Fraunhofer ISE lidera la revolución de las bombas de calor con propano para descarbonizar la calefacción en edificios multifamiliares

El Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energía Solar (Fraunhofer ISE) en Alemania está liderando un ambicioso proyecto para desarrollar bombas de calor que utilicen propano (R290) como refrigerante, con el objetivo de reemplazar los sistemas de calefacción basados en combustibles fósiles en edificios multifamiliares. Este esfuerzo, que cuenta con la participación de un consorcio de 20 empresas del sector de la calefacción y la vivienda, busca optimizar el uso de estas bombas de calor en viviendas existentes, especialmente aquellas que actualmente dependen de gas o petróleo.

El proyecto, conocido como LC R290, está enfocado en la implementación de proyectos piloto en edificios residenciales, con tres enfoques conceptuales diferentes. Los edificios seleccionados para las pruebas tienen demandas de calefacción que varían entre 23 kW y 93 kW, lo que requiere una gama diversa de bombas de calor, incluidas algunas de alto rendimiento.

Uno de los principales desafíos que enfrenta el equipo de investigación es encontrar soluciones adecuadas para apartamentos individuales que cuentan con sistemas de calefacción a gas independientes. Este reto es particularmente relevante en viviendas de bajo costo, donde se busca minimizar tanto el espacio necesario como las modificaciones en la infraestructura existente.

Entre las soluciones que se están desarrollando, destaca un sistema de bomba de calor con un coeficiente de rendimiento estacional (SCOP, por sus siglas en inglés) de 3.8, una capacidad de calefacción de 6 kW y una temperatura de salida de 55 °C. Otro concepto en desarrollo es un sistema de calefacción centralizado, instalado en el sótano del edificio, que puede aprovechar diversas fuentes de calor, como la geotermia, la energía solar térmica, la calefacción distrital, colectores de aire o una red de calor de baja temperatura. En las primeras pruebas, este sistema alcanzó un SCOP de 3.65, con una potencia de calefacción de 29.5 kW y una temperatura de salida de 55 °C.

El equipo de Fraunhofer ISE también está trabajando en la optimización de estos sistemas. Según sus cálculos, es posible reducir la cantidad de propano utilizado a 800 gramos y mejorar el SCOP a 3.7 mediante estrategias de control avanzadas, como la optimización del sobrecalentamiento.

Otro de los proyectos piloto incluye una bomba de calor externa instalada de manera centralizada para edificios de apartamentos, aunque los detalles específicos de este sistema aún no han sido revelados.

Un aspecto clave de la investigación es la seguridad en el uso del propano como refrigerante, dado que es un gas inflamable. Katharina Morawietz, investigadora de Fraunhofer ISE, explicó que actualmente se están realizando pruebas de campo para medir el comportamiento de fuga del propano en condiciones reales. «Nuestro objetivo es minimizar la cantidad de refrigerante de propano en estas bombas de calor para aumentar su seguridad», señaló Morawietz.

Este proyecto de investigación, que tiene una duración de dos años, cuenta con el respaldo financiero del Ministerio Federal de Economía y Protección del Clima de Alemania.

La iniciativa de Fraunhofer ISE es un paso importante hacia la modernización de los sistemas de calefacción en edificios residenciales, con el fin de reducir la dependencia de los combustibles fósiles y avanzar en la transición energética en el sector de la vivienda.

Fuente: https://www.pv-magazine.com/2024/09/24/fraunhofer-ise-shaping-propane-heat-pumps-for-existing-multi-family-homes/