Chiller evaporativo

Como el evaporador cede directamente el calor de compresión a un serpentín humedecido, la temperatura de condensación del evaporador varía según la temperatura de bulbo húmedo, no la de bulbo seco, que reduce la capacidad de las unidades enfriadas por aire. Koven Air integra este principio en un sistema de 19-800 toneladas. En una instalación en Yeda, donde la temperatura de bulbo seco suele llegar a 116F, la diferencia se reflejó en agua helada a 50F frente a 58F, mientras que las unidades enfriadas por aire no lograban alcanzar el valor más bajo.

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Sistema integrado de chiller evaporativo de 19-800 toneladas
19–800 TR

Capacidad de enfriamiento
(tornillo KAFZ + scroll JXRZ)

5.7–6.0

COP nominal con agua helada de salida a 7 °C,
35 °C DB / 26 °C WB

0.79%

Agua de reposición como proporción del
caudal de agua helada

−10 to 43 °C

Rango de operación ambiental
durante todo el año

75 días

Del contrato a la producción en un proyecto saudí de
2×1088 kW

5.70

COP presenciado por un tercero
a 44.2 °C de bulbo seco

Por qué los chillers enfriados por aire pierden capacidad en climas cálidos

Una planta de preformas de PET en Yeda operaba dos chillers de tornillo enfriados por aire de 800 kW, con un COP nominal de 3.2. A una temperatura ambiente de 45 °C, la planta midió 2.7, y la capacidad de enfriamiento cayó más de un tercio con respecto al diseño. El agua helada que necesitaban las herramientas de inyección a 12 ± 1 °C llegaba a 14.5 °C y, en los días más críticos, a 16 °C.

El costo para la planta

  • El ciclo de inyección se alargó de 28 s a 35 s
  • El desperdicio de preformas subió de 1.2% a 3.8%
  • La pérdida de producción mensual superó el 12%
  • Los serpentines con aletas obstruidos por polvo requerían lavado a alta presión cada 15 días, con un costo cercano a US$18,000 por unidad al año
  • Las paradas imprevistas del compresor superaron las 40 horas al año

El compresor no es el problema. El condensador enfriado por aire solo puede rechazar calor al aire según su temperatura de bulbo seco al pasar por las aletas; por eso, cuando sube la temperatura de bulbo seco, también aumenta la temperatura de condensación. Una temperatura de condensación más alta aumenta la elevación de presión del compresor, incrementa el consumo de energía y reduce el efecto frigorífico útil.

El principio de desacoplamiento del bulbo seco

Desacoplamiento del condensador evaporativo: se rocía agua sobre el serpentín de condensación y se hace pasar aire por los serpentines; la energía se disipa como calor latente de vaporización (un proceso cuyo límite inferior lo determina la temperatura de bulbo húmedo, no la de bulbo seco). La temperatura de diseño de bulbo húmedo de Yeda es 27.5 C, mientras que la temperatura máxima de diseño de bulbo seco es 49 C. La diferencia (alrededor de 21 K) es el margen que aprovecha un chiller evaporativo para reducir la elevación de presión del compresor.

Nota psicrométrica: ¿adónde va realmente el calor?

En el intercambio de calor seco solo se transfiere calor sensible y su temperatura mínima será la del aire ambiente. Cuando el agua se evapora de la superficie del serpentín, extrae calor latente del sistema; la evaporación del agua permite tasas de extracción de calor que ninguna superficie seca puede igualar.

Ese es todo el secreto. En los sistemas de refrigeración que rechazan calor mediante un condensador evaporativo, el calor se disipa simultáneamente al aire y al agua, por lo que el agua del circuito del condensador está más fría que el aire ambiente.

Referencia de terceros sobre el mecanismo

En ACHR News, un gerente de producto de condensadores evaporativos de EVAPCO señala claramente el límite que rige el proceso: “La temperatura de condensación nunca puede ser inferior a la temperatura de bulbo húmedo”, y cuantifica el beneficio: “la potencia del compresor puede reducirse entre 1% y 2% por cada caída de 1 °F en la temperatura de condensación”.

Este cálculo no es nuevo para quienes dimensionan sistemas en plantas de zonas desérticas. Un ingeniero en r/AskEngineers comentó que, en aire desértico a 45 C, “aún se puede rechazar calor con chillers, solo que no de forma muy económica; podrías gastar 30% de la energía de la instalación en enfriamiento”. Desacoplar la temperatura de condensación de ese pico de bulbo seco es lo que reduce el costo.

Por qué construimos el condensador de esta manera

A diferencia de un serpentín con aletas enfriado por aire, cuya capacidad depende de la temperatura de bulbo seco, este condensador está diseñado para seguir la temperatura de bulbo húmedo. Koven Air diseña el circuito de condensación KAFZ para aprovechar esa diferencia, porque la causa estructural de la pérdida de capacidad en climas cálidos es la temperatura de condensación, no la calidad del compresor.

La contrapartida es el consumo de agua, y el error que vemos con más frecuencia es calcular el ahorro de electricidad sin presupuestar los litros consumidos. En esta página se presentan ambos valores.

Por qué los chillers enfriados por aire pierden capacidad en climas cálidos

Hasta dónde llega este argumento

La misma física que le da margen a un chiller evaporativo también lo limita. Cuando aumenta la humedad, la temperatura de bulbo húmedo se acerca a la de bulbo seco, y la sensibilidad es alta: en el contexto de la recirculación del aire de entrada, ACHR News informa que un aumento de 2 F en la temperatura de bulbo húmedo que realmente recibe el condensador puede reducir su rendimiento alrededor de 16%. Las cifras exactas dependen del equipo y de las condiciones, pero la tendencia es clara. En un clima seco, la diferencia es amplia y favorece el rendimiento del chiller; en un ambiente marítimo húmedo, donde la humedad relativa mantiene el aire exterior cerca de la saturación, el beneficio del desacoplamiento disminuye y un chiller enfriado por aire o una planta enfriada por agua pueden ser la mejor solución de ingeniería. Lo tendremos en cuenta durante la selección.

