La recerca del refredament perfecte: els refrigerants de nova generació impulsen la revolució de les bombes de calor
PER A PUBLICACIÓ IMMEDIATA
Global, 16 de juny de 2025 – A mesura que el món intensifica el seu allunyament dels combustibles fòssils per a la calefacció i la refrigeració, la humil bomba de calor ha passat a primer pla. Però sota el capó d'aquest heroi climàtic hi ha una qüestió crítica que impulsa la innovació i l'impacte ambiental: Quin és el millor refrigerant per a una bomba de calor? La resposta és complexa, evoluciona ràpidament i és fonamental per al futur del confort sostenible a les llars i les empreses de tot el món.
Més enllà del freó: la revolució dels refrigerants
S'han acabat els dies dels CFC que esgotaven la capa d'ozó com l'R-12. Els successors dels HFC (hidrofluorocarburs), tot i que eren segurs per a la capa d'ozó, van resultar ser potents gasos d'efecte hivernacle, de vegades milers de vegades pitjors que el CO2. Acords internacionals com l'esmena de Kigali al Protocol de Montreal ara estan eliminant agressivament aquests HFC d'alt potencial d'escalfament global (GWP).
La recerca del "millor" refrigerant no consisteix a trobar una única solució màgica, explica la Dra. Elena Rodríguez, enginyera de sistemes tèrmics de l'Agència Internacional de l'Energia. És un problema d'optimització multivariable: equilibrar l'impacte ambiental (baix GWP), l'eficiència energètica, la seguretat (toxicitat i inflamabilitat), el cost i la compatibilitat amb els sistemes existents. No hi ha una resposta perfecta, però estan sorgint diversos candidats forts com a nous abanderats.
Els principals aspirants:
R-32 (difluorometà): Actualment, és el principal substitut del R-410A en molts sistemes de calefacció i refrigeració residencials, especialment a Àsia i Europa. Té un GWP de 675 (significativament inferior al 2088 del R-410A) i ofereix una excel·lent eficiència energètica. El seu inconvenient? Inflamabilitat lleugera (classificació A2L), que requereix un disseny del sistema i unes pràctiques d'instal·lació acurades.
R-454B (barreja A2L): Està guanyant molta força, sobretot a Amèrica del Nord, com a alternativa amb un GWP més baix (466) al R-410A. Ofereix un rendiment i una eficiència similars al R-32 però amb una inflamabilitat lleugerament inferior. S'està convertint en l'opció preferida per a les noves instal·lacions de bombes de calor inverter residencials i comercials lleugers.
R-290 (propà - A3): Aquest refrigerant natural té un GWP increïblement baix de 3 i unes propietats termodinàmiques excel·lents, cosa que comporta una eficiència potencialment més alta. Tanmateix, la seva alta inflamabilitat (A3) actualment restringeix el seu ús principalment a unitats més petites i autònomes (com alguns mini-splits de bomba de calor inversora) o a sistemes de bomba de calor comercials acuradament dissenyats amb protocols de seguretat estrictes. S'està duent a terme una investigació per ampliar la seva aplicació segura.
R-1234yf (A2L) i R-1234ze (A2L): HFO (hidrofluoroolefines) dissenyats específicament com a alternatives amb un GWP ultrabaix (<<1 a 7). Tot i que són prominents en l'aire condicionat de l'automòbil, la seva adopció en bombes de calor està creixent, especialment en aplicacions específiques de bombes de calor comercials o com a components en mescles. L'optimització de costos i rendiment en comparació amb R-32/R-454B continua sent àrees d'atenció.
El multiplicador d'eficiència: tecnologia d'inversor
L'elecció del refrigerant s'amplifica poderosament mitjançant la tecnologia de bomba de calor inverter. A diferència de les unitats tradicionals d'encesa/apagada, els inversors utilitzen compressors i ventiladors de velocitat variable. Això els permet adaptar amb precisió la producció de calefacció o refrigeració a la demanda de l'edifici, funcionant de manera eficient a càrrega parcial, on els sistemes passen la major part del temps.
"Combinar un refrigerant de baix GWP com l'R-32 o l'R-454B amb tecnologia d'inversor avançada canvia les regles del joc", afirma Mark Chen, CEO d'un fabricant líder de sistemes de climatització. "Maximitza el coeficient de rendiment (COP), és a dir, més calefacció o refrigeració per unitat d'electricitat consumida, cosa que redueix significativament les factures d'energia i la petjada de carboni de la calefacció i la refrigeració de la llar".
