Investigadores de la Universidad de Glasgow han desarrollado un nuevo tipo de bomba de calor, una tecnología de bomba de calor flexible, que podría ayudar a los hogares a ahorrar en sus facturas de energía y contribuir a alcanzar los objetivos de emisiones netas cero. Actualmente, están buscando colaboradores para impulsar el desarrollo de esta tecnología de bomba de calor flexible.
En todo el mundo, alrededor del 40% de las emisiones de carbono provienen de la calefacción alimentada por combustibles fósiles. El Gobierno del Reino Unido se ha fijado el objetivo de 600.000 instalaciones de bombas de calor al año para 2028 con el fin de reducir la huella de carbono del país.
Sin embargo, la capacidad de calefacción y la eficiencia energética de la generación actual de bombas de calor pueden verse afectadas por el clima frío, especialmente en el caso de las bombas de calor de fuente de aire. Se necesitan con urgencia innovaciones para mejorar la rentabilidad de las bombas de calor para competir con las tecnologías de calefacción basadas en combustibles fósiles.
Funcionamiento de la bomba de calor
En un nuevo artículo publicado en la revista Communications Engineering , los investigadores describen cómo su tecnología de bomba de calor flexible proporciona una solución elegante y de bajo costo frente a los problemas de las bombas de calor actuales, al integrar el almacenamiento de calor (un pequeño tanque de agua y una bobina de tubo de cobre).
El depósito de agua recupera parte del exceso de energía térmica producida durante el funcionamiento de la bomba y la almacena como fuente de calor adicional para el funcionamiento posterior de la bomba de calor.
El calor recuperado tiene una temperatura mucho más alta que el aire exterior que proporciona la fuente de calor y se puede reutilizar como fuente de calor temporal, lo que reduce sustancialmente el consumo de energía de la bomba.
Mejora de la eficiencia y más ahorro energético
Para las aplicaciones de bomba de calor de fuente de aire, el calor recuperado almacenado en el agua también permite que la bomba de calor flexible funcione continuamente durante la descongelación. Eso lo hace más eficiente y efectivo que la generación actual de bombas de calor, que interrumpen el suministro de calor durante la descongelación mientras sigue consumiendo electricidad.
Los investigadores han demostrado las ventajas de su nueva bomba de calor mediante la construcción de un prototipo de trabajo utilizando componentes listos para usar. Las pruebas exhaustivas con los diseños de bombas de calor de la generación actual han demostrado que su diseño es alrededor de un 3,7% más eficiente que el diseño actual con una temperatura de suministro de calor relativamente baja de 35°C.
Cuando la temperatura de suministro aumenta, también lo hace la cantidad de energía recuperada, mejorando la eficiencia del sistema y ahorrando más energía. El análisis del equipo predice que, después de la optimización, podría ser hasta un 10% más eficiente que los productos actuales cuando la temperatura del suministro de calor aumenta a 65°C.
Patente del proyecto
El equipo ha protegido su invención con una patente PCT (Referencia: WO2022069581A1) y está buscando formas de hacer que la tecnología de bomba de calor flexible esté disponible comercialmente en un futuro próximo.
Zhibin Yu, profesor de Energía Térmica en la Escuela de Ingeniería James Watt de la Universidad de Glasgow, dirigió la investigación y el desarrollo de la bomba de calor flexible. “Ahora que adquirimos una patente sobre la tecnología y probamos el concepto en el laboratorio, estamos ansiosos por comenzar a trabajar con fabricantes, proveedores de energía y otros socios para dar los primeros pasos hacia la instalación de estas bombas de calor de última generación en los hogares de Gran Bretaña, y alrededor del mundo”, señala Zhibin Yu.