Solución verde en bombas de calor

Las bombas de calor con amoniaco reducen el daño ambiental por su potencial contaminante cero. Respecto de los demás refrigerantes, son más viables.

Ciertas recomendaciones hacen que las instalaciones de aire acondicionado sean seguras y confiables.

Por: Juan Manuel Quintanar.

Las bombas de calor con amoniaco ofrecen a la industria una solución ecológica integral. Son amigables con el ambiente, pues el amoniaco es un refrigerante natural con un potencial de daño a la capa de ozono (PAO, por sus siglas en inglés) de cero y un potencial de recalentamiento global (GWP, por sus siglas en inglés) inferior a uno, mientras otros refrigerantes, como el R-134a, pueden tener medidas similares PAO, pero la cifra potencial de recalentamiento atmosférico es de 1 mil 430 (PNUMA); lo que significa que la liberación de refrigerante R-134a a la atmósfera contará con 1 mil 430 veces más impacto, que una liberación de amoniaco del mismo tamaño.

Las bombas de calor con amoniaco permiten la conservación de la energía eliminada del sistema de refrigeración y su transformación para que pueda ser reutilizada y aplicada de nuevo en los requerimientos de una planta y en los servicios de calentamiento de agua. Tal fuente de energía renovable surge de la necesidad de enfriar un alimento y será una fuente de energía disponible durante el tiempo que opere el sistema de refrigeración. (Figura 1)

Tal vez tengamos que ahondar más en las definiciones básicas de la ecología; sin embargo, los términos actuales dicen que la clorofila en las plantas, sustancia que las hace “verdes”, es el elemento esencial que permite que las plantas conviertan la energía lumínica en energía utilizable y en los nutrientes que sustentan el crecimiento tanto de forma directa (crecimiento de las plantas), como indirecta (en la cadena alimentaria).

Figura 1. Sistema de la bomba de calor con amoniaco en un sistema de refrigeración

Las bombas de calor con amoniaco son similares, ya que sostienen el crecimiento mediante la conversión de la energía residual en energía utilizable para una misma industria, teniendo gastos reducidos de uso de combustibles fósiles lo que posibilita la obtención de un medio de calentamiento en forma tangible. Esto nos lleva directamente a la iniciativa real “verde” que todos tenemos que cumplir. Un proyecto de “ser verde” debe generar dinero en efectivo, ahorros tangibles y ser sustentable. Al final, lo que nos anima a invertir en cualquier proyecto verde es que haya un retorno de la inversión a corto plazo.

Las bombas de calor con amoniaco generan dinero en efectivo, ya que el calor de rechazo que se genera en el sistema de refrigeración se transforma en energía útil, la cual provee ahorros importantes, tanto en dinero como en emisión de contaminantes a la atmósfera. En primer lugar, provoca ahorro de energía al evitar los gastos que, de otra manera, serían pagados por el uso de combustibles fósiles para calentar el agua para su procesamiento.

A pesar de que el costo de energía por unidad es más alto para el suministro de energía eléctrica, la bomba de calor ahorra dinero porque el Coeficiente de rendimiento (Cop, por su acrónimo en inglés) del sistema de bomba de calor es muy superior a los métodos tradicionales de calentamiento de agua, que no alcanzan un Cop mayor a uno.

Un beneficio secundario, pero de gran valor, es que la bomba de calor desvía la carga lejos de condensadores evaporativos, lo que les permite operar a bajas presiones de descarga y conservar el agua que utilizan, disminuyendo los costos del agua misma y sus métodos de tratamiento.

“Ser verde” significa una solución que proporcione beneficios económicos positivos, sostenga el crecimiento, conserve la energía y el agua mediante un recurso renovable que cumpla con el compromiso de las empresas por hacer más respetuosas sus operaciones con el medioambiente. Es hora de que el proyecto de la bomba de calor con amoniaco ocurra.

Cop
El Cop es la unidad fundamental para comparar dos soluciones, como la de un sistema de caldera tradicional y la de una bomba de calor. Se define como la cantidad de energía obtenida, dividida por la cantidad consumida.

Para las soluciones de calefacción de los combustibles fósiles, el Cop máximo teórico sería igual a uno, aunque esto no es posible lograrlo en la aplicación práctica. En la mayoría de las calderas, la eficiencia oscila entre 0.80 y 0.90, aunque hay algunos diseños de alta eficiencia por encima del 0.90.

Con una bomba de calor que utiliza la refrigeración como fuente de energía calorífica (calor de rechazo), la energía obtenida es igual al calor de refrigeración más la energía consumida por el motor eléctrico del compresor de la bomba de calor, dividida entre la energía suministrada (el motor eléctrico del compresor de la bomba de calor), con un índice de Cop entre dos y 10, lo que le da a la bomba de calor con amoniaco un alto nivel de rentabilidad.

Aplicaciones
Las aplicaciones de la bomba de calor con amoniaco precisan un mercado de oportunidad industrial, donde se tenga un requerimiento de calentamiento con flujo y volúmenes medios o elevados, como pueden ser calentamiento de agua, aceite, glicol, aire, y se tengan temperaturas con un rango de 40 a 90 ºC, como pueden ser aplicaciones de sanitación, pasteurización, precalentamiento, lavado, escaldado, calefacción.

Las bombas de calor con amoniaco van a reducir la dependencia hacia los combustibles fósiles. El impacto ambiental de éstos es bien conocido y documentado; sin embargo, la dependencia de ellos expone el riesgo de aumentos rápidos de costos, como hemos visto en los últimos años en los precios del gas y del petróleo. La utilización de bombas de calor con amoniaco para reutilizar la energía captada en el sistema de refrigeración ayuda a mitigar este riesgo, al tiempo que es ambiental y socialmente responsable.

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