¿No sabe si la temperatura de bulbo húmedo de su planta permite esta configuración?

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Condensador evaporativo vs. preenfriamiento adiabático vs. torre de enfriamiento: comparación del rendimiento del condensador

En los sistemas comerciales de HVAC se ofrecen tres tipos distintos de equipos de enfriamiento evaporativo con nombres que se traslapan, e incluso los técnicos con experiencia tienen que aclarar las diferencias. Un técnico de servicio en r/HVAC, al describir un equipo que su colega nunca había visto, escribió que, aunque su funcionamiento parece similar, “un condensador evaporativo es un tipo de equipo completamente distinto de una torre de enfriamiento”. La diferencia determina adónde va el calor y cuántos pasos de temperatura debe atravesar.

  • Unidad con condensador enfriado por aire: el vapor caliente de refrigerante entra en un serpentín con aletas y cede calor únicamente al aire ambiente. La temperatura de condensación queda determinada por la temperatura ambiente de ese flujo de aire.
  • Condensador enfriado por agua más torre de enfriamiento: el vapor de refrigerante se condensa en un intercambiador de calor de carcasa y tubos, cuyo agua luego se enfría en una torre independiente. El calor pasa por dos etapas antes de llegar al aire exterior; por eso, una planta de chillers de este tipo necesita un cuarto de máquinas.
  • Chiller con condensador evaporativo: el refrigerante se condensa dentro de un serpentín de tubos desnudos que se mantiene continuamente humedecido, de modo que el aire y el agua actúan sobre la misma superficie. Esta configuración de enfriamiento evaporativo indirecto permite obtener una temperatura de condensación más baja a igual temperatura de bulbo húmedo.
  • La selección del ventilador depende del diseño del condensador, y no al revés: las unidades de tiro forzado utilizan un ventilador centrífugo y las de tiro inducido, un motor con ventilador axial. En ambos casos, deben ubicarse de manera que el aire de descarga nunca vuelva a ingresar por la toma de aire. Estos son los dos tipos de configuración de condensadores evaporativos que se encuentran en la práctica.
  • Pregunte a qué temperatura se hace referencia para la temperatura de condensación: la del aire ambiente o la de bulbo húmedo
  • Pregunte si el enfriamiento adiabático es continuo o solo se activa en los picos, porque las necesidades de agua pueden variar en un orden de magnitud
  • Verifique la temperatura de diseño del agua del condensador y si el circuito y la bomba de agua del condensador están integrados en el equipo o son externos
  • Pregunte al proveedor cuánta eficiencia de enfriamiento conservará el equipo a la temperatura de bulbo húmedo de diseño de su planta (en lugar de la temperatura de bulbo húmedo de la especificación del catálogo)

Un chiller adiabático es otra variante. Tiene un serpentín condensador enfriado por aire, pero también incorpora paneles evaporativos antes del serpentín, de modo que el proceso evaporativo preenfría el aire que ingresa en él. Este tipo de equipo usa agua solo cuando las condiciones lo requieren, lo que permite ahorrar agua.

En el enfriamiento adiabático, el enfriamiento evaporativo directo preenfría el aire antes de que entre en un serpentín enfriado por aire. El aire entra en el serpentín a una temperatura de bulbo seco ya reducida por el preenfriamiento y luego se encuentra con el serpentín enfriado por aire, por lo que las temperaturas de condensación se mantienen por encima de esa temperatura de bulbo seco preenfriada.

Los ENFRIADORES SECOS ADIABÁTICOS (como reemplazo de una torre de enfriamiento) no tienen compresor, por lo tanto, no son chillers. De manera similar, los enfriadores de aire húmedo sirven para enfriar aire, no agua helada.

Condensador evaporativo: el refrigerante entra en contacto directo con la superficie humedecida, por lo que la diferencia de temperatura se mide respecto de la temperatura de bulbo húmedo, no de la temperatura de bulbo seco preenfriada.

Ambos sistemas tienen aplicaciones válidas. Añadir enfriamiento evaporativo a un enfriador de aire existente como parte de una modernización del sistema de enfriamiento es una forma sencilla de recuperar algunos puntos de eficiencia del chiller. Sin embargo, para una instalación completamente nueva, probablemente la mejor opción sea un condensador evaporativo.

Por qué importa el nombre desde el punto de vista comercial

La diferencia entre una y dos etapas es el punto central de la comparación entre el condensador evaporativo y la torre de enfriamiento. Por eso, la diferencia entre enfriamiento adiabático y enfriamiento evaporativo no es solo cuestión de nombres, y el enfriamiento evaporativo indirecto tampoco es lo mismo que un preenfriador de aire humedecido. A diferencia de una torre, cuyo salto de temperatura se mide dos veces, un diseño adiabático nuevo llega a la temperatura de bulbo húmedo en un solo paso. Quienes terminan comparando equipos equivocados pueden evaluar la capacidad de enfriamiento de un chiller frente a la carga de rechazo de calor de un condensador sin más, que no es lo que buscaban evaluar.

Lo que no afirmamos

No publicamos una clasificación de eficiencia entre marcas. Los fabricantes de equipos adiabáticos y evaporativos rara vez califican sus equipos con los mismos límites: algunos publican cifras del compresor solamente y otros incluyen ventiladores y bombas. Por eso, comparar el COP principal entre marcas no es una comparación equivalente. A continuación publicamos los datos nominales propios de Koven Air, junto con los límites de medición y la convención de clasificación de la norma AHRI Standard 550/590 que siguen.

