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Feb 11, 2024

La próxima ley de la tecnología de refrigeración podría ser incluso más importante que las bombas de calor actuales

29 de julio de 2023 Michelle Ma, Bloomberg News (Bloomberg) -- Julio será el mes más caluroso registrado y más de la mitad de Estados Unidos ha estado bajo advertencias y avisos de calor excesivo esta semana. Y con

29 de julio de 2023

Michelle Ma, Bloomberg News

(Bloomberg) -- Julio será el mes más caluroso jamás registrado, y más de la mitad de Estados Unidos ha estado bajo advertencias y avisos de calor excesivo esta semana.

Y ahora que la crisis climática aumentará aún más la temperatura en los próximos años, la necesidad de mantener a la gente fresca nunca ha sido más apremiante, doblemente si se trata de hacerlo sin emitir más gases de efecto invernadero. Las bombas de calor han recibido mucha atención, pero varias nuevas empresas emergentes de tecnología climática están desarrollando la próxima ola de tecnología que nos mantendrá frescos sin freír el planeta ni sobrecargar la red. Es un desafío triple y los expertos de la industria coinciden en que no se puede solucionar con una solución única para todos.

Los acondicionadores de aire utilizan alrededor del 6% del suministro de electricidad de Estados Unidos, y los refrigerantes necesarios para hacer funcionar los aparatos de aire acondicionado tienen un potencial de calentamiento global que es 2.000 veces más potente que el dióxido de carbono. Las bombas de calor, que ofrecen una refrigeración más eficiente y con menos emisiones de carbono, han sido promocionadas como una solución, ganando fuerza gracias a la caída de los costos y los créditos fiscales de la Ley de Reducción de la Inflación. Pero las versiones actuales en el mercado no son suficientes por sí solas para mantener la red estable, las emisiones bajas y la gente fresca. Las empresas emergentes ya están construyendo la próxima generación de tecnología de refrigeración que puede ayudar a llenar los vacíos.

Una forma clave en la que los sistemas de refrigeración avanzados intentan ofrecer una mejora con respecto a las bombas de calor y los acondicionadores de aire actuales es experimentando con formas de hacer que las necesidades de refrigeración de los hogares respondan mejor a la demanda de energía. Con una red cada vez más desvencijada y tensa, esto está adquiriendo mayor importancia.

Carmichael Roberts, líder empresarial del comité de inversiones de Breakthrough Energy Ventures (BEV), señaló a Blue Frontier, respaldada por BEV, como un ejemplo de una startup que trabaja para lograrlo.

Los acondicionadores de aire tradicionales transfieren calor del interior al exterior a través de un evaporador que enfría la casa y un condensador que libera el calor acumulado al exterior. Un compresor mueve refrigerante, un fluido que transfiere el calor, entre el evaporador y el condensador. La startup con sede en Florida está diseñando un sistema inteligente de refrigeración y almacenamiento de energía que, además de otras características, reemplaza el refrigerante con una solución salina o desecante líquido. Ese desecante líquido se mantiene en un tanque de almacenamiento de energía que actualmente está diseñado para proporcionar aproximadamente cuatro horas de enfriamiento, lo que permite que la unidad montada en el techo funcione incluso si hay un apagón.

"La empresa de servicios públicos puede controlar su consumo de electricidad de la manera que sea mejor para ellos, y el usuario del edificio controla el termostato, y no tienen que coincidir entre sí", dijo el director ejecutivo y cofundador Daniel Betts.

La combinación de humedad con calor, un problema en muchos lugares de la mitad oriental del país, agrava los desafíos de mantenerse fresco. A medida que aumenta la temperatura del aire, también aumenta la cantidad de agua que el aire puede contener, lo que dificulta que los cuerpos se enfríen.

Los acondicionadores de aire convencionales son ineficientes cuando se trata de controlar la humedad, afirmó Betts. La tecnología desecante líquido de Blue Frontier no solo puede ayudar a sus unidades a almacenar energía. También extrae la humedad del aire directamente, enfriando así las habitaciones de manera más eficiente y reduciendo el consumo de energía entre un 50% y un 90%, según datos de laboratorio y pruebas de campo, dijo.

