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Bomba de calor industrial agua a agua
Una sola máquina puede reemplazar una caldera, un chiller y parte de su torre de enfriamiento, al aprovechar el calor útil del agua subterránea, las aguas residuales o el agua residual industrial. Las unidades de doble tornillo Koven KASCMF abarcan de 367–1,852 kW en 20 modelos, y una planta de 26 unidades que suministramos ha operado con un COP medido en campo de 5.0–5.1 durante cuatro temporadas de calefacción y enfriamiento.
Solicite una cotización para su proyectoUna bomba de calor agua a agua extrae calor de baja temperatura de una fuente de agua y, por el otro lado, suministra agua caliente o helada. Así, una sola unidad puede realizar el trabajo que hoy hacen su caldera y su chiller. Frente a una planta con caldera y chiller, una verdadera bomba de calor agua a agua ofrece menos máquinas, elimina la combustión en las instalaciones y permite recuperar el calor que actualmente se desecha. A continuación, le mostramos qué modelos de Koven se ajustan a cada carga, qué materiales resisten cada tipo de agua de la fuente, cómo son realmente los datos de campo de cuatro temporadas y cuáles son los límites reales.
367–1,852 kW
Capacidad de enfriamiento, 20 modelos
384–1,913 kW
Capacidad de calefacción
COP 5.0–5.1
Medido en campo, planta de 26 unidades
R134a
Doble tornillo semihermético
100–25%
Control de capacidad en 4 etapas
Su caldera y su chiller son dos máquinas que hacen un solo trabajo
En la mayoría de las plantas, una caldera de gas o petróleo produce agua caliente, mientras que un chiller independiente produce agua helada y expulsa el calor del condensador a través de una torre de enfriamiento. Ese calor que se desecha es el mismo que la caldera genera al quemar combustible: usted paga dos veces la energía y opera dos máquinas para hacerlo.
Una bomba de calor agua a agua integra ambas funciones en un solo ciclo de refrigerante, y los ingenieros del sector calculan que su eficiencia es de 2.5 a 4 veces la de una caldera. Como una bomba de calor transfiere calor en lugar de generarlo mediante combustión, una solución agua a agua reemplaza una caldera, un chiller y, en edificios con cargas simultáneas, un sistema independiente de recuperación de calor.
La diferencia clave: independencia de la fuente de calor
A menudo, los compradores buscan un «chiller con recuperación de calor» y una «bomba de calor agua a agua» como si fueran la misma máquina. No lo son, y la diferencia determina si tendrá calor cuando realmente lo necesite. Una referencia gubernamental sobre HVAC lo explica claramente: un ciclo de bomba de calor produce un efecto útil a la vez, mientras que un ciclo de recuperación de calor produce calefacción y enfriamiento solo de manera simultánea.
| Tipo de máquina | ¿Calienta si no hay carga de enfriamiento? | Qué necesita realmente |
|---|---|---|
| Chiller con recuperación parcial de calor (desobrecalentador) | No | Debe estar enfriando activamente; solo recupera el sobrecalentamiento |
| Chiller con recuperación total de calor | Por lo general, no | Sigue recuperando el calor de condensación; necesita una carga de enfriamiento |
| Chiller de doble condensador (doble haz de tubos) | Por lo general, no | Dos vías para rechazar calor, pero no una fuente de calor independiente |
| Unidad de cuatro tuberías para calefacción y enfriamiento simultáneos | Depende de la configuración | Necesita un circuito de fuente dedicado para calentar por sí sola |
| Verdadera bomba de calor agua a agua (KASCMF) | Sí | Extrae calor de un circuito de agua de la fuente sin que el edificio tenga una carga de enfriamiento |
| Bomba de calor para calor residual industrial | Sí | Un flujo estable de calor residual a baja temperatura |
Fuente: Guía de Koven sobre calidad del agua e ingeniería de recuperación de calor, Sección 17 / Tabla 4. Aclaramos este punto porque no describiremos un chiller convencional con recuperación de calor como una «unidad de calefacción independiente para todo el año»: si su proyecto no tiene una carga de enfriamiento confiable, necesita una verdadera bomba de calor agua a agua, y eso es precisamente lo que ofrece la línea KASCMF.