El punto de equilibrio de costos entre las 3 configuraciones de condensador

El costo de inversión inicial es un punto de comparación al comprar, pero no es donde debe terminar el análisis. A continuación se presenta un análisis de costos de operación con tarifas publicadas de Australia Occidental.

Supuestos del modelo, detallados:

  • Tamaño del edificio: 15,000 m². Densidad de carga: 75 W/m². Carga de diseño: 1,125 kW
  • Tiempo de operación: 150 días/año. Horas/día: 10. Factor de carga: 0.75
  • Tarifa eléctrica: AUD $0.3158/kWh (31.5823 c/kWh). Tarifa comercial publicada por la empresa minorista estatal (Australia Occidental), julio de 2024
  • Tarifa de agua: AUD $3.50/m³. Water Corporation Perth 2024 (incluye alcantarillado)

Configuración de rechazo de calor según el tipo de condensador. Los valores de diseño son datos de ingeniería de Koven Air para sus propios equipos; las filas de enfriamiento por aire y torre de enfriamiento describen la configuración, no la clasificación de un competidor específico.

Parámetro Enfriado por aire Enfriado por agua + torre de enfriamiento Condensador evaporativo (Koven)
Trayectoria del calor Refrigerante → aire Refrigerante → agua → aire (dos etapas) Refrigerante → serpentín humedecido → aire (una etapa)
La temperatura de condensación sigue la Temperatura de bulbo seco Temperatura de bulbo húmedo, más un salto de temperatura en la torre y el condensador de carcasa y tubos Temperatura de bulbo húmedo, directamente
Temperatura de condensación de diseño 45 °C 40 °C 38 °C
Agua del condensador recirculada por cada 100 kW — 22 m³/h 10–12 m³/h
Altura de bombeo del agua del condensador — 20 m 3 m (bomba integrada en la unidad)
Torre independiente, bombas del condensador y tuberías de la torre No se requiere Se requiere No se requiere

Comparación estacional, carga de diseño de 1,125 kW

Chiller de tornillo enfriado por aire Enfriado por agua + torre Chiller de tornillo enfriado por evaporación
COP promedio del sistema utilizado en este modelo 3.5 5.7 6.3
Potencia de entrada del compresor 321.4 kW 197.4 kW 178.6 kW
Potencia de la bomba de agua del condensador — 20 kW 4 kW
Potencia del ventilador del condensador / rociado 34 kW 15 kW 17 kW
Energía estacional 433,607 kWh 295,164 kWh 258,268 kWh
Agua de reposición 0 m³ 6,129 m³ 4,050 m³
Costo operativo estacional (electricidad + agua) AUD $136,933 AUD $114,664 AUD $95,736
Índice de costos 1.43 1.20 1.00
Este análisis es de elaboración propia y se basa en tarifas públicas; no es un informe independiente. No se incluyen los costos de inversión ni los gastos operativos de la torre de enfriamiento, lo que hace que la columna de enfriamiento por agua parezca demasiado favorable.

Chillers evaporativos KAFZ y JXRZ de Koven Air: modelos y selección

Usamos dos plataformas para toda la gama de productos. El chiller de tornillo enfriado por evaporación KAFZ de Koven utiliza compresores semiherméticos de doble tornillo y un evaporador inundado con condensador evaporativo integrado; las unidades de menor capacidad utilizan compresores scroll de la gama JXRZ. El chiller y la bomba se suministran como un solo paquete preensamblado y probado, que incluye una bomba de agua helada, un conjunto de válvulas de control, un tanque de expansión y un sistema de control.

El error más frecuente es seleccionar una máquina basándose solo en la columna de capacidad: la capacidad nominal se proporciona para una única temperatura de bulbo húmedo, mientras que las condiciones reales de operación pueden ser distintas. Antes de cotizar, siempre comparamos sus especificaciones con los parámetros de operación requeridos. Koven Air diseña todas las selecciones conforme a ISO 9001, con el mismo proceso de ensamblaje acreditado según ISO9001 y una rigurosa inspección de calidad de 36 puntos que se aplicaron al equipo del ejemplo siguiente, sometido a una prueba de funcionamiento de 24 horas.

Chillers KAFZ y JXRZ de Koven Air
Serie KAFZ, R134a. Clasificada con agua helada de salida a 7 °C, 35 °C de bulbo seco / 26 °C de bulbo húmedo. La potencia de entrada total nominal incluye el compresor, los ventiladores del condensador y la bomba de circulación del agua del condensador; excluye la bomba de agua helada.
Modelo Capacidad de enfriamiento Potencia de entrada total nominal COP nominal Agua de reposición Caudal de agua helada Peso operativo
KAFZ–AROR10080289 kW50.1 kW5.770.39 m³/h50 m³/h5,650 kg
KAFZ–AROR10100358 kW62.7 kW5.710.49 m³/h62 m³/h5,850 kg
KAFZ–AROR10140474 kW82.1 kW5.770.65 m³/h82 m³/h7,700 kg
KAFZ–AROR10180649 kW108.7 kW5.970.88 m³/h112 m³/h8,200 kg
KAFZ–AROR20200717 kW125.4 kW5.720.98 m³/h123 m³/h11,700 kg
KAFZ–AROR203201,088 kW184.6 kW5.891.48 m³/h187 m³/h16,100 kg
KAFZ–AROR203601,297 kW217.4 kW5.971.76 m³/h223 m³/h16,400 kg

Nota de ingeniería: cómo leer nuestro COP

Todas las cifras de COP de esta tabla corresponden a la capacidad de enfriamiento nominal dividida por el consumo total de potencia nominal para las condiciones indicadas; incluyen los ventiladores del condensador y la bomba de agua del condensador. No informamos COP del compresor únicamente, ya que estos valores son más altos y no son directamente comparables. Desconfíe de los proveedores que citen una sola cifra de COP sin especificar las condiciones de operación y los límites de medición correspondientes: deben incluir todas las entradas de energía.

