, al necesitar menos mantenimiento y disfrutar de una vida útil más prolongada. Se planteó además un modelo termodinámico con el que recabar información sobre las dinámicas del sistema al completo. Se desarrolló también un sistema de control dinámico en forma de equipo conjunto de hardware y software con el que regular el rendimiento del equipo eléctrico. Para aumentar el rendimiento de la máquina de calor Stirling se desarrolló un regenerador cilíndrico de tipo sándwich y otro de malla metálica entramada a modo de intercambiadores de calor internos. A ello se sumó la producción de un nuevo composite de alto rendimiento a base de hojas de polímero dopadas con nanopartículas o micropartículas para los regeneradores. Toda esta labor se consumó en la integración y las pruebas de la bomba de calor de EFFIHEAT, cuyos resultados se evaluaron mediante una encuesta y un estudio de validación empresarial y que revelaron que la tecnología de bomba de calor Stirling de EFFIHEAT se ajusta a las necesidades de los usuarios. La GHP creada ahorrará una gran cantidad de energía en edificios gracias a la mejora de la conversión energética que aporta una tecnología más eficaz y ayudará a cumplir los objetivos de la Unión Europea de reducción del consumo energético y de las emisiones de dióxido de carbono.
Palabras clave
Calor subterráneo, gas de efecto invernadero, geotérmico, bomba de calor Stirling, intercambiador de calor interno, polímero, cerámico, prototipo