Una propuesta para 600 RT se enfrenta a un mercado que ya utiliza máquinas de 1.000 RT
La norma nacional propuesta por Corea del Sur para las bombas de calor de fuente de agua abarcaría equipos con una capacidad nominal de calefacción y refrigeración de hasta 2.110 kilovatios, aproximadamente 600 toneladas de refrigeración (RT). Sin embargo, el Korea World Trade Center ya instaló un sistema de la categoría de 1.000 RT, descrito como la primera bomba de calor de fuente de agua de ese tamaño del país. También están llegando a sectores como la fabricación de papel equipos de 1.000 RT o más.
Contenido
- Una propuesta para 600 RT se enfrenta a un mercado que ya utiliza máquinas de 1.000 RT
- Qué significan realmente las cifras de capacidad
- Cómo surgió la brecha de certificación
- Un programa de investigación centrado en 500 RT
- Por qué los compradores eligen menos máquinas de mayor tamaño
- La planificación eléctrica depende de datos fiables sobre el rendimiento
- Los proyectos piloto muestran el potencial, con limitaciones
- Lo que las normas no pueden resolver por sí solas
- Puntos clave
La propuesta de la Agencia Coreana de Tecnología y Normas ampliaría cuatro veces la cobertura actual, de aproximadamente 150 RT. Aun así, quedaría muy por debajo de la capacidad de las máquinas que ya se están instalando. Una unidad de 1.000 RT es alrededor de un 67% mayor que el límite propuesto de 600 RT, lo que deja una brecha considerable entre el alcance de la norma y las decisiones de compra reales.
Esta discrepancia importa mientras el Gobierno promueve las bombas de calor para proporcionar calor industrial más limpio y climatizar grandes edificios en el marco de su iniciativa de transición verde K-GX. Antes de comprometerse con equipos, infraestructura eléctrica y obras de construcción, los compradores necesitan datos comparables sobre eficiencia y consumo de electricidad. Sin un marco común de ensayo para estas máquinas de mayor tamaño, resulta más difícil verificar esas decisiones.
El problema tiene antecedentes documentados. Un programa de investigación iniciado en octubre de 2020 buscaba desarrollar una bomba de calor de fuente de agua de 500 RT, además de normas técnicas y un sistema de certificación. Un informe de septiembre de 2022 sobre el programa señalaba que la falta de criterios de ensayo para equipos de más de 530 kilovatios, aproximadamente 150 RT, obstaculizaba el uso de equipos grandes certificados.
La propuesta más reciente ampliaría considerablemente ese límite. La cuestión central es si el tope de 600 RT puede responder a un mercado que ya ha superado la escala contemplada en la investigación anterior.
Qué significan realmente las cifras de capacidad
Una tonelada de refrigeración mide la capacidad térmica, no el peso del equipo. Las cifras de la norma propuesta, 2.110 kilovatios y aproximadamente 600 RT, describen cuánto calor o frío puede proporcionar una máquina. No significan que la máquina consuma 2.110 kilovatios de electricidad.
Esta distinción es esencial para los compradores industriales. Una bomba de calor utiliza electricidad para transferir calor, en vez de producir directamente todo el calor útil mediante resistencia eléctrica. Su demanda eléctrica depende de la eficiencia y de las condiciones de funcionamiento, entre ellas la temperatura del agua de la fuente y la temperatura que necesita el edificio o el proceso industrial.
Por tanto, dos máquinas con la misma capacidad térmica nominal pueden tener distintos requisitos de electricidad. Para compararlas de manera justa se necesitan condiciones de ensayo equivalentes y una definición clara de los equipos incluidos en la medición. La capacidad nominal por sí sola no permite determinar el suministro eléctrico que necesitará una instalación.