Elija la plataforma adecuada según la capacidad; la cantidad de compresores seleccionada determina automáticamente la redundancia apropiada. Un chiller KAFZ de doble compresor puede entregar aproximadamente la mitad de la carga aunque uno de los circuitos esté fuera de servicio; por eso se eligieron dos unidades independientes en lugar de un solo chiller grande para la instalación saudí que se muestra arriba.

Criterio de selección JXRZ scroll KAFZ de tornillo con un compresor KAFZ de tornillo con dos compresores
Rango de capacidad160–735 kW (46–210 TR)289–649 kW717–1,297 kW
RefrigeranteR410AR134a / R1234yfR134a / R1234yf
Control de capacidadEtapas del compresor25–100%, por etapas o sin etapas25–100%, por etapas o sin etapas
EvaporadorPelícula descendente / carcasa y tubosEvaporador inundadoEvaporador inundado
Redundancia en una sola unidadParcial (varios scroll)Ninguna: especificar equipos N+1A nivel de circuito, conserva ~50% de la carga
Agua de reposición como % del caudal~0.80%~0.79%~0.79%
Longitud totalPaquete compacto4,000–5,500 mm9,200–12,200 mm

El R134a (GWP 1,430) y el R410A (GWP 2,088) han quedado superados por las regulaciones en varias jurisdicciones importantes. Por lo tanto, elegir el refrigerante de una máquina es una decisión que debe tomar conforme a la ley, no una cuestión de preferencia.

Jurisdicción Instrumento Límite Vigencia desde
Estados Unidos40 CFR Part 84, Subpart B (AIM Act)GWP 700: enfriamiento de confort1 de enero de 2025
Estados Unidos40 CFR Part 84, Subpart BGWP 700: uso industrial por encima de −30 °C1 de enero de 2026
Unión EuropeaRegulation (EU) 2024/573, Annex IVGWP 750: sistemas estacionarios por encima de 12 kW1 de enero de 2027

Rendimiento nominal y fuera de diseño del condensador

Una condición de clasificación es solo un punto en una superficie, y una planta no opera en un solo punto. Un ingeniero consultor de HVAC nos comentó que había visto cambiar las selecciones de chillers “más de 5% en capacidad al cambiar 5 F la temperatura ambiente supuesta”; precisamente por eso publicamos la siguiente tabla de corrección por temperatura de bulbo húmedo y no la reservamos para la llamada de selección.

Factores de corrección del rendimiento con agua helada de salida a 7 °C. Condición base: 26 °C de bulbo húmedo, factor de capacidad 1.00, factor de potencia de entrada 1.000.
Temperatura de bulbo húmedo del aire de entrada Factor de capacidad de enfriamiento Factor de potencia de entrada Efecto sobre el COP
15 °C 1.120 0.830 +35%
20 °C 1.070 0.901 +19%
24 °C 1.020 0.965 +6%
26 °C (base) 1.000 1.000 —
28 °C 0.980 1.035 −5%
30 °C 0.950 1.073 −11%

Interprete la tabla como una indicación de ingeniería, no como una ficha de ventas. Una planta de Perth con baja temperatura de diseño de bulbo húmedo obtiene los mejores valores de las primeras filas y, por lo tanto, el modelo estacional de la sección anterior alcanza un COP del sistema de 6.3 frente al COP nominal de 5.7-6.0 a 26 C de bulbo húmedo. Una planta del Golfo con alta temperatura de bulbo húmedo queda por debajo de la línea base.

“El dato que determina la selección de un sistema evaporativo es la temperatura de diseño de bulbo húmedo de la planta, y es el dato que los clientes más suelen darnos de segunda mano. Antes de dimensionar cualquier equipo, lo obtenemos de los datos climáticos de diseño reconocidos para la estación, porque un error de dos grados en la temperatura de bulbo húmedo cuesta más capacidad de la que puede recuperar cualquier elección de compresor”.

— Equipo de ingeniería de aplicaciones de Koven Air, prácticas de selección de chillers

Dónde falla la selección

Elegir un valor nominal sin conocer la temperatura de bulbo húmedo a la que se determinó es el error fundamental que lleva a una planta incapaz de mantener el valor de consigna durante los 4 días más calurosos del año. Koven Air incorpora la corrección en la cotización porque la causa del déficit es estructural (una condición de diseño), no una falla de la máquina. Una selección corregida, y no el valor nominal del catálogo, es la que responde a las condiciones reales de su planta.

Rango de operación y volumen de agua del sistema

  • Temperatura de salida del agua helada 5–15 °C
  • Rango estándar de enfriamiento 15–43 °C de bulbo seco, 15–30 °C de bulbo húmedo
  • Rango de enfriamiento durante todo el año −10 a 43 °C de bulbo seco
  • Rango seguro de caudal de agua helada 70–120% del valor nominal
  • Volumen mínimo de agua del sistema 4 L /kW (AC) | 6.5 L /kW (proceso)

Los valores de diseño de temperatura de bulbo húmedo deben obtenerse de una base de datos climáticos reconocida, como el Centro de Datos Meteorológicos de ASHRAE, y no de la lectura de bulbo seco del aeropuerto más cercano. La clasificación sigue aquí la norma AHRI Standard 550/590, cuyo alcance incluye condensadores enfriados por agua, por aire y por evaporación.

Planta de producción de PET

Caso real: 43.5% menos energía y recuperación de la inversión en 1.7 años en una planta de PET en Arabia Saudita a 49 °C

La planta de preformas de Yeda mencionada anteriormente pertenece al sector de alimentos y bebidas. A principios de 2024, firmó un contrato de bebidas de tres años e instaló 8 nuevas máquinas de moldeo por inyección de PET de alta velocidad, de 350 toneladas. Esto elevó la carga de enfriamiento del proceso en 1,650kW, en una planta que solo disponía de 450kW de capacidad eléctrica de reserva.

