Engenheiros criam bomba de calor com baixa carga de R-290

Engenheira trabalhando em laboratório de sistemas de aquecimento e refrigeração do Instituto Fraunhofer de Energia Solar (ISE), na Alemanha | Foto: Dirk Mahler — *Pesquisadora trabalhando em laboratório de refrigeração e aquecimento do Instituto Fraunhofer, na Alemanha | Foto: Divulgação/Dirk Mahler*

Um grupo de engenheiros alemães anunciou o desenvolvimento de uma bomba de calor com 11,4 quilowatts (kW) de capacidade de refrigeração contendo apenas 146 gramas de propano (R-290), ou seja, 12,8 g/kW, o que equivale a cerca de um quinto da carga utilizada em sistemas disponíveis comercialmente.

Enfim, o salto tecnológico alcançado permite a instalação do equipamento em residências unifamiliares sem a adoção de medidas extremas de segurança, devido à baixa carga do fluido refrigerante altamente inflamável (A3).

A inovação é resultado de uma colaboração entre o Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energia Solar (ISE, em alemão) e um consórcio industrial no âmbito do projeto LC150 (Low Charge 150g, em inglês), recém-finalizado e financiado pelo Ministério para Assuntos Econômicos e Ação Climática da Alemanha.

Durante o LC150, os pesquisadores envolvidos configuraram, mediram, avaliaram e otimizaram mais de 20 combinações diferentes de trocadores de calor e compressores compatíveis com a substância de baixo impacto climático.

O uso de um trocador de calor de placa assimétrica foi crucial para reduzir a quantidade de R-290 necessária. Outros fatores que contribuíram para a redução da carga foram o uso de menos óleo no compressor e a diminuição do comprimento dos tubos.

Em outubro do ano passado, a equipe do LC150 anunciou que havia desenvolvido um circuito capaz de alcançar uma capacidade de aquecimento máximo de 12,8 kW e um coeficiente de desempenho (COP) de 4,7 com apenas 124 g de R-290.

No entanto, o equipamento utilizava um compressor automotivo, que não é projetado para os longos períodos de operação requeridos por uma bomba de calor doméstica. Já a nova bomba de calor utiliza um compressor totalmente hermético.

Agora, a equipe iniciou um novo projeto de pesquisa, o LCR290, com o objetivo de desenvolver bombas de calor para substituir sistemas de aquecimento a gás e óleo em residências multifamiliares.

Os pesquisadores pretendem desenvolver sistemas de aquecimento de piso, sistemas de aquecimento central instalados internamente e bombas de calor de alta performance instaladas ao ar livre.

O novo projeto tem um orçamento de € 7 milhões e será executado até 30 de junho de 2025.