Su principio de funcionamiento es sencillo: transferir calor, no generarlo mediante combustión. Sin embargo, el error costoso es elegir una máquina equivocada de estas seis para su carga. Si necesita calefacción y enfriamiento simultáneos durante todo el año (por ejemplo, un centro de datos junto a oficinas con una carga simultánea de 300 kW), una máquina con recuperación de calor es eficiente. Si necesita calefacción cuando no hay ninguna demanda de enfriamiento, necesita la bomba de calor con circuito de agua de la fuente que presentamos a continuación. Koven Air no afirmará que un chiller con recuperación puede cumplir esa función.
Esta es la explicación honesta que la mayoría de los folletos omite: a diferencia de una unidad con recuperación de calor, una verdadera bomba de calor chiller agua a agua calienta solo con el circuito de la fuente, porque su evaporador extrae calor del agua y no de un edificio que casualmente necesite enfriamiento. Verifique esto con el perfil horario de carga de su proyecto antes de especificar el equipo: es la decisión que determina si tendrá calefacción en enero.
Bombas de calor agua a agua Koven KASCMF, 20 modelos, 367–1,852 kW
El sistema de bomba de calor KASCMF utiliza compresores de doble tornillo semiherméticos con un intercambiador de recuperación de calor de carcasa y tubos integrado, por lo que la recuperación de agua caliente forma parte de la máquina y no es un accesorio añadido. Los modelos de un compresor (105.1–265.1) cubren de 367–926 kW de capacidad de enfriamiento; los modelos de dos compresores (210.2–530.2) alcanzan 1,852 kW. Todos los modelos ajustan la capacidad en etapas de 100-75-50-25-0% y se suministran con 3PH-380V-50Hz y protección IP54. A diferencia de las marcas residenciales que ocultan las fichas técnicas y solo ofrecen unidades de 2–5 toneladas, Koven Air publica los 20 modelos comerciales de bombas de calor agua a agua a continuación. Un equipo de compras no puede solicitar cotizaciones de lo que no puede consultar, así que lo correcto es mostrar las cifras.
Refrigerante y cumplimiento normativo en el mercado de EE. UU.: lea esto antes de especificar
Actualmente, la línea KASCMF funciona con R134a, cuyo potencial de calentamiento global es de 1,430, por encima del límite de 700 GWP que las normas estadounidenses sobre HFC establecen ahora para varias categorías de productos. Preferimos decírselo claramente para que no se entere al pasar por la aduana. Según 40 CFR 84.54, los chillers para enfriamiento de confort con GWP ≥ 700 están restringidos desde el 1 de enero de 2025, y los chillers para refrigeración de procesos industriales por encima de −30 °C, desde el 1 de enero de 2026.
Como el KASCMF es una máquina reversible que también puede producir agua helada a 7/12 °C, una unidad importada a EE. UU. específicamente para enfriamiento de confort está sujeta a esa restricción. Para aplicaciones de calefacción de espacios, calefacción urbana y recuperación de calor residual, así como para mercados de exportación fuera de esos subsectores de HFC, el R134a sigue siendo una opción viable. Si su proyecto en EE. UU. requiere enfriamiento de confort o refrigeración de procesos, especifique una variante de bajo GWP y confirmaremos su disponibilidad actual con la fábrica para evitar enviarle un problema de cumplimiento normativo.
| Modelo (KASCMF) | Enfriamiento kW | Calefacción kW | COP nominal de enfriamiento | Recuperación de calor kW | Conexión del lado del usuario. |
|---|---|---|---|---|---|
| 105.1 | 367 | 384 | 6.1 | 115 | DN100 |
| 155.1 | 536 | 556 | 6.2 | 167 | DN150 |
| 220.1 | 760 | 787 | 6.3 | 236 | DN150 |
| 265.1 | 926 | 956 | 6.4 | 287 | DN200 |
| 310.2 | 1,072 | 1,113 | 6.2 | 334 | DN200 |
| 390.2 | 1,346 | 1,395 | 6.3 | 419 | DN200 |
| 480.2 | 1,678 | 1,735 | 6.3 | 521 | DN250 |
| 530.2 | 1,852 | 1,913 | 6.4 | 574 | DN250 |
Se muestran ocho de los 20 modelos del catálogo. El COP nominal de enfriamiento es la capacidad de la máquina ÷ la potencia de entrada en las condiciones nominales del agua; el COP del sistema medido en campo, incluidas las bombas, es menor: 5.0–5.1. La tabla completa de los 20 modelos está disponible a solicitud.
¿Qué agua puede usar como fuente y qué efecto tiene en la máquina?
