En el CSIC s'ha desenvolupat un nou tipus de bomba de calor que evita problemes ambientals (sense gasos d'efecte hivernacle) i sanitaris (sense risc de legionel). És tan robust que pot usar-se en automoció (autocars, camions o vaixells), usant com a font d'energia la calor residual del tub d'escapament.
Prototip de simple-doble efecte en una unitat condensada per aire.Els sistemes de refrigeració del tipus bomba de calor estan entre els més eficients. No obstant això, tenen alguns inconvenients. Les bombes de calor d'ús domèstic utilitzen com a refrigerants fluids orgànics que contenen clor i fluor, anomenats HCFC (hidroclorofluorcarbono) i HFC (hidrofluorcarbono). Aquests gasos, si s'alliberen a l'atmosfera (bé per pèrdues o perquè no es reciclin adequadament), suposen un potencial dany ambiental. Ambdós són gasos d'efecte hivernacle i un d’ells, el HCFC, destrueix la capa d'ozó. En ambdós casos el seu potencial d'escalfament és diversos milers de vegades més gran que el del CO2. La raó que siguin àmpliament utilitzats malgrat aquest inconvenient és que són segurs per al producte i per a les persones, ja que no són focus potencials de Legionella.
També hi ha refrigerants orgànics com el propà i l'isobutà, amb excel·lents propietats frigorífiques, però s'utilitzen perquè són inflamables, el que suposa un risc afegit. No destrueixen l'ozó i el seu potencial d'efecte hivernacle és, només, al voltant de dues vegades la del diòxid de carboni.
Un altre grup de refrigerants són els d'origen inorgànic com l'amoníac i l'aigua. L'amoníac, que està considerat com un dels millors refrigerants, té restriccions per al seu ús per les seves propietats químiques. L'aigua s'usa com a refrigerant en les màquines frigorífiques que treballen descrivint el cicle d'absorció. En aquest cas, la màquina és condensada per aigua i pot generar contaminació per Legionela, bacteri que sol proliferar en sistemes de conducció d'aigua, torres de refrigeració com la dels aires condicionats, i que causa la legionel·losi, malaltia infecciosa i potencialment fatal. Per aquesta raó, les bombes de calor condensades per aigua només estan permeses en instal•lacions que tenen uns estrictes controls de sanitat i seguretat.
¿Es pot aconseguir una bomba de calor que uneixi tots els avantatges, que sigui ecològicament respectuosa i segura per a les persones? Investigadors del CSIC han desenvolupat un sistema de refrigeració per absorció basat en l'ús de la dissolució bromur de liti-aigua.
Prototip de doble efecte de flama condensat per aire.
Marcelo Izquierdo, investigador del CSIC a l'Institut de Ciències de la Construcció Eduardo Torroja, ha dirigit el desenvolupament. Aquest científic explica: "la dissolució bromur de liti-aigua és fàcil d'obtenir i té una vida útil més llarga que altres refrigerants actualment al mercat. A més, sol treballar a menor pressió que l'atmosfèrica, de manera que si hi ha un trencament en el sistema, la dissolució no sortiria cap a l'exterior". No contamina l'atmosfera. El fluid bromur de liti-aigua no té cap efecte hivernacle directe. I si la màquina és condensada per aire, tampoc hi ha el risc de proliferació de Legionel·la.
Poden ser accionades per energia solar i consumeixen fins al 85% menys d'aigua que les condensades per aigua actuals.
Diversos prototips de diferents mides han estat desenvolupats i s'estan provant ara a la Planta Experimental d'Energia Solar que té l'Institut Eduardo Torroja, a Arganda del Rey, Madrid. El sistema aconsegueix refrigerar amb temperatura exterior de fins a 42⁰ C. Una cosa destacable també és que els prototips desenvolupats tenen una potència frigorífica de pocs kW. Aquesta potència és molt propera a la potència de les màquines utilitzades en el sector domèstic. Altres avantatges és que poden ser accionades per energia solar i consumeixen fins al 85% menys d'aigua que les condensades per aigua actuals. Combinades amb l'energia solar poden funcionar com a sistema de calefacció i aigua calenta sanitària.
Com els prototips són de petita grandària, poden competir també amb els sistemes mòbils convencionals que utilitzen els HCFC i els HFC, de manera que es podria aplicar al autobusos, camions o vaixells. "El prototip que hem creat pot utilitzar com a font d'energia la calor residual", detalla Marcelo Izquierdo. “En un vehicle, com un autocar, es podria instal•lar un dels sistemes de refrigeració i emprar la calor residual dels gasos d'escapament com a font d'energia. Això suposaria un doble avantatge, perquè la refrigeració no consumiria energia i, d'altra banda, es deixaria d'evacuar a l'atmosfera una part de la calor generada pel vehicle".
Els prototips desenvolupats poden funcionar també cremant un combustible renovable (biomassa), gas natural o els GLP (gas liquat del petroli), entre d'altres.
La idea de l'ús de la dissolució bromur de liti-aigua en un sistema de refrigeració per absorció no és nou. No obstant això no s'havia aconseguit desenvolupar un equip amb característiques d'eficiència, prestacions, mida i economia comparable als sistemes convencionals. Per aquestes raons, poden competir amb ells i ser implementats com a sistemes de climatització estàtics i mòbils. El CSIC ha patentat les màquines dissenyades i actualment busca socis industrials interessats en la seva comercialització.
Contacte:
Marisa Carrascoso Arranz
Área de Ciencias de Materiales
Vicepresidencia Adjunta de
Transferencia del Conocimiento
Consejo Superior de Investigaciones
Científicas (CSIC)
Tel.: + 34 – 91 568 15 33