¿Qué refrigerantes están disponibles para las bombas de calor?
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Stefano Fonseca es un ingeniero de energía y medio ambiente con más de seis años de experiencia en equipos técnicos de construcción (TGA). Combina la experiencia técnica con la pasión por la comunicación comprensible. Durante más de cinco años, ha escrito como editor independiente sobre energía renovable y vida sostenible, en particular sobre la energía fotovoltaica y las bombas de calor.
¿Qué refrigerantes están disponibles para las bombas de calor?
Los refrigerantes desempeñan un papel central en el funcionamiento de las bombas de calor. Son responsables de la transferencia de calor y, por lo tanto, de la eficiencia del sistema. Con el aumento de los requisitos ambientales y legales, elegir el refrigerante correcto es cada vez más importante. En este artículo, puede averiguar qué opciones están disponibles, cuáles son sus ventajas y desventajas y cuál es el futuro de los refrigerantes.
¿Qué son los refrigerantes en las bombas de calor?
refrigerantes son fluidos especiales que transfieren calor a las bombas de calor y, por lo tanto, permiten el proceso de calentamiento o enfriamiento. Absorben el calor a baja temperatura y lo liberan de nuevo a una temperatura más alta, creando un ciclo termodinámico.
En una bomba de calor, el refrigerante pasa por cuatro fases.
- Primero, se evapora en evaporadorabsorbiendo el calor del aire ambiente, el suelo o el agua.
- Luego se usa en sobrealimentador se comprime, aumentando la presión y la temperatura.
- A partir de entonces, el refrigerante se libera en condensador El calor absorbido se transfiere al sistema de calefacción y se vuelve a licuar.
- En el último paso, el refrigerante es válvula de expansión se relaja, haciendo que la presión y la temperatura bajen. Luego, el ciclo comienza de nuevo.
Esta función convierte al refrigerante en una parte indispensable de cada bomba de calor. Determina de manera decisiva la eficiencia y el respeto al medio ambiente de la planta. Por lo tanto, elegir el refrigerante adecuado no solo influye en el rendimiento sino también en la sostenibilidad de la bomba de calor.
¿Qué refrigerantes se utilizan en las bombas de calor?
En las bombas de calor se utilizan refrigerantes tanto naturales como sintéticos. Estos refrigerantes varían en cuanto a su compatibilidad ambiental, eficiencia y manejo.
Refrigerantes naturales son particularmente respetuosos con el medio ambiente, ya que tienen un bajo potencial de calentamiento global (GWP). Se utilizan con mayor frecuencia en bombas de calor CO2 (R744), propano (R290) y amoniaco (R717) usado.
refrigerantes sintéticos se fabrican industrialmente y ofrecen una amplia gama de usos. Entre los ejemplos se incluyen CARRETERA R32 y hidrofluoroolefinas (HFO) como R1234ze.
La siguiente es una descripción general de los refrigerantes utilizados en las bombas de calor:
¿Cuáles son las ventajas y desventajas de los refrigerantes naturales y sintéticos?
Refrigerantes naturales como el CO2, el propano y el amoniaco son respetuosos con el medio ambiente, ya que tienen un potencial de calentamiento global (GWP) muy bajo o nulo. Se considera que están preparadas para el futuro debido a su facilidad de regulación. También ofrecen una alta eficiencia energética y, a menudo, son rentables. Las desventajas incluyen el aumento de la inflamabilidad (por ejemplo, propano) o toxicidad (por ejemplo, amoniaco), lo que requiere medidas de seguridad. También requieren ajustes técnicos especiales, como la resistencia a la alta presión con CO2, lo que puede aumentar los costos del sistema.
refrigerantes sintéticos como el R32 o los HFO ofrecen versatilidad y altos estándares de seguridad, ya que no suelen ser tóxicos o solo son difíciles de quemar. Están establecidos en muchos sistemas existentes y tienen una infraestructura comprobada. Sin embargo, las desventajas incluyen su potencial de calentamiento global, a menudo elevado, lo que los impedirá parcialmente a partir de 2025. Las alternativas, como los HFO, pueden ser más respetuosas con el medio ambiente, pero son más caras y menos comunes.
He aquí un resumen de las ventajas y desventajas de los respectivos refrigerantes para bombas de calor:
¿Qué requisitos legales se aplicarán a partir de 2025?
A partir de 2025, ningún sistema nuevo de bombas de calor y aire acondicionado podrá Refrigerantes con potencial de calentamiento global (GWP) utilizado por más de 750 más. Este reglamento forma parte del reglamento de la UE sobre gases fluorados, que promueve la protección del clima y tiene por objeto promover el uso de alternativas más respetuosas con el medio ambiente.
Los refrigerantes sintéticos como el R410A, que se han utilizado con frecuencia hasta ahora, se ven particularmente afectados. Los refrigerantes naturales, como el CO2 (R744) y el propano (R290), así como las alternativas sintéticas con bajo potencial de calentamiento atmosférico, como los refrigerantes R32 o HFO (por ejemplo, el R1234ze), siguen estando permitidos.
Los operadores de la planta también deben realizar pruebas de fugas en los sistemas existentes y desechar los refrigerantes de manera respetuosa con el medio ambiente.
¿Cómo elijo el refrigerante adecuado para una bomba de calor?
El refrigerante adecuado para una bomba de calor se selecciona en función de los criterios de compatibilidad medioambiental, eficiencia y seguridad. Estos factores no solo influyen en el rendimiento de la planta, sino también en su sostenibilidad y en el cumplimiento de los requisitos legales.
- sostenibilidad ambiental es crucial, ya que los refrigerantes con un alto GWP ya no estarán permitidos en los nuevos sistemas a partir de 2025. En este sentido, los refrigerantes naturales como el CO2 (R744) o el propano (R290) son alternativas preparadas para el futuro.
- eficiencia también desempeña un papel, ya que los refrigerantes como el propano o el R32 permiten un funcionamiento eficiente desde el punto de vista energético debido a sus propiedades termodinámicas.
- Aspectos de seguridad A la hora de elegir, también se deben tener en cuenta la inflamabilidad o la toxicidad, ya que influyen en los costes de instalación y en la seguridad operativa.
En última instancia, la elección depende del uso previsto; por ejemplo, los refrigerantes naturales son adecuados para los hogares respetuosos con el medio ambiente, mientras que las alternativas sintéticas suelen ser más prácticas en los sistemas existentes.
Sostenibilidad y tendencias futuras en refrigerantes
El desarrollo de refrigerantes muestra una clara tendencia a alejarse de los HFC de alto potencial de calentamiento global y optar por alternativas naturales como el CO₂ y el propano, así como los HFO sintéticos. Los requisitos legales, como el plan de reducción gradual del Reglamento de la UE sobre gases fluorados, están reduciendo gradualmente la cantidad permitida de refrigerantes con un alto PCA de aquí a 2030. El gráfico muestra cómo el uso de estos refrigerantes está cayendo del 93% (2015) a solo el 21% (2030).
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La investigación y la innovación se centran en el desarrollo de refrigerantes naturales y su uso en sistemas más eficientes. Las tecnologías futuras, como la refrigeración magnética o los procesos termoeléctricos, podrían complementar o reemplazar los refrigerantes a largo plazo. Esto apoya los objetivos de neutralidad climática y hace que las bombas de calor sean más sostenibles.
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Fuente de la imagen: Agencia Federal de Medio Ambiente