El evaporador de un KASCMF puede extraer calor de agua subterránea, un circuito geotérmico cerrado, aguas residuales, agua residual industrial, agua de río o lago, agua de mar, agua de retorno del enfriamiento o calor residual de un centro de datos. En un circuito cerrado, se trata de una bomba de calor geotérmica agua a agua; el agua subterránea y el circuito geotérmico son fuentes conocidas, pero la misma máquina de Koven Air también puede aprovechar aguas residuales que un pozo geotérmico no alcanza. Un diseño patentado de bomba de calor de sistema abierto confirma el principio: la fuente puede ser «agua subterránea, agua de mar, agua de río, agua de lago o salmuera». El problema es que el agua de la fuente sin tratar ataca el metal incorrecto del intercambiador de calor, y por eso fracasan muchos proyectos de circuito abierto.
Los ingenieros de campo lo dicen claramente en los foros: «los circuitos abiertos definitivamente requieren más mantenimiento que los sistemas de circuito cerrado debido a la formación de incrustaciones y la corrosión», «no se debería instalar un sistema de circuito abierto sin analizar primero la calidad del agua» y las bombas de calor que usan agua como fuente son difíciles de mantener cuando reciben agua sin filtrar.
Por eso, Koven Air comienza cada proyecto con un análisis del agua y luego selecciona el material del intercambiador según su composición química, nunca al revés. Ese informe determina el equilibrio entre el costo inicial y la vida útil.
Rango de compatibilidad del agua de la fuente
Esta es la tabla que no publica ningún folleto residencial: compara cada tipo de agua de la fuente con los límites de calidad y el material del intercambiador que puede resistirla, además del pretratamiento necesario.
| Agua de la fuente | Límites clave que se deben verificar | Material del intercambiador | Pretratamiento |
|---|---|---|---|
| Circuito cerrado de agua helada / calefacción | pH 7.5–9.0, O₂ disuelto < 5 mg/L | Carcasa y tubos de cobre | Expansión, dosificación, filtro de flujo lateral |
| Agua subterránea (limpia) | Arena < 1/200,000, Fe < 0.2, Cl⁻ < 300 mg/L | Cobre o SS304 | Desarenador ciclónico + filtro autolimpiante por retrolavado |
| Agua de mineralización media / salobre | Cl⁻ y sólidos disueltos totales según el grado | Placa SS304 / SS316L | Aislamiento mediante intercambiador de calor intermedio |
| Río / lago | Turbidez, algas, biopelícula | Placa SS + aislamiento | Rejilla, filtro grueso + filtro autolimpiante por retrolavado, biocida |
| Agua de mar / alto contenido de cloruros | Cl⁻ muy por encima del rango seguro para cobre/SS | Placa de titanio / tubos de titanio | Circuito de titanio, protección contra incrustaciones, protección catódica |
| Aguas residuales / agua regenerada | Fibras, grasa, sólidos suspendidos | Intercambiador de canales amplios y resistente a obstrucciones | Rejilla de barras, filtro fino, retrolavado + derivación para limpieza |
| Agua residual industrial | pH, solventes, aceites, riesgo de cristalización | Aislado; de doble pared cuando se requiera higiene | Intercambiador de calor intermedio; análisis químico caso por caso |
| Mineralización > 500 mg/L | Índice de saturación / incrustación | Titanio o aleación de mayor resistencia | Ablandamiento o tratamiento de agua de flujo lateral |
| Partículas sólidas > 0.5 mm | Riesgo de obstrucción de los canales de placas | Cualquiera: filtrar primero | Filtración por debajo de 0.5 mm antes de los intercambiadores de placas |
Dimensionamos la planta agua a agua primero según el circuito de la fuente, no según la placa de datos. Si la temperatura del agua subterránea y la reinyección son adecuadas, el COP medido en campo se mantiene por sí solo. La mayoría de las instalaciones decepcionantes que nos llaman para corregir eran circuitos abiertos en los que se omitió el análisis del agua.
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Rendimiento medido: COP de campo de 5.0–5.1 durante cuatro temporadas de calefacción y enfriamiento
Las cifras nominales venden; las cifras medidas permiten especificar el equipo. En una planta de 26 unidades con agua subterránea que suministramos, cada unidad de 1,200 kW registró un COP nominal de 5.22 en enfriamiento (agua subterránea a 18 °C) y de 5.18 en calefacción (fuente a 15 °C). La planta midió 5.1 en enfriamiento / 5.0 en calefacción durante cuatro temporadas, incluidas las bombas. Esos valores de campo están dentro del rango de 5.0–7.0 que los ingenieros reportan para cargas equilibradas con bombas de calor que usan agua como fuente. Como una fuente de agua estable permite que la máquina consuma menos electricidad por unidad de calefacción eficiente que una unidad con fuente de aire, esa estabilidad es la razón principal para elegir un sistema agua a agua por su eficiencia energética.
