O Protocolo de Montreal de 1987 e o Protocolo de Kyoto de 1997 exigiam que países ao redor do mundo eliminassem substâncias como CFCs (clorofluorcarbonos), HCFCs (hidroclorofluorocarbonos), e HFCs (hidrofluorocarbonos), que destroem a camada de ozônio e causam o aquecimento global. Muitos aquecedores, os sistemas de ventilação e ar condicionado ainda usam esses refrigerantes sintéticos que violam os acordos internacionais e infligem danos ambientais.

Recentemente, uma equipe de pesquisadores iranianos investigou como refrigerantes naturais poderiam substituir CFCs, HCFCs e HFCs em bombas de calor geotérmicas para reduzir o consumo de energia e os custos operacionais. Eles relatam suas descobertas no Jornal de energia renovável e sustentável .

Os pesquisadores também examinaram os benefícios ambientais e econômicos dos refrigerantes zeotrópicos e azeotrópicos, bem como refrigerantes naturais. Com base em sua modelagem, os pesquisadores determinaram que os materiais naturais, incluindo amônia e n-butano, são os refrigerantes de substituição mais econômicos e ecologicamente corretos para bombas de calor geotérmicas.

As bombas de calor geotérmicas exploram como a temperatura da terra abaixo da superfície se estabiliza em meados de 50 graus Fahrenheit usando um ciclo de compressão de vapor equipado com tubos enterrados em trincheiras horizontais ou poços verticais. As bombas de calor geotérmicas extraem o calor do solo (no inverno) e dissipam o calor para o solo (no verão), fazendo circular fluidos, como água, por meio de canos enterrados. Este projeto aproveita as temperaturas moderadas do solo para aumentar a eficiência e reduzir os custos operacionais dos sistemas de aquecimento e resfriamento.

Em sua revisão, os pesquisadores executaram um Programa de Análise de Horas para calcular as cargas de aquecimento e resfriamento em um prédio de 14 andares, prédio residencial. Então, eles aplicaram suas descobertas a um Solucionador de Equações de Engenharia para modelar o ciclo termodinâmico de uma bomba de calor de fonte de aterramento de circuito aberto e fechado com diferentes refrigerantes conhecidos.

"O grande desafio para os próximos anos na indústria de HVAC e refrigeração é estabelecer a tecnologia de refrigerante natural para substituir os CFCs, Refrigerantes HCFCs e HFCs, "disse Mostafa Mafi, um dos autores do artigo. "Uma solução para reduzir o consumo de energia em bombas de calor é usar a terra como uma fonte / dissipador de calor renovável para aumentar a eficiência e criar uma diversidade de fontes de energia."