Alimentant la bomba amb llum solar: la sinergia solar
L'equació ambiental i econòmica esdevé encara més convincent quan les bombes de calor funcionen amb energies renovables. Els sistemes de bombes de calor solars fotovoltaiques estan experimentant un creixement explosiu. Els panells solars de les teulades generen electricitat durant el dia, alimentant directament la bomba de calor per escalfar aigua, escalfar la llar o proporcionar refrigeració.
La integració de l'energia solar fotovoltaica amb una bomba de calor moderna d'alta eficiència crea una solució de calefacció i refrigeració de la llar amb emissions gairebé nul·les, diu Sarah Jones, directora d'integració de renovables d'una important empresa de serveis públics. L'excés d'energia solar pot alimentar la bomba de calor, carregar una bateria domèstica o retornar-se a la xarxa. Per a les empreses amb teulades o terrenys grans, els sistemes de bombes de calor comercials alimentats per energia solar in situ són un pas important cap a la independència energètica i la descarbonització.
Escala comercial: gran impacte, major estalvi
Tot i que l'adopció residencial és crucial, l'impacte dels sistemes de bombes de calor comercials és immens. Els supermercats, hotels, hospitals, edificis d'oficines i processos industrials consumeixen grans quantitats d'energia per a calefacció, refrigeració i aigua calenta. Les unitats modernes de bombes de calor comercials, que sovint utilitzen refrigerants de baix GWP com l'R-513A (GWP 573, que substitueix l'R-134a) o exploren l'R-1234ze, i que incorporen cada cop més accionaments inversors per a una millor eficiència a càrrega parcial, ofereixen una alternativa atractiva a les calderes de gas i els refrigeradors tradicionals.
La modernització de la planta de calderes d'un hotel amb unitats de bomba de calor comercial d'alta temperatura que funcionen amb R-454B o similar, juntament amb energia solar fotovoltaica, pot reduir els costos d'energia entre un 40 i un 60% i reduir dràsticament les emissions de l'abast 1, segons assenyala David Miller, un consultor energètic especialitzat en grans edificis. L'estalvi operatiu, combinat amb l'enduriment de les regulacions sobre els gasos fluorats i el carboni, fa que l'argument de negoci sigui més sòlid cada any.
El veredicte: un paisatge dinàmic
Aleshores, hi ha un únic refrigerant ""best""? La resposta és matisada:
Per a ús residencial generalitzat: R-32 i R-454B actualment lideren la iniciativa, oferint el millor equilibri entre baix GWP, alta eficiència, seguretat manejable i cost per a bomba de calor inversora sistemes d'alimentació calefacció i refrigeració de la llar.
Per a nínxols residencials/petits comercials: R-290 (propà) brilla on la seguretat es pot gestionar de manera robusta, oferint un GWP ultrabaix i una eficiència màxima.
Per a aplicacions comercials: S'utilitza una gamma més àmplia (R-513A, R-1234ze, R-454B, R-32), depenent de les temperatures, la capacitat i les restriccions de seguretat requerides. Els gasos amb alta potència (HFO) estan guanyant terreny aquí.
El futur: Recerca de noves molècules (inclosos altres HFO i opcions naturals com el CO2 - R-744, especialment per a altes temperatures) bomba de calor comercial l'ús) i les mescles optimitzades continuen. Els estàndards de seguretat i els dissenys de sistemes també estan evolucionant per adaptar-se a refrigerants lleugerament inflamables (A2L) de manera més àmplia.
La conclusió:
La recerca del refrigerant òptim per a bombes de calor està impulsant una innovació notable. Els guanyadors són opcions de baix GWP com l'R-32, l'R-454B i l'R-290, cada cop més utilitzades en sistemes altament eficients. bomba de calor inversora sistemes. Quan aquests sistemes estan alimentats per solar fotovoltaica energia, representen una de les vies més efectives i sostenibles per a la descarbonització calefacció i refrigeració de la llar, així com a gran escala bomba de calor comercial aplicacions. El futur del confort tèrmic és elèctric, intel·ligent, de velocitat variable i cada cop més impulsat pel sol, guiat per l'evolució contínua del fluid crucial que circula a l'interior: el refrigerant de nova generació.