Engenheiros desenvolvem bomba de calor de propano otimizada
2023-07-13 10:54
ALEMANHA: Engenheiros na Alemanha desenvolveram uma bomba de calor de salmoura funcional usando um compressor totalmente hermético com uma capacidade de aquecimento de 11,4kW usando apenas 146g de propano.
Essa baixa carga de refrigerante permitiria que ele fosse instalado dentro de edifícios sem passar por extensas precauções de segurança. Por quilowatt de produção de calor, a unidade requer apenas cerca de um quinto da quantidade de propano em comparação com os sistemas do mercado.
O novo desenvolvimento é o resultado de uma colaboração entre o Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE e um consórcio industrial dentro do projeto LC150 (Low Charge 150g), que acaba de terminar, e foi financiado pelo Ministério Federal Alemão para Assuntos Econômicos e Clima Ação.
Durante o projeto LC150, uma equipe montou, mediu, avaliou e otimizou mais de 20 combinações diferentes de trocadores de calor e compressores.
Em outubro do ano passado, a equipe LC150 anunciou que havia desenvolvido um circuito refrigerante de bomba de calor capaz de atingir uma capacidade máxima de aquecimento de 12,8 kW e um COP de 4,7 com apenas 124 g de propano. No entanto, isso empregou um compressor automotivo que não foi projetado para as altas horas de operação e vida útil de uma bomba de calor. O desenvolvimento mais recente usa um compressor totalmente hermético.
“O objetivo do projeto era desenvolver um módulo de bomba de calor quase pronto para o mercado que usa o refrigerante propano ecológico, não excede o limite de 150g para uso interno e ainda fornece calor suficiente para residências unifamiliares”, explicou a Dra. Lena Schnabel , chefe do departamento de aquecimento e resfriamento da Fraunhofer ISE. “Agora atingimos esse objetivo em cooperação com nossos parceiros da indústria e fornecemos a eles as ferramentas para desenvolver uma bomba de calor pronta para o mercado.”
A equipe usou componentes disponíveis comercialmente para o protótipo, sendo um componente-chave os trocadores de calor de placas assimétricas, que requerem menos refrigerante. A equipe de pesquisa conseguiu reduzir significativamente os requisitos de refrigerante diminuindo a quantidade de óleo no compressor, entre outras coisas. Componentes adicionais, como sensores, foram reduzidos ao mínimo e os tubos foram mantidos o mais curtos possível para reduzir a quantidade de refrigerante necessária.
Projeto de aquecimento multifamiliar
Em dezembro de 2022, os pesquisadores lançaram o novo projeto LCR290 para desenvolver soluções de substituição de sistemas de aquecimento a gás e óleo em residências multifamiliares de fácil implementação e ampla aplicação.
Os parceiros do projeto visam desenvolver soluções de bombas de calor para sistemas de aquecimento de piso, sistemas de aquecimento central instalados em ambientes fechados e bombas de calor nas classes de desempenho mais altas que são instaladas ao ar livre.
Para o sistema de aquecimento de piso, os parceiros do projeto aproveitarão os resultados do projeto LC150 para desenvolver conceitos adequados de armazenamento e fonte, soluções para a conexão ao sistema hidráulico e de fonte e abordagens de controle adequadas.
O orçamento do novo projeto conjunto é de € 7 milhões. Tal como acontece com o projeto LC150, este projeto também é financiado pelo Ministério Federal Alemão para Assuntos Econômicos e Ação Climática. O projeto LC290 será executado até 30 de junho de 2025.
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