Aquí los compradores corren un riesgo real: especificar el equipo según un COP nominal de 6.4 que nunca alcanzarán en campo. Como Koven Air dimensiona el sistema según el circuito de la fuente, esa diferencia no se convierte en un problema para usted. Conviene ser claros sobre las condiciones en que se mantiene esa cifra: depende de una fuente estable de agua subterránea a ~18 °C. Si se usa agua residual más fría o una aplicación que requiere una temperatura de suministro alta, el COP baja. En el proyecto con fuente de aguas residuales que presentamos a continuación, el COP medido en calefacción fue de 4.1 con agua de la fuente a 10 °C. Además, como todas las bombas de calor subcríticas, el KASCMF ofrece temperaturas de suministro adecuadas para cargas hidrónicas modernas, fan coils y sistemas radiantes, pero no para los ~180 °F previstos para los radiadores antiguos de hierro fundido.
| Planta central, misma carga del edificio | Bomba de calor agua a agua | Chiller enfriado por aire + caldera de combustible | Chiller enfriado por agua + caldera + torre |
|---|---|---|---|
| Combustión en las instalaciones | Ninguna | La caldera quema gas/petróleo | La caldera quema gas o fueloil |
| Calor del condensador | Recuperado como agua caliente | Rechazado al aire | Rechazado a través de la torre |
| COP de campo (calefacción) | 5.0 medido | Equivalente a una eficiencia de caldera de ~0.9 | ~0.9 caldera + chiller independiente |
| Máquinas que requieren mantenimiento | Una unidad reversible | Dos (chiller + caldera) | Tres (chiller + caldera + torre) |
| Fuente más adecuada | Agua subterránea/residual/aguas residuales | Aire ambiente | Agua de torre |
Resultados del cliente: 44.9% menos en costos anuales y confiabilidad de reinyección durante 4 años
Un parque industrial de 520,000 m² y sus dormitorios reemplazaron unidades enfriadas por aire distribuidas por el predio y calderas de petróleo por 26 unidades tipo KASCMF con fuente de agua subterránea, instaladas en dos estaciones de energía. El agua subterránea se mantiene a 16–18 °C y cada gota se devuelve mediante reinyección al mismo estrato al 100%, un método que en EE. UU. se rige por las normas de la EPA para pozos de inyección de Clase V.
−44.9% en costos anuales de energía y operación y mantenimiento
El costo combinado de operación de calefacción y enfriamiento bajó de ¥17.45 M/año (equipos enfriados por aire + caldera de petróleo) a ¥9.62 M/año. El costo de capital para los arrendatarios se redujo ~60% y los costos de operación y mantenimiento, ~45%, porque ninguna empresa tuvo que construir su propia sala de máquinas. El periodo simple de recuperación es de ≈ 4.5 años; el ahorro anual equivalente de carbón es de ≈ 6,800 t y el de CO₂, de ≈ 18,000 t.
En un parque comercial de este tamaño, ese nivel de costos operativos reduce el periodo de recuperación a unos pocos años y permite a los arrendatarios operar sus instalaciones de producción sin construir su propia sala de máquinas. La cifra de confiabilidad importa tanto como la del costo: cuatro temporadas continuas de calefacción y enfriamiento con reinyección al mismo estrato al 100%, sin obstrucciones significativas, nivel estable del acuífero y disponibilidad de la planta de ~99.8%. Esa es la respuesta honesta a la queja en los foros de que las máquinas que usan agua como fuente «son difíciles de mantener» y se corroen: lo son si reciben agua sin filtrar; no lo son cuando el circuito de la fuente está bien diseñado. A diferencia de un proveedor que entrega un equipo y se desentiende, Koven Air diseña primero el circuito de la fuente. Por eso esta planta mantuvo su rendimiento durante cuatro años.
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Certificaciones y calidad de fabricación
Koven Air fabrica equipos HVACR desde 2007 y exporta a 35 países. Las unidades cuentan con certificación CE y certificación del sistema de gestión de calidad ISO 9001. Se fabrican y se someten a pruebas de funcionamiento antes de salir de la planta.
