La startup francesa Equium ha desarrollado un núcleo de bomba de calor que funciona con ondas acústicas y produce aire caliente y frío. Equium fabrica el núcleo y colabora con otra empresa que lo integra en sistemas de bomba de calor. Las unidades son escalables de 1 kW a 3 kW y están diseñadas para aplicaciones residenciales.

La novedosa bomba de calor puede alcanzar supuestamente temperaturas más altas que las bombas de calor existentes, sin necesidad de refrigerantes. Funciona con un altavoz de alta fidelidad (Hi-Fi) alimentado por electricidad que crea una onda acústica en un recipiente cerrado a presión lleno de helio. La onda acústica hace que el gas se comprima o expanda, desplazando el calor de una temperatura más baja a una más alta, o viceversa. El núcleo de la bomba de calor está lleno de agua, que absorbe o libera ese calor.

“La onda acústica realiza el trabajo de compresión y expansión del gas que produce calor o frío, respectivamente”, explicó a pv magazine Philippe Loyer, jefe de producto de Equium.

Según Loyer, la bomba de calor puede generar agua sanitaria a una temperatura de hasta 80 ºC. Afirma que una de las principales ventajas de la bomba de calor acústica, en comparación con las unidades tradicionales que utilizan refrigerantes, es su capacidad para alcanzar temperaturas muy altas o muy bajas.

“Las bombas de calor tradicionales utilizan refrigerantes con una fase de temperatura. Tienen un límite de temperatura, que es la temperatura de cambio de fase de líquido a gas del refrigerante”, explica Loyer. “En nuestro núcleo, el helio permanece en estado gaseoso. Como el helio sigue siendo un gas hasta -200 ºC, podemos alcanzar temperaturas más altas dentro del núcleo de nuestra bomba de calor”.

La bomba de calor funciona supuestamente con todas las fuentes de calor externas, incluidas las de aire, desde -15 ºC hasta 50 ºC. Dado que su núcleo está lleno de agua, funciona mejor como bomba de calor geotérmica y de fuente de agua. Para utilizarla como bomba de calor aerotérmica, la unidad puede equiparse con un ventilador que transfiera el calor del aire al agua, según Loyer.

La bomba de calor tiene un coeficiente de rendimiento (COP) de tres a cuatro, lo que significa que produce entre 3 kW y 4 kW de calor por cada kilovatio de energía que consume. El objetivo de Equium es que su núcleo de bomba de calor produzca entre 8 kW y 10 kW de potencia térmica, según Loyer. Tiene una vida útil de 30 años, con un proceso de instalación sencillo. La bomba de calor acústica también ofrece mejor modulación que las unidades tradicionales.

“Tenemos la misma eficiencia que las bombas de calor tradicionales, pero tenemos mejor modulación gracias a la transferencia acústica”, dijo Loyer.

Las unidades tradicionales de potencia fija alternan entre el encendido y el apagado varias veces al día, pasando de cero a la máxima capacidad para alcanzar el equilibrio de temperatura adecuado. Pero la nueva bomba de calor modula su potencia para proporcionar continuamente la temperatura deseada.

“La regulación de salida de una bomba de calor clásica consume mucha energía. En nuestro sistema acústico, la regulación es muy fácil”, explica Loyer. “Si quieres menos potencia, basta con bajar el volumen del altavoz Hi-Fi, a 10 decibelios (dB), 20 dB o 30 dB, por ejemplo”.

Equium afirma que el sistema de bomba de calor es completamente silencioso, a pesar de utilizar un altavoz para generar la onda acústica. El nivel de ruido es inferior a 30 dB, el equivalente a un susurro.

“El sonido que produce nuestro sistema queda confinado en el interior del núcleo, por lo que no se oye desde fuera”, afirma Loyer.

Equium está realizando pruebas de campo de su bomba de calor termoacústica. Su lanzamiento está previsto para el segundo semestre de 2023.