Bombas de calor de propano para sustituir la calefacción de gas y gasóleo en edificios de viviendas

En el nuevo proyecto "LC R290 - Low charge HP solutions", el Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar ISE tiene previsto desarrollar soluciones de fácil aplicación y múltiples posibilidades para sustituir los sistemas de calefacción de gas y gasóleo en viviendas plurifamiliares existentes. Uno de ellos se centra en los sistemas de calefacción por suelo radiante.

Para ello, se utilizarán bombas de calor que funcionen con propano, un refrigerante natural y respetuoso con el clima (R290). Fraunhofer ISE ha fundado un consorcio de proyectos con empresas del sector de la calefacción y la industria de la vivienda para su aplicación práctica y rápida.

"Necesitamos soluciones estandarizadas de bombas de calor para que el sector de la vivienda sustituya a los sistemas de calefacción de gas y gasóleo en todas las aplicaciones. El propano se ha convertido en una solución refrigerante reconocida para el sector de las bombas de calor y ahora se utiliza ampliamente en bombas de calor instaladas externamente. Lo que necesitamos ahora son soluciones que sean fáciles de aplicar también en interiores", Lena Schnabel, directora del Departamento de Calefacción y Refrigeración del Fraunhofer ISE.

El nuevo proyecto conjunto, con un presupuesto de 7 millones de euros, financiado por el Ministerio Federal de Economía y Protección del Clima de Alemania, pretende colmar estas lagunas. La duración prevista es hasta el 30 de junio de 2025.

Soluciones para tres ámbitos de aplicación

Con el apoyo del sector de la calefacción y la industria de la vivienda, Fraunhofer ISE pretende desarrollar soluciones de bombas de calor para tres campos de aplicación: Sistemas de calefacción de pisos, sistemas de calefacción central instalados en interiores y clases de rendimiento superiores para bombas de calor instaladas en exteriores.

Si las bombas de calor van a funcionar con propano como sustituto de los sistemas de calefacción por suelo radiante de gas o también de los sistemas de calefacción de gas y gasóleo en el sótano, habría que observar requisitos de seguridad especiales para cantidades de llenado superiores a 150 g. En el proyecto "LC150", el equipo del proyecto Fraunhofer ISE ya había demostrado que se puede conseguir una capacidad calorífica de 7 a 10 kilovatios con menos de 150 gramos del refrigerante propano. Esta es la base para su aplicación como sistema de calefacción por suelo radiante.

En el marco del proyecto se están desarrollando conceptos adecuados de almacenamiento y fuente. Para ello, se desarrollarán y demostrarán en el laboratorio soluciones para la conexión al sistema hidráulico y a la fuente, así como enfoques de control adecuados, con el apoyo de los fabricantes de bombas de calor y de la industria de la vivienda.

Para sustituir el sistema de calefacción central del sótano, se desarrollarán bombas de calor de mayor potencia. También en este caso se utilizarán los resultados del proyecto "LC150" para trasladar la reducción de refrigerantes a capacidades mayores. Además, se investigarán conceptos para la interconexión y el control de varias bombas de calor y se identificarán y probarán conceptos de seguridad ampliamente aplicables.

Las bombas de calor de mayor capacidad instaladas en el exterior también se optimizan centrándose en la reducción de refrigerante y la optimización del desescarche, y se evalúan mediante pruebas de seguridad normalizadas. El objetivo es poder implantar mayores potencias con la misma superficie de instalación y zona de seguridad mediante la reducción de refrigerante y la mejora de la descongelación, facilitando así su uso en zonas urbanas.

Plataforma de rápida implantación del laboratorio a la fábrica

Para el desarrollo, Fraunhofer ISE ha optado por un proyecto de plataforma que va acompañado de un consejo asesor, lo que permite implantar a gran velocidad soluciones ampliamente respaldadas. Los fabricantes pueden incorporar estas soluciones al desarrollo de sus propios productos o seguir trabajando en empresas cooperativas. Los mayores volúmenes que se consiguen gracias a ello ofrecen un importante potencial de reducción de costes y pueden abrir nuevas sinergias y aumentar la competitividad de los fabricantes.

"El proyecto LC150 ha demostrado que trabajar en una plataforma también supone una gran motivación para que los proveedores aporten sus propios servicios y adaptaciones específicas. Además, el proyecto ofrece a los socios la oportunidad de trabajar en red y permite agrupar las actividades de normalización y preparación para el mercado, que requieren mucho tiempo y dinero", explica Katharina Morawietz, directora del proyecto.

Las empresas participantes tendrán acceso a todos los resultados del proyecto y a los resultados de las mediciones durante el periodo del proyecto, así como al uso indirecto de las instalaciones de ensayo y a la experiencia del Fraunhofer ISE en el tratamiento del propano. La ventaja de desarrollo para los fabricantes participantes está garantizada, además, por los derechos de propiedad (patentes, modelos de utilidad, protección de diseños).

Dado que en este proyecto se están desarrollando soluciones de sistema, la industria de la vivienda también participa como socio. Esto trae sus condiciones límite concretas y deseos directamente en el desarrollo y participa en soluciones de sistema adaptadas. A través de la comunicación directa entre varios fabricantes de bombas de calor y la industria de la vivienda, se pueden desarrollar e implementar soluciones prácticas más rápidamente, acelerando así el aumento de cantidades en general.