−43.5%
Electricidad por unidad de enfriamiento suministrada, frente al sistema anterior enfriado por aire
$192k
Ahorro anual de electricidad con 8,000 horas de operación y una tarifa industrial saudí de US$0.18/kWh
0.9%
La tasa de desperdicio de preformas se recuperó desde 3.8%; el tiempo de ciclo volvió al valor de diseño de 28 s
1.7 años
Recuperación simple de la inversión sobre un capital de aproximadamente US$580,000, frente a un beneficio anual cercano a US$344,000
Fuente: revisión operativa del cliente tras 8 meses de operación en Yeda, Arabia Saudita. El «beneficio» comprende el ahorro de electricidad ($192k), la recuperación de desperdicio y producto ($127k) y la reducción de mantenimiento ($25k). Este es un solo proyecto en una tarifa y un clima específicos. No es representativo; el plazo promedio de recuperación de la inversión en proyectos de enfriamiento industrial es más cercano a tres años.

Restricciones que descartaron el enfriamiento por aire

  • Si se hubieran especificado chillers de tornillo enfriados por aire, el consumo eléctrico total habría superado los 600kW y se habría requerido una actualización de la red eléctrica, con un plazo estimado de seis meses.
  • El polvo suspendido en el aire, a 0.3mg/m3, contamina los serpentines con aletas y exige limpiarlos cada 15 días
  • Agua municipal de reposición con 2,800 ppm de TDS: dura, salina y agresiva.
  • Plazo contractual de 90 días desde la firma hasta el inicio de producción

El sistema instalado consta de dos unidades KAFZ-AROR20320 en paralelo: 2,176 kW de capacidad instalada para una carga de diseño de 1,650 kW, lo que proporciona una redundancia de 31.9%. Ambas unidades se instalaron en el exterior, junto a la pared de la planta, sobre pedestales de concreto reforzado; no se construyeron una sala de máquinas ni una torre de enfriamiento. El envío desde Ningbo tomó 22 días (la documentación de SASO se preparó con antelación) y la instalación, 10 días. El evaporador, el separador de aceite y el recibidor de líquido de cada unidad se fabrican y prueban a presión conforme a las normas para recipientes a presión, dentro de un sistema de calidad certificado según ISO 9001, antes del envío.

Prueba de aceptación presenciada por un organismo de inspección externo a 44.2 °C de bulbo seco / 26.8 °C de bulbo húmedo: un día típico de verano en Yeda.
Criterio de aceptación Requisito de diseño Medición
Capacidad de enfriamiento de una sola unidad ≥ 1,000 kW 1,036 kW
Estabilidad del agua de suministro 12 ± 1 °C 11.8–12.4 °C (banda de 0.6 °C)
Potencia de entrada total de la unidad ≤ 190 kW 181.7 kW
COP de operación ≥ 5.5 5.70
Tiempo de respuesta ante falla ≤ 30 s 22 s
Ruido en el límite del predio ≤ 75 dB(A) 71.3 dB(A)

El valor medido de 5.70 a 44.2 C de bulbo seco es coherente y predecible. Cada máquina está especificada entre 5.7-6.0 con una temperatura de bulbo húmedo de 26 C; la condición de prueba fue de 26.8 C de bulbo húmedo, y la tabla de reducción de capacidad anterior predice este resultado preciso: la temperatura de bulbo seco de la prueba se vuelve en gran medida irrelevante.

Qué cambió en el mantenimiento

  • La filtración de entrada G4 y el lavado automático ampliaron el intervalo de limpieza de 15 días a 90 días
  • La limpieza y el mantenimiento se redujeron ~70%, casi US$25,000 al año
  • El monitoreo remoto redujo a la mitad el tiempo promedio de respuesta, de 4 horas a 30 minutos
  • El tiempo de inactividad no planificado terminó el año por debajo de 5 horas

Junto con los chillers se suministraron un filtro de flujo lateral, un suavizador y un módulo de dosificación para tratar el agua de reposición con 2,800 ppm.

Por qué este proyecto es una evidencia y no un folleto

Koven Air medirá los resultados; no hacemos la afirmación por cuenta propia, y el inspector acreditado ya firmó el informe. No se trata de una declaración operativa basada en los datos de placa: cada cifra está respaldada por condiciones de prueba, y la razón estructural principal por la que la máquina mantuvo el punto de ajuste fue una temperatura de bulbo húmedo de 26.8 C, no una temperatura alta de bulbo seco. Si obtendrás el mismo plazo de recuperación de la inversión con tus tarifas es una pregunta que responderemos con total honestidad, y muchas veces la respuesta será «no».

Consumo de agua, calidad del agua y mantenimiento del rechazo de calor

Sin embargo, aquí nuestra honestidad llega más lejos que la de muchos comercializadores de sistemas evaporativos. El refrigerante del proceso, el fluido que circula por el chiller, opera en un circuito cerrado y está separado del agua por un intercambiador de calor, por lo que queda protegido contra la formación de incrustaciones. Sin embargo, esto no evita la actividad biológica.

Legionella: dónde está realmente el riesgo de exposición

El condensador evaporativo tiene un circuito abierto de recirculación por aspersión, un sumidero y una descarga de ventilador; esta combinación libera aerosoles. Los CDC de Estados Unidos incluyen las torres de enfriamiento y los condensadores evaporativos en un mismo módulo y señalan que la Legionella puede crecer y propagarse tanto en sistemas de circuito abierto como cerrado, y que, cuando el microorganismo está presente, el agua aerosolizada puede transportarlo a kilómetros de distancia. Un serpentín de proceso cerrado no elimina esta responsabilidad. Un chiller evaporativo está dentro del alcance de ANSI/ASHRAE Standard 188-2021 y requiere un programa escrito de gestión del agua.

