INSTITUTO DE INGENIERÍA ENERGÉTICAUNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA

Institute for Energy Engineering

¿Qué se está haciendo desde el Instituto de Ingeniería Energética de la Universidad Politécnica de Valencia sobre el uso de refrigerantes naturales?

José Miguel Corberán

Instituto de Ingeniería EnergéticaInstitute for Energy Engineering

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Personal 70 personas (25 Profesores)

Instalaciones Espacio de 1500 m2

www.iie.upv.es

Estudios Estudios de Doctorado Formación Post-grado

Facturación

1.5 MEuro por año

• Departamento de Ingeniería Química y Nuclear

• Departamento de Ingeniería Eléctrica

• Departamento de Termodinámica Aplicada

• Otros

Jornada ECODES: El futuro de los Refrigerantes. España ante la nueva regulación. Madrid, 4/11/2013

IIE Areas

RENEWABLE ENERGIES

THERMAL

NUCLEAR

ELECTRICAL

Institute for Energy Engineering

Jornada ECODES: El futuro de los Refrigerantes. España ante la nueva regulación. Madrid, 4/11/2013

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INSTALLATIONS & EQUIPMENT

EFFICIENCY & MANAGMENT

IIE Área TérmicaJornada ECODES: El futuro de los Refrigerantes. España ante la nueva regulación. Madrid, 4/11/2013

PERSONAL 20 personas (7 profesores)

LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN Investigación Básica en Transmisión de Calor

I+D+i en equipos frigoríficos y BC

Software para diseño de equipos

Desarrollo y ensayo de equipos de climatización

Sistemas de climatización geotérmicos

Almacenamiento térmico

Modelado y optimización de sistemas de energía4

I+D+i en equipos frigoríficos y BC EQUIPOS:

CIAT CIATESA HIREF VAILLANT BSH MAERSK HISPACOLD … INTERCAMBIADORES:

MODINE CIATESA ALFA-LAVAL KOXKA INDITER …

Jornada ECODES: El futuro de los Refrigerantes. España ante la nueva regulación. Madrid, 4/11/2013

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COMPRESORES: COPELAND (EMERSON) DANFOSS CC HISPACOLD …

ELECTRODOMÉSTICOS: FRIGORÍFICOS CONGELADORES SECADORAS CON BC …

Tecnologías avanzadas de refrigeración

Adsorción: TOPMACs project

Refrigeración Magnética: ICE project

Jornada ECODES: El futuro de los Refrigerantes. España ante la nueva regulación. Madrid, 4/11/2013

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IMST-ART softwareJornada ECODES: El futuro de los Refrigerantes. España ante la nueva regulación. Madrid, 4/11/2013

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IIE Thermal Area laboratoryJornada ECODES: El futuro de los Refrigerantes. España ante la nueva regulación. Madrid, 4/11/2013

Air-to-air systems

Water-air-water systemsCompressors testing

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International networking IIR, ASHRAE, SAE…

International Institute of Refrigeration (IIR)Vicepresident of Commission B2: REFRIGERATION EQUIPMENT President of IIR Working Party on Refrigerant Charge Reduction

European Renewable Heating and Cooling Platform (RHC)Member of the Geothermal and Cross-cutting technologies panelsMember of the Steering Committee of the CCT panel

Fluent relationship with:KTH (Sweden), U. Padova (Italy), ENEA (Italy), U. Naples (Italy), CEA (France), FRAUNHOFER ISE (Germany), U.C. Dublin (Ireland), U Warrick (UK), ECN (Holland), NIST (USA),U. Urbana-Champaign (USA), U. Sta Catarina (Brazil)

Contact with:EPFL (Switzerland), DTU (Denmark), Cemagref (France), CETIAT (France), NTNU (Norway), AIT (Austria)

Jornada ECODES: El futuro de los Refrigerantes. España ante la nueva regulación. Madrid, 4/11/2013

Calorimeter test rigI+D+i en frigorígenos naturales

Equipos: Diseño y optimización Minimización carga

Compresores Pistón Scroll Rotativo Inverter

Jornada ECODES: El futuro de los Refrigerantes. España ante la nueva regulación. Madrid, 4/11/2013

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Evaporadores y condensadores Tubos y aletas Placas Minicanales

Fluidos: HCs: propano CO2

Frigorígenos naturalesJornada ECODES: El futuro de los Refrigerantes. España ante la nueva regulación. Madrid, 4/11/2013

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Los fluidos naturales presentan 4 ventajas muy importantes: No tienen efecto sobre la capa de ozono 0 ODP Potencial efecto invernadero muy bajo GWP casi nulo No son sintéticos por lo tanto son 100% fiables y no nocivos desde el punto

de vista medioambiental Algunos fluidos naturales poseen muy buenas propiedades termodinámicas

para ser empleados como frigorígenos

Los hidrocarburos (HCs), el CO2 y el Amoniaco son los mejores fluidos para sustituir a los sintéticos, y resultan adecuados para sustituirlos en la mayoría de aplicaciones.