La compañía se encuentra actualmente en pruebas de campo y espera comenzar a vender unidades en 2025, inicialmente apuntando a edificios comerciales, dijo Betts.

MIMiC Systems, otra startup avanzada de HVAC, ha diseñado un sistema de calefacción y refrigeración de estado sólido que utiliza material sólido para transferir energía térmica, por lo que no requiere piezas móviles como los compresores que se encuentran en los aire acondicionado tradicionales. La configuración es completamente modular, lo que significa que puede responder mejor a las diferentes necesidades de temperatura de las personas en un espacio. También reduce por completo la necesidad de refrigerantes, según el director ejecutivo y cofundador Berardo Matalucci.

La flexibilidad es otra parte del rompecabezas de la eficiencia energética. La mayoría de los hogares estadounidenses tienen sistemas de aire acondicionado central por conductos que calientan y enfrían los hogares de manera uniforme en todo el espacio, independientemente de dónde se encuentren las personas y de las diferencias en la temperatura ambiente.

Otra startup, Flair, vende un respiradero inteligente que puede redirigir el aire de una parte de la casa a otra, evitando efectivamente el desperdicio de energía y el enfriamiento excesivo de una habitación para que otra alcance una temperatura tolerable. Los clientes le han dicho a la compañía que han ahorrado hasta un 30% de sus facturas de electricidad al instalar el sistema, según el director ejecutivo y cofundador Daniel Myers. Los dispositivos de la empresa están instalados en 30.000 hogares.

Para hogares con sistemas mini split sin ductos, que constituyen la mayor parte de los sistemas HVAC fuera de EE. UU., Flair vende un termostato inteligente que los clientes pueden usar para controlar la temperatura desde cualquier lugar a través de una aplicación. Eso podría permitir que estas unidades HVAC inteligentes conectadas a un termostato se integren a la red y participen en programas de flexibilidad de carga, dijo Myers.

Myers llamó a los sistemas HVAC totalmente variables la “estrella del norte” de la compañía, tanto en términos de brindar comodidad como de responder a las necesidades de la red. Pueden ser cada vez más importantes a medida que la red se esfuerza en condiciones cada vez más cálidas.

"Al final del día, una bomba de calor promedio puede usar una cantidad sustancial menos de electricidad durante los períodos de máxima demanda que el aire acondicionado central", dijo Amy Duffuor, socia general de Azolla Ventures. "Las bombas de calor inteligentes son una forma realmente excelente de empezar a pensar en aumentar la resiliencia de la red eléctrica".

Gradient, la startup de bombas de calor para ventanas respaldada por Azolla, se encuentra entre las empresas que intentan hacerlo. Sus unidades están conectadas a Internet para que puedan participar en un programa de respuesta a la demanda. Estos programas voluntarios de conservación de energía ya se están utilizando en estados como California y Texas. Durante momentos críticos en los que el calor extremo podría aumentar la demanda de energía, estos programas ayudan a aliviar la carga en la red.

Todos los sistemas de bombas de calor deberían poder comunicarse entre sí y con otros electrodomésticos y comprender cuándo son los niveles máximos de demanda para que puedan preenfriar los hogares durante épocas de excedente de energía solar y suavizar los picos, dijo el director ejecutivo de Gradient, Vincent Romanin.

"Los edificios no tienen sentimientos, pero las personas sí", añadió, y el diseño inteligente de HVAC debe centrarse también en la comodidad. Mantener a las personas frescas en condiciones de calor extremo no se trata sólo de reducir la temperatura del aire, sino de tener en cuenta todos los aspectos del confort humano, que incluyen la temperatura radiante, el movimiento del aire y la humedad, dijo.

Si bien el calor de este verano es intenso, el cambio climático conducirá a extremos aún mayores en las próximas décadas. Las bombas de calor actuales podrían resolver algunos desafíos para mantenerse fresco en el clima del mañana, pero se necesitará la próxima generación de tecnologías para garantizar el confort sin empeorar la crisis climática.

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