La norma propuesta se refiere a sistemas que intercambian calor entre una fuente de agua y un circuito de agua que abastece al edificio o al proceso. Por sí sola, no resuelve la brecha normativa independiente identificada para las grandes bombas de calor industriales de fuente de aire. Estas máquinas extraen calor del aire y necesitan ensayos adaptados a sus propias condiciones de funcionamiento.
Cómo surgió la brecha de certificación
En 2022, las bombas de calor de fuente de agua no contaban con criterios de certificación específicos. En su lugar, los criterios de instalación utilizaban normas desarrolladas para las bombas de calor geotérmicas, que intercambian calor con el suelo. Las normas pertinentes eran KS B 8292, KS B 8293 y KS B 8294.
Su alcance variaba según el tipo de equipo. La KS B 8292 cubría sistemas que transfieren calor entre circuitos de agua de hasta 530 kilovatios. La KS B 8293 cubría sistemas que transfieren calor entre agua y aire de hasta 175 kilovatios, mientras que la KS B 8294 cubría sistemas con varias unidades de agua y aire hasta el mismo límite de 175 kilovatios.
Estas diferencias impiden interpretar sin más que 150 RT era el límite para todas las categorías de bombas de calor. Aproximadamente 150 RT era el umbral pertinente para los equipos de circuito de agua analizados en el programa de investigación sobre bombas grandes de fuente de agua. Otras categorías tenían límites más bajos.
La falta de criterios de ensayo por encima de ese umbral, según se informó, hacía que los equipos grandes certificados no estuvieran prácticamente disponibles dentro del marco descrito en 2022. Esto no significaba que no se pudieran fabricar o instalar máquinas de mayor tamaño. La instalación posterior de 1.000 RT muestra la diferencia entre el despliegue técnico y la cobertura de un sistema común de certificación nacional.
Un programa de investigación centrado en 500 RT
La iniciativa de desarrollo anterior estuvo dirigida por la Corporación de Recursos Hídricos de Corea, con el apoyo del Ministerio de Comercio, Industria y Energía y del Instituto Coreano de Evaluación y Planificación de Tecnología Energética. Participaron once organizaciones, entre ellas el Instituto Coreano de Investigación Energética y el Centro Coreano de Evaluación de Refrigeración y Aire Acondicionado.
Estaba previsto que el programa durara 39 meses, desde octubre de 2020 hasta diciembre de 2023. Entre sus objetivos figuraban la tecnología de intercambio de calor con agua de río, una bomba de calor grande que utilizara refrigerantes de menor impacto ambiental, sistemas que combinaran almacenamiento térmico con calefacción y refrigeración, y normas técnicas y certificación para equipos grandes.
La máquina prevista de 500 RT reflejaba las expectativas de entonces sobre la demanda durante la etapa inicial de expansión de la calefacción y refrigeración con agua de fuente. La crítica más reciente a la propuesta de 600 RT es que sigue vinculada a investigaciones realizadas cuatro años antes, mientras que ahora los clientes instalan máquinas que duplican el tamaño del objetivo de desarrollo original.
La secuencia muestra cómo han evolucionado la política y el mercado de equipos:
- Octubre de 2019: Una enmienda al decreto de aplicación de la Ley de Promoción del Desarrollo, Uso y Difusión de Energías Nuevas y Renovables incorporó el calor del agua de río al marco de energías renovables.
- Octubre de 2020: Comenzó el programa de investigación de 39 meses, que incluía el desarrollo de una bomba de calor de 500 RT y criterios de certificación.
- Abril de 2022: El Ministerio de Medio Ambiente y la Corporación de Recursos Hídricos de Corea firmaron acuerdos piloto con ocho instituciones para nueve edificios.
- 19 de septiembre de 2022: Se informó que el programa de investigación seguía en marcha y que los criterios de ensayo para capacidades superiores a aproximadamente 150 RT eran un problema.
- Diciembre de 2023: Fecha prevista para la finalización del programa.
- Debate normativo más reciente: Se cuestiona un límite propuesto de aproximadamente 600 RT porque ya se utilizan instalaciones de la categoría de 1.000 RT.