Reduciremos la exposición y te diremos cuánto cuesta en mano de obra. El equipo incluye un eliminador de gotas, un ciclo de lavado automatizado y una conexión de purga; los procedimientos operativos se basan en prácticas bien documentadas, no en ideas exclusivas.

El descuido es el único mecanismo de falla real, y la prensa especializada lo ha señalado durante 20 años. En palabras de la publicación comercial ACHR News, «Para muchos propietarios, el condensador evaporativo no es más que un equipo cualquiera en algún lugar del techo». De hecho, los equipos descuidados acumulan biopelícula en los eliminadores de gotas y dejan que el desinfectante residual llegue a cero.

Prácticas estándar de operación y remediación

  • Eliminadores de gotas de alta eficiencia incluidos de serie; la unidad debe ubicarse a un mínimo de 25 feet de las tomas de aire del edificio.
  • Dosificación automatizada de desinfectante con medición de residuales, en lugar de control manual.
  • Diseño de purga automatizada; la cantidad debe aproximarse a la tasa de evaporación.
  • Filtración de flujo lateral cuando la carga de partículas es alta
  • Retirar de servicio, limpiar y desinfectar al menos una vez al año
  • Mantener el agua de circulación fuera del rango de crecimiento bacteriano de 25-45°C siempre que el proceso lo permita.
  • Seguir ASHRAE Guideline 12 y CTI Guideline 159 para la limpieza y remediación.

Una sola desventaja, dicha una vez

A diferencia de los equipos secos, este sistema requiere gestión del agua, y hacemos explícita esta obligación. Es una consecuencia del diseño con circuito abierto de aspersión, que no puede eliminarse usando otros serpentines. El propietario que escatime en la gestión del agua, en lugar de en la inversión de capital inicial, será quien se arrepienta de su decisión.

Qué consume realmente el equipo

Agua de reposición del condensador evaporativo en condiciones nominales. El agua de reposición sustituye la que se pierde por evaporación; la purga es adicional y se determina según la química local del agua.

Modelo Capacidad de enfriamiento Agua de reposición Caudal de agua helada Reposición como % del caudal
KAFZ10080289 kW0.39 m³/h50 m³/h0.78%
KAFZ20200717 kW0.98 m³/h123 m³/h0.80%
KAFZ203201,088 kW1.48 m³/h187 m³/h0.79%
KAFZ203601,297 kW1.76 m³/h223 m³/h0.79%
JXRZ160 (scroll)160 kW0.22 m³/h27.5 m³/h0.80%
JXRZ735 (scroll)735 kW1.01 m³/h126.3 m³/h0.80%
  • Las unidades enfriadas por aire consumen más electricidad y nada de agua. En un clima de aire seco pero sin agua, este sistema de enfriamiento aún podría ser adecuado.
  • Los sistemas de torre abierta son los que más agua consumen. Gestionamos aproximadamente la mitad del caudal para que esa agua alcance temperaturas de enfriamiento más bajas.
  • Los enfriadores evaporativos indirectos y los condensadores evaporativos utilizan los mismos principios de funcionamiento, pero solo uno puede producir agua helada.
  • Las necesidades de mantenimiento dependen directamente de la química del agua, no de la capacidad. Asegúrate de que el presupuesto para tratamiento del agua supere el presupuesto del chiller.
  • En una instalación grande, lo que justifica el menor consumo de agua es el efecto de enfriamiento obtenido por cada litro evaporado; es el enfriamiento que se logra mediante la evaporación, no un eslogan ambiental.

Cumplir estos límites químicos básicos es fundamental para la integridad operativa.

  • pH 6.0–8.0; turbidez ≤ 3 NTU
  • Dureza: 150 mg/L CaCO3. Cloruros: 50 mg/L Cl-. Sulfatos: 50 mg/L SO4–.
  • Hierro: 0.3 mg/L Fe. Sílice iónica: 30 mg/L SiO2.
  • Si la dureza supera 150 ppm, se recomienda instalar un suavizador en la línea de agua de reposición. Si supera 285 ppm, es obligatorio instalarlo.
  • El agua de circulación no debe ser salina ni salobre, y sus necesidades de mantenimiento dependen de su composición química, no de la capacidad.

El riesgo relacionado con la química del agua se mitiga mediante dos decisiones de diseño. El serpentín es un circuito cerrado de tubos desnudos (a diferencia de un paquete con aletas, que, según ACHR News, resiste la suciedad y se limpia con más facilidad, aunque las aletas añaden riesgo de corrosión en ambientes con aire salino); el refrigerante nunca entra en contacto con el agua de circulación.

¿Necesitas conocer el alcance de la gestión del agua antes de licitar?
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Certificaciones y calidad de fabricación

Las marcas de certificación no son equivalentes, y confundirlas con un único sello de confianza es el origen de errores de especificación. En lugar de agruparlas en una franja de logotipos como hacen algunos, las presentamos por categoría, porque la causa estructural de especificar mal durante una auditoría de proveedores es equiparar un certificado del sistema de gestión con una certificación del producto. Koven Air no certifica ningún chiller individual por contar con ISO 9001.

Nivel 1 — Declaración de conformidad del producto

CE. La Comisión Europea señala expresamente que el marcado CE es la declaración del fabricante de que el producto cumple con la legislación aplicable de la UE. No es una aprobación emitida por una autoridad de la UE. Koven Air coloca el marcado CE conforme a las directivas aplicables a este equipo.

Nivel 2 — Certificación del sistema de gestión, limitada por su alcance

ISO 9001:2015 · ISO 14001:2015 · ISO 45001:2018. Como señala ISO, la propia organización ISO no emite certificados; la certificación está a cargo de organismos externos, y un certificado solo es válido dentro del alcance y el período de vigencia indicados. Solicítanos el certificado, el organismo y el alcance, y pide lo mismo a todos los oferentes. Estas certificaciones acreditan cómo se gestiona la fábrica, no el rendimiento de un chiller individual.