PROTOCOLO DE CONTROL DE CALIDAD Y TRAZABILIDAD
Cada unidad se somete a una prueba de envejecimiento de 24 horas y pasa por un laboratorio dedicado a pruebas de chillers y bombas de calor antes del envío. Además, cada unidad puede rastrearse mediante 400 puntos de control del proceso registrados. Esa es la diferencia entre una clasificación en la placa de datos y una máquina que mantiene su rendimiento en su sala de máquinas. El riesgo oculto de una importación de bajo costo es que la unidad falle durante su primer invierno. Por eso, a diferencia de los proveedores que solo prueban sobre el papel, Koven Air somete a pruebas de funcionamiento cada máquina de 1,852 kW antes de enviarla: en una aplicación de calefacción urbana, el costo de una falla a mitad de temporada supera ampliamente el de la prueba.
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Marcado CE
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Sistema de calidad con certificación ISO
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Fábrica de 20,000 m²
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18 procesos estandarizados
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Trazabilidad de 400 puntos del proceso
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Prueba de envejecimiento de 24 horas
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Laboratorio de pruebas de chillers y bombas de calor
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Gabinete IP54
Guía de compra: dimensionamiento, análisis del agua, plazo de entrega y servicio posventa
Una máquina reversible agua a agua se dimensiona según el mayor pico de calefacción o enfriamiento y luego se ajusta a cargas parciales con el descargador de 4 etapas. Cuando los picos de calefacción y enfriamiento difieren considerablemente, instalamos varias unidades en secuencia para regular la capacidad y ofrecer redundancia. El precio depende del modelo, el alcance del tratamiento del agua de la fuente y el metal del intercambiador; no hay un único precio de lista. Por eso cotizamos según sus parámetros en vez de publicar una cifra que no se sostendría al conocer el análisis del agua.
Un error costoso es tratar una bomba de calor como si fuera una caldera y omitir el análisis del agua, porque esa omisión puede convertirse en corrosión dos años después. El servicio posventa de Koven Air ofrece orientación técnica gratuita de por vida, respuesta inmediata durante el periodo de garantía y capacitación periódica para sus contratistas e ingenieros, tanto para calefacción de espacios como para agua caliente de uso doméstico. A diferencia de un proveedor que publica un precio de lista, cotizamos según sus parámetros. No tramitamos los permisos locales de extracción o reinyección de agua: usted debe gestionar esas aprobaciones, que suelen ser un factor crítico en los proyectos de circuito abierto. Inicie el trámite con anticipación.
Qué debe enviarnos para recibir una cotización real
El documento más útil que puede proporcionar es un análisis del agua sin tratar. Ese análisis determina el material del intercambiador, el pretratamiento y si necesita un circuito intermedio: tres aspectos que influyen tanto en el precio como en la confiabilidad.
Proporcione
Por qué define el diseño
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Análisis del agua de la fuente (pH, conductividad, dureza, Cl⁻, SO₄²⁻, arena, mineralización, Fe/Mn, O₂ disuelto)Define el material del intercambiador + pretratamiento + aislamiento
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Rango de temperatura y caudal de la fuenteDefine el COP alcanzable y el tamaño del modelo
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Picos de carga de calefacción y enfriamiento (por hora, si es posible)Define la cantidad de unidades, la secuencia de operación y la redundancia
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Temperaturas de suministro/retorno y tipo de terminalConfirma si es adecuada para temperaturas moderadas o si requiere temperaturas altas como los sistemas antiguos
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Trámite de permisos de reinyección / descargaLa viabilidad de los proyectos de circuito abierto depende de las aprobaciones para extracción y reinyección (p. ej., las normas EPA Class V UIC de EE. UU.)
Herramientas de diseño y selección de ingeniería
Acceda a nuestras herramientas técnicas para evaluar la viabilidad del sistema, especificar tipos de máquinas y seleccionar los modelos KASCMF precisos según los parámetros de su proyecto.
Verificador de idoneidad del agua de la fuente
Evalúe los parámetros del agua subterránea, las aguas residuales o el agua de proceso frente a los requisitos del sistema.
Selector de modelos KASCMF agua a agua
Calcule y especifique el modelo exacto de bomba de calor KASCMF según las demandas de enfriamiento y calefacción.
Selector del tipo de máquina
Determine la configuración óptima de chiller o bomba de calor para las condiciones específicas del edificio y del entorno.
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