Se indica que la instalación del Korea World Trade Center tuvo lugar el año anterior al informe más reciente, pero no se especifica la fecha de publicación de ese informe. Con esa descripción no se puede establecer el año calendario de la instalación. La fecha prevista de finalización de la investigación tampoco permite determinar cuándo se completaron o adoptaron sus objetivos de certificación.
Por qué los compradores eligen menos máquinas de mayor tamaño
Las bombas de calor grandes resultan atractivas por motivos que van más allá de su capacidad nominal. Utilizar menos máquinas puede reducir el espacio necesario en la sala de máquinas y disminuir el número de tuberías de agua, válvulas y unidades independientes que requieren mantenimiento. Estas consideraciones son importantes en edificios grandes, donde el espacio técnico compite con otros usos.
El programa de desarrollo de 2022 preveía que muchos centros piloto necesitarían más de 530 kilovatios de capacidad de calefacción o refrigeración. Se esperaba que cubrir esas necesidades con numerosas unidades pequeñas aumentara el espacio de instalación y complicara el mantenimiento.
Los equipos grandes también difieren en su construcción. Las bombas de calor pequeñas suelen utilizar compresores alternativos o de espiral. Al aumentar la capacidad, los fabricantes pueden recurrir a compresores de tornillo o centrífugos, que comprimen el refrigerante mediante un impulsor que gira rápidamente.
Los grandes sistemas de fuente de agua descritos en el informe de investigación utilizan intercambiadores de calor independientes para producir agua caliente y fría. En vez de invertir el flujo de refrigerante para alternar entre calefacción y refrigeración, seleccionan el circuito de agua adecuado mediante válvulas. Esto permite diseñar cada intercambiador de calor para una función específica.
Entre las aplicaciones posibles figuran la calefacción y refrigeración de edificios, la refrigeración de centros de datos, el almacenamiento refrigerado, la calefacción de invernaderos y la producción de agua caliente y vapor. Son ejemplos de usos de las bombas de calor grandes, no pruebas de que todas esas aplicaciones cuenten ya con una instalación de 1.000 RT en Corea del Sur. Las distintas temperaturas que requieren ayudan a explicar por qué estas máquinas suelen diseñarse y fabricarse para las necesidades de cada cliente.
La planificación eléctrica depende de datos fiables sobre el rendimiento
La consecuencia más inmediata de la brecha normativa es la incertidumbre en las compras. Los compradores necesitan saber si las máquinas que compiten entre sí proporcionan la misma cantidad útil de calefacción o refrigeración con un consumo eléctrico comparable. Sin condiciones de ensayo coherentes, las diferencias en las especificaciones de los productos pueden reflejar tanto supuestos de medición distintos como diferencias en el rendimiento de los equipos.
La incertidumbre también afecta a la infraestructura eléctrica de la instalación. Las instalaciones grandes pueden requerir equipos eléctricos adicionales y una evaluación de la infraestructura que recibe electricidad de la red. Las estimaciones de demanda eléctrica influyen en la magnitud de las mejoras necesarias y en el presupuesto de instalación.
La capacidad térmica no sustituye esta evaluación. Una fábrica que elija una máquina de 1.000 RT necesita información sobre el consumo eléctrico a las temperaturas y cargas que requiere su proceso. Además, la eficiencia de la bomba de calor es solo una parte del cálculo cuando es necesario transportar agua por una extensa red de tuberías.
Representantes de la industria piden actualizar las normas con mayor rapidez para facilitar las compras públicas, los proyectos de demostración y las instalaciones privadas de mayor tamaño. Sostienen que la verificación común debe avanzar al ritmo de la demanda de equipos, para que los compradores puedan comparar productos antes de comprometerse con costosas obras en sus instalaciones.
