Fluidos naturales para calefacción y refrigeración
En las últimas décadas, las bombas de calor (HP) eléctricas basadas en el ciclo de compresión de vapor han mejorado considerablemente en eficiencia, flexibilidad y fiabilidad, constituyendo en la actualidad una de las opciones más prometedoras para reducir el consumo energético primario, no solo en aplicaciones de calefacción y refrigeración en edificios, sino también en procesos industriales. En cualquier caso, sigue existiendo un amplio margen de mejora, ya que para convertirse en la opción principal de las aplicaciones de calefacción y refrigeración, las bombas de calor deben ser más eficientes, ecológicas y económicas. En relación con su comportamiento medioambiental, es necesario resolver un aspecto muy importante: la utilización de un potencial de agotamiento de la capa de ozono (PACO) igual a 0 y refrigerantes con un potencial de calentamiento atmosférico (PCA) muy bajo. El proyecto «Next generation of heat pumps working with natural fluids» (NXTHPG), financiado con fondos europeos, ha dado un gran paso adelante para superar las barreras que impiden la utilización de refrigerantes naturales, lo que marca el comienzo de una nueva generación de bombas de calor basada en el uso de hidrocarburos y CO2 perfectamente viable y competitiva a nivel comercial. El proyecto NXTHPG pretende alcanzar una mayor eficiencia, con una mejora del 10-20 % en el factor de eficacia energética estacional y una reducción de la huella de carbono. El objetivo es reducir un 20 % el impacto total equivalente sobre el calentamiento atmosférico en comparación con hidrofluorocarbonos e hidrofluoroléfines o tecnologías de bomba de calor de absorción. Se dedicarán esfuerzos a la tarea de mantener los costes al mismo nivel o ligeramente superiores (10 %) a fin de introducir en el mercado una nueva tecnología segura, eficiente y rentable. En este sentido, se han identificado cinco casos o prototipos (tres para hidrocarburos y dos para CO2) fabricados y probados por los socios del proyecto. El CASO 1 es una HP aire-agua de 40kW para la obtención de agua caliente para calefacción que también cubre una pequeña parte de la demanda doméstica de agua caliente (DHW) gracias a la utilización de un limitador de recalentamiento. El circuito de refrigerante de la unidad es reversible, lo que le permite proporcionar calefacción y refrigeración. El CASO 2 es una HP geotérmica de 60kW para la obtención de agua caliente para calefacción que también cubre una pequeña parte de la demanda gracias a la utilización de un limitador de recalentamiento. Su circuito de refrigerante también es reversible y por tanto permite proporcionar calefacción y refrigeración. El CASO 3 se basa en una HP reforzadora de 50kW con un lazo de agua neutra (10-30ºC) (recuperación del calor residual de condensación (25-30ºC) o aguas residuales (10-15ºC)) de hasta 60ºC para la producción de DHW. El CASO 4 es una HP aire-agua de 30kW para la producción de agua caliente a 60ºC o hasta 80ºC para las aplicaciones de alta temperatura. El CASO 5 es una HP aire-agua de 50kW para aplicaciones de calefacción. El objetivo es el mercado de las reformas, principalmente la sustitución de sistemas viejos de calefacción con calderas de gas (5-6 viviendas familiares) por radiadores de alta temperatura como unidades terminales. Los resultados de la primera campaña experimental han sido muy prometedores, ya que en el caso de los prototipos para la producción de DHW se han medido coeficientes de rendimiento calorífico elevados en las HP, con valores superiores a 5 en el CASO 3 (HP reforzadora agua-agua que funciona con propano) y por encima de 4 en el CASO 4 (HP aire-agua que funciona con CO2) en la mayoría de las condiciones de funcionamiento.
Palabras clave
Fluidos naturales, calefacción y refrigeración, refrigerantes naturales, bombas de calor, huella de carbono
