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Ilustración del funcionamiento del prototipo de bomba de calor de alta temperatura
Ilustración del funcionamiento del prototipo de bomba de calor de alta temperatura

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Desarrollan el primer prototipo funcional de bomba de calor de hasta 150 °C

Un grupo de investigación en Ingeniería de los Sistemas Térmicos y Energéticos de la Universitat Jaume I (Castellón) comenzó a idear este producto, hoy en fase inicial de comercialización bajo la marca Rank, hace tres años. El objetivo es llegar a aplicar esta tecnología en sustitución de las calderas que usan combustibles fósiles, reduciendo la emisión de CO2.

Un grupo de científicos de la Universitat Jaume I de Castellón ha desarrollado un prototipo funcional de bomba de calor de alta temperatura, para la recuperación residual industrial. Se trata del primero de este tipo en nuestro país, capaz de generar calor hasta 150 °C.

El proyecto, que se inició hace tres años, "surge de la necesidad de producir calor reduciendo las emisiones de CO2 (sustitución de combustibles fósiles). Para ello, se pretende aplicar esta tecnología para sustituir a calderas que producen calor hasta 150ºC. El proyecto se desarrolla para aprovechar residuos térmicos (emisiones de procesos térmicos) como fuente de activación de la bomba de calor para producir calor a temperaturas superiores a los 90 ºC y hasta 150 ºC", nos matiza Joaquín Navarro, coordinador de este colectivo de investigadores bautizado como Ingeniería de los Sistemas Térmicos y Energéticos (ISTENER).

Tal y como nos indican los expertos, la principal diferencia de este prototipo con las bombas de calor tradicionales es que la temperatura de evaporación suele estar por encima de los 50ºC y la temperatura de condensación por encima de los 120 ºC, lo cual hace imposible usar los sistemas actuales, y suponer el desarrollo y la búsqueda de componentes y fluidos de trabajo para las condiciones de operación a alta temperatura.

Características y funcionamiento

"Actualmente el producto se encuentra en la fase de comercialización", nos confiesa Navarro. En concreto, se trata de una gama de tres productos Rank® HP1 (hasta 120 kWt), HP2 (hasta 240 kWt) y HP3 (hasta 500 kWt): "La principal ventaja es que estos equipos son capaces de obtener temperaturas de hasta 150 ºC utilizando energía eléctrica con eficiencias muy superiores a las calderas usando combustibles fósiles, con lo que contribuyen a la reducción de la huella de carbono", subraya.

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Instalación experimental Universitat Jaume I

El equipo toma el calor de un proceso (por ejemplo la refrigeración de camisas de un motor de combustión) y con ello produce calor a alta temperatura.

En un marco 'descarbonizador'

"El actual escenario en el que se plantea una producción eléctrica más limpia y la sustitución de los combustibles fósiles es una oportunidad para la implantación de estos productos", vaticinan desde este grupo investigador. Eso sí, siempre que se reúnan las condiciones adecuadas: existencia de una fuente de calor residual que pueda servir para aplicar un sistema de bomba de calor de alta eficiciencia para la producción de calor a temperaturas de hasta 150 ºC.

No obstante, Navarro menciona que inicialmente el prototipo se desarrolló con el fluido R245fa, usado para enfriadoras centrífugas y para sistemas ORC. Sin embargo, "a pesar de que su potencial de agotamiento de la capa de ozono es nulo (ODP=0), posee un valor de potencial de calentamiento global (GWP) de 858. Aunque no está limitado por la normativa actual, sí que está afectado por la cuota de gases fluorados. Por ese motivo, actualmente ya se está trabajando con fluidos de bajo GWP y desde el grupo ISTENER se han estado probando estos nuevos fluidos con éxito, por lo que en breve serán trasladados a los sistemas comerciales".

¿Quién es ISTENER?

Ingeniería de los Sistemas Térmicos y Energéticos (ISTENER) es un grupo, fundado por el Catedrático Joaquín Navarro Esbrí, que desarrolla sus trabajos en Sistemas de generación y micro-generación de energía a partir de fuentes de calor de baja temperatura mediante Organic Rankine Cycle (ORC); Sistemas de compresión de vapor para la generación de frío y sistemas de bomba de calor de alta temperatura; Análisis de nuevos fluidos refrigerantes con bajo potencial calentamiento atmosférico (PCA) en sistemas de compresión de vapor (generación de frío y bomba de calor) y ORC; y Desarrollo de sistemas térmicos y energéticos eficientes. Eficiencia energética en instalaciones industriales y edificación.

istener foto familia

Foto del equipo Istener

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