Nivel 3 — Aprobaciones de proyectos y exportación

SASO para el proyecto saudí descrito anteriormente. Esta es una vía de conformidad para el mercado de destino, obtenida para un envío; no es un marcado permanente del producto. Cada destino tiene sus propios requisitos, que gestionamos en la etapa de pedido.

Certificaciones que no tenemos

Koven Air no afirma que el rendimiento de las series KAFZ o JXRZ esté certificado por AHRI, Eurovent o EN 14511. Publicamos los datos de nuestros condensadores enfriados por evaporación según la convención de clasificación AHRI 550/590; seguir una convención de clasificación no equivale a estar certificado en un directorio. Todas las cifras de rendimiento aquí publicadas provienen de pruebas de fábrica, complementadas con el comisionamiento de las unidades saudíes presenciado por terceros. Es mejor especificar claramente los límites que atribuirse una acreditación que aún no se ha obtenido.

Evidencia de fabricación detrás de la placa de características

  • Planta de 20,000 m²; el primer chiller de tornillo se fabricó en 2007 y aún está en funcionamiento.
  • 18 procesos de fabricación estandarizados; 23 operaciones de trabajo de precisión de metales; 400 etapas de fabricación verificables.
  • 36 puntos de inspección en fábrica y una prueba de funcionamiento de 24 horas para cada unidad.
  • Laboratorio propio de rendimiento para chillers y bombas de calor.
  • El evaporador, el separador de aceite y el recibidor de líquido se diseñan, fabrican, inspeccionan y prueban a presión conforme a las normas para recipientes a presión; cada uno está equipado con una válvula de alivio.
  • Clientes en más de 35 países; entre los ejemplos se encuentran Tesla, Samsung Electronics, BMW, Hilton y la Exposición Universal de Shanghái.

Compras: factores de precio, plazo de entrega y servicio posventa

La capacidad y el número de compresores (uno o dos, N+1); la elección entre bombas internas o externas para el módulo hidrónico; el tipo de refrigerante (por ejemplo, R1234yf frente a R134a); y las medidas de protección ambiental, como la limpieza automática y los materiales especializados. Los errores de dimensionamiento —más comunes que un costo unitario inflado— cuestan más: las máquinas subdimensionadas trabajan en exceso, fallan antes de tiempo y tienen una vida útil más corta. En los sistemas enfriados por evaporación, el sobredimensionamiento suele ocurrir cuando los diseñadores aplican temperaturas de bulbo húmedo demasiado optimistas, más que cargas demasiado optimistas. Koven Air diseña cada máquina según las condiciones específicas de tu carga; antes del envío, sale de nuestra fábrica certificada según ISO 9001 tras una inspección rigurosa y una prueba de funcionamiento de 24 horas.

  • La capacidad y el número de compresores; la decisión de usar una máquina de circuito simple o doble y si se incorpora redundancia N+1.
  • Selección del refrigerante (por ejemplo, R1234yf requerido en la UE y EE. UU. frente al R134a estándar); el impacto en el precio y el rendimiento puede ser considerable.
  • Módulo hidrónico: elige entre un módulo de bombeo integrado y un sistema de bombeo externo independiente.
  • Paquete de protección ambiental: ciclo de lavado automático, filtración mejorada en la entrada y materiales resistentes a la corrosión para hacer frente a una química agresiva del agua y al aire salino.
  • Controles e integración del sistema: PLC integrado, interfaz de pantalla táctil e interfaces configurables para BMS, protección contra incendios y otros sistemas del edificio.
  • Conformidad con normas regionales y requisitos de envío, incluidos SASO, equivalentes y embalaje de calidad marina.

La cotización se basará en tu carga, la temperatura de bulbo húmedo de diseño y el destino.

Contáctanos para recibir una cotización basada en los parámetros de tu aplicación

El proyecto saudí pasó del contrato al inicio de producción en 75 días, frente a un objetivo de 90 días. Ese cronograma es la mejor prueba de las ventajas de una arquitectura empaquetada: el proyecto no tuvo que ensamblar la estación de bombeo en el sitio.

Etapa Duración Actividades
Días 1–35 25 días: fabricación y prueba Fabricación, ensamblaje, prueba de capacidad a plena carga, prueba hidrostática y prueba de seguridad eléctrica; documentación de SASO preparada en paralelo
Días 20–50 En paralelo El cliente construyó los pedestales y tendió las bandejas portacables; un ingeniero de Koven estuvo en el sitio para la entrega técnica y la charla de seguridad
Días 51–60 10 Izaje con grúa de 25 toneladas, nivelación, conexión de cabezales y alimentación eléctrica, prueba hidrostática a 1.2 MPa con una caída ≤ 0.02 MPa en 24 h
Días 61–70 10 Lavado, comisionamiento de una sola unidad, lógica de control grupal y prueba de funcionamiento de 72 horas a plena carga
Días 71–75 5 Prueba de aceptación presenciada por terceros; capacitación de operadores de dos días; entrega de documentación y monitoreo remoto
  • Antes de la venta Revisaremos el cálculo de carga y las condiciones de diseño antes de cotizar, y te diremos con franqueza si una solución evaporativa no es la opción adecuada.
  • Durante la entrega Cada unidad se prueba en fábrica, dentro de un sistema de calidad certificado según ISO 9001, antes del envío; nuestros técnicos brindan asistencia para la instalación y el comisionamiento en el sitio.
  • Posventa Asistencia técnica durante toda la vida útil, respuesta rápida a los problemas cubiertos por la garantía y capacitación para contratistas e ingenieros.

Chiller evaporativo — preguntas frecuentes

¿Qué es un chiller evaporativo y en qué se diferencia de un enfriador evaporativo?