El desarrollo de equipos específicamente diseñados para estos fluidos puede llevar a eficiencias mayores que las de los fluidos sintéticos. Se podría por tanto llegar a disminuir tanto las emisiones directas como las indirectas

Barreras a su implantaciónJornada ECODES: El futuro de los Refrigerantes. España ante la nueva regulación. Madrid, 4/11/2013

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Barreras no técnicas: La barrera más importante es la reacción de la industria a cambiar de

tecnología: Esta reacción es lógica y está causada por:

El cambio de tecnología implica un esfuerzo muy importante y un costeelevado

La evolución de la normativa es titubeante: no clara y no decidida En el pasado se les ha forzado a cambios que finalmente no han sido

definitivos El mercado europeo es muy pequeño comparado con el mercado americano

o asiático El cambio llega a todos los niveles, producción, almacenamiento, transporte,

instalación y mantenimiento.

La barrera más importante en contra de los hidrocarburos es el miedo a posibles accidentes debidos a su alta inflamabilidad La situación ha mejorado gracias a:

Consciencia del grave problema del calentamiento global Éxito de su utilización en frigoríficos domésticos y muebles comerciales

El amoniaco es un fluido que causa alarma por su olor y efectos irritativos La principal barrera en contra del CO2 es el desconocimiento y el todavía

alto coste

Barreras a su implantaciónJornada ECODES: El futuro de los Refrigerantes. España ante la nueva regulación. Madrid, 4/11/2013

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Barreras técnicas: Hidrocarburos (HCs):

Componentes y tecnología ya casi disponibles en el mercado Se precisa:

Compresores Diseño seguro

Carga de refrigerante mínima Detectores de fugas Revisión de las normas admitiendo cargas algo mayores Coste razonable

El CO2 requiere diseños totalmente nuevos Nuevos componentes (principalmente compresores) El ciclo transcrítico no es eficiente más que para algunas aplicaciones Coste razonable

AmoniacoComponentes y tecnología disponibles en el mercado

NxtHPG projectJornada ECODES: El futuro de los Refrigerantes. España ante la nueva regulación. Madrid, 4/11/2013

Prototipos HCs Prototipos CO214

Next Generation of Heat Pumps working with Natural fluids

NxtHPG objetivosJornada ECODES: El futuro de los Refrigerantes. España ante la nueva regulación. Madrid, 4/11/2013

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El primer objetivo es la identificación de 5 casos en los que el desarrollo pueda llevar a una comercialización rápida y con éxito a corto plazo. Y a más largo plazo a su extensión a otros rangos de máquina y aplicaciones.

Concentrar el desarrollo en unos pocos casos seleccionados, explotando al máximo las particularidades del fluido de trabajo de modo que la agregación de pequeñas mejoras lleve a productos con prestaciones superiores con un coste razonable

Se ha seleccionado de partida el sector de producción de agua para calefacción/refrigeración y agua caliente sanitaria en edificios, en los cuales: La implantación de este tipo de tecnología es perfectamente factible, pudiendo llevar a

una reducción considerable del consumo de energía y de las emisiones totales de CO2

La Industria Europea todavía conserva una buena parte del mercado

Este mercado es grande puesto que incluye tanto los edificios nuevos como la renovación de sistemas de A/C. Misma idea: que la tecnología resulte aceptada en el Sector, y que el éxito permita trasladar el empleo de frigorígenos naturales a otros Sectores

NxtHPG: CASOSJornada ECODES: El futuro de los Refrigerantes. España ante la nueva regulación. Madrid, 4/11/2013

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Caso 1: Máquina aire/agua reversible para la producción de agua caliente/fría y agua caliente sanitaria. Fluido: HC. Compresor inverter.

Caso 2: Máquina geotérmica agua con glicol/agua reversible para la producción de agua caliente/fría y agua caliente sanitaria. Fluido: HC. 2 compresores en tandem.

Caso 3: Máquina recuperadora de calor para la producción de agua caliente sanitaria. Fluido: HC. Compresor adaptado a alta temperatura de evaporación.

Caso 4: Máquina aire/agua para la producción de agua caliente sanitaria o a temperatura más alta (p.e. 80 ºC:). Fluido CO2. Compresor simple etapa.

Caso 5: Máquina aire/agua para la producción de agua caliente a alta temperatura para calefacción y agua caliente sanitaria para la sustitución de calefacciones de caldera obsoletas conservando los emisores de alta temperatura. Fluido: HC. Compresión en dos etapas.

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Muchas gracias por su atención