Un chiller evaporativo es una máquina de ciclo de refrigeración por compresión de vapor que produce agua helada y rechaza el calor del condensador al aire mediante un condensador evaporativo. Una unidad de enfriamiento —conocida coloquialmente como enfriador de pantano— no es una máquina de refrigeración y no tiene compresor ni refrigerante; solo humidifica y enfría el aire. Un enfriador evaporativo no puede producir aire a una temperatura inferior a la de bulbo húmedo, pero un chiller puede suministrar agua helada cuando la temperatura del aire alcanza 43°C/109°F; en ese punto, el agua suministrada podría estar a 5°C/41°F.

¿En qué se diferencia un condensador evaporativo de una torre de enfriamiento?

El condensador evaporativo condensa directamente el refrigerante dentro del serpentín. Así, el rechazo de calor se realiza en una sola etapa. En cambio, una torre de enfriamiento convencional enfría agua, que luego circula hacia un intercambiador de calor estándar independiente (por lo general, de carcasa y tubos), donde se condensa el refrigerante: es un proceso de dos etapas, con dos enfoques y dos circuitos de bombeo. Gracias al condensador evaporativo, nuestra bomba de agua del condensador requiere una altura de carga de 3 m en lugar de 20m.

¿Un chiller adiabático es lo mismo que un chiller evaporativo?

No. Las unidades adiabáticas humidifican el flujo de aire y el evaporador condensa directamente el refrigerante en los serpentines húmedos. Se utiliza la misma agua, pero desde un marco de referencia termodinámico distinto.

¿Cuánta agua consume un chiller evaporativo?

El agua de reposición equivale aproximadamente al 0.79% del caudal de agua helada, por lo que el consumo de agua es menor que el de una torre abierta a la capacidad de diseño. Por ejemplo, el 1088 kW KAFZ20320 tiene un caudal de agua de 1.48 m³/hr, frente a un caudal de agua helada de 187 m³/hr. La purga es un caudal adicional y variable que se ajusta según la composición química del agua; por lo general, el volumen de agua purgada equivale al caudal de agua de reposición.

¿Cuáles son las desventajas del enfriamiento evaporativo?

En pocas palabras, son tres. La primera es el rendimiento: la capacidad de una unidad evaporativa depende de la temperatura de bulbo húmedo y, por eso, disminuye en climas con mucha humedad. Además, el rendimiento del condensador es muy sensible a la temperatura de bulbo húmedo: se ha informado de una caída de ~16% en la capacidad del condensador por un aumento de 2°F en la temperatura de bulbo húmedo. Esto significa que un buen chiller enfriado por aire podría superar a una unidad evaporativa en un clima tropical costero, sin que a la larga se obtenga un ahorro neto de agua. Creemos que es mejor informar de esto al cliente desde el principio. La segunda desventaja es el riesgo de legionela: como nuestro diseño de circuito abierto genera aerosoles, este riesgo debe gestionarse conforme a la norma ASHRAE 188 y a las pautas de los CDC, que exigen medidas operativas específicas. La tercera es que la unidad consume agua —alrededor del 0.79% del caudal de agua helada, antes de la purga—, que se debe comprar, bombear y tratar; este consumo supera al de un sistema seco. Si las condiciones lo permiten, ninguno de estos aspectos obliga a descartar la condensación evaporativa, pero todos deben tenerse plenamente en cuenta al tomar la decisión.

¿Cómo rinde un chiller evaporativo con una temperatura ambiente de 45–49 °C?

Mejor de lo que sugeriría la temperatura de bulbo seco, porque esta no es la variable determinante. En un día con una temperatura de bulbo seco de 44.2°C y una de bulbo húmedo de 26.8°C, un KAFZ20320 en Jeddah registró 1,036 kW con un COP de 5.70 COP, según la documentación de un inspector externo. Compártenos la temperatura de bulbo húmedo de diseño, no tu récord de bulbo seco, y estimaremos el rendimiento antes de que hagas el pedido.

¿Cuál es la diferencia entre los chillers enfriados por aire y los enfriados por agua, y qué lugar ocupa el enfriamiento evaporativo?

Los chillers enfriados por aire liberan el calor al aire a temperatura de bulbo seco y no requieren agua. Los chillers enfriados por agua liberan el calor en una torre de enfriamiento y alcanzan la temperatura de bulbo húmedo mediante dos etapas de transferencia de calor y un circuito de agua del condensador de 20 m. Los condensadores evaporativos alcanzan la temperatura de bulbo húmedo en una sola etapa y con un circuito de 3 m: ofrecen la eficiencia de los chillers enfriados por agua sin una instalación de torre. Si no tienes claro el requerimiento, compara toda nuestra gama de chillers industriales.

¿Qué refrigerantes utilizan y cumplen con los requisitos de bajo GWP?

El KAFZ se ofrece de serie con R134a y con R1234yf como opción de bajo GWP. JXRZ utiliza R410A. El GWP del R134a (1,430) y del R410A (2,088) supera el límite de 700 impuesto a los chillers en Estados Unidos por 40 CFR Part 84 Subpart B y el límite de 750 para chillers de más de 12 kW establecido por el reglamento de la UE (EU) 2024/573 a partir de 2027. En estas regiones, utiliza R1234yf. No presentamos una opción de alto GWP como «respetuosa con el medio ambiente».

¿Estos chillers cuentan con certificación AHRI?

No. Publicamos el rendimiento conforme a la convención AHRI 550/590 (que incluye condensadores enfriados por evaporación), pero las series KAFZ y JXRZ no cuentan con certificación de AHRI, Eurovent ni inclusión en el directorio EN 14511. Proporcionaremos la ficha de pruebas de fábrica de tu unidad específica y, para la instalación en Arabia Saudita, el informe de la prueba de aceptación presenciada por un tercero. Si necesitas que el producto aparezca en un directorio certificado para incluirlo en tu licitación, avísanos con anticipación.