La brecha señalada no demuestra que las máquinas grandes actuales funcionen mal. Pone de manifiesto la falta de una base para compararlas de forma estandarizada. Las advertencias de que esto podría retrasar la adopción nacional o las exportaciones de industrias verdes expresan preocupación por las consecuencias, no constituyen pruebas de retrasos cuantificados ni de ventas perdidas.
Los proyectos piloto muestran el potencial, con limitaciones
Los acuerdos piloto de abril de 2022 reunieron a ocho instituciones: el Centro Médico Samsung, WTC Seoul, Mirae Asset Global Investments, la ciudad de Sangju, NCSoft, la Bolsa de Energía de Corea, la provincia de Chungcheong del Norte y la Oficina Provincial de Educación de Gyeongsang del Sur. Sus proyectos abarcaron nueve edificios.
El apoyo previsto para las instituciones participantes cubría el 50% de los costos de los equipos de fuente de agua, incluidas las tuberías de agua de la fuente, los intercambiadores de calor, las tuberías internas y las bombas de calor. Este alcance es importante porque la máquina es solo uno de los elementos de una instalación operativa. El acceso a una fuente de agua adecuada y el costo de llevarla hasta el edificio pueden condicionar todo el proyecto.
Se estimó que el consumo anual de electricidad para calefacción y refrigeración de los nueve edificios bajaría de 101,9 gigavatios hora a 65,4 gigavatios hora. La diferencia es de 36,5 gigavatios hora, aproximadamente el 35,8% del total original. Se proyectó una reducción anual de 19.000 toneladas de gases de efecto invernadero.
Estas cifras eran previsiones asociadas a la introducción de los sistemas, no resultados verificados de instalaciones ya en funcionamiento. Ilustran los beneficios esperados que contribuyeron a impulsar el programa piloto, pero no permiten establecer los ahorros de cada centro industrial ni el rendimiento de las máquinas actuales de 1.000 RT.
La ubicación también influye en la rentabilidad. Un estudio de 2020 de Jo Hang-mun, investigador principal, sobre la expansión de la energía de fuente de agua en Seúl identificó la proximidad entre la fuente de agua y el consumidor de calor como una condición clave. Las distancias mayores elevan el costo de transportar el agua y construir tuberías, lo que puede restar viabilidad a un proyecto que, de otro modo, sería prometedor.
Lo que las normas no pueden resolver por sí solas
Las bombas de calor de fuente de agua utilizan la temperatura relativamente estable del agua para facilitar la calefacción y la refrigeración. En invierno extraen calor de la fuente; en verano pueden transferirle el calor de un edificio. No obstante, el programa de investigación identificó varios problemas técnicos que requieren atención, como las bajas temperaturas de los ríos en invierno, la entrada de residuos en el sistema, los golpes de presión en las tuberías y los efectos ambientales del agua descargada.
El diseño de los compresores y la elección del refrigerante también influyen en el rendimiento. El programa señaló la necesidad de equipos de ensayo precisos, cojinetes fiables para compresores de alta velocidad y controles para evitar la sobreoscilación, una condición inestable que puede alterar el funcionamiento del compresor. Ampliar el rango de capacidad de una norma requiere, por tanto, capacidad de ensayo adecuada, además de revisar el límite numérico.
La economía de la instalación depende de decisiones políticas independientes. En 2022 se informó que la energía de fuente de agua quedaba fuera de los mecanismos de ponderación aplicables a los certificados de energía renovable (REC). También se señalaron como problemas la financiación de los costos iniciales de instalación, el apoyo financiero y los cambios en las tarifas energéticas. Estas descripciones reflejan las preocupaciones de entonces, no indican que ya se hayan resuelto.
Es posible que los equipos de calefacción existentes necesiten temperaturas que no coincidan con las que puede proporcionar la bomba de calor propuesta. También deben evaluarse en cada lugar la temperatura y el caudal del agua, así como las condiciones ambientales. La certificación puede facilitar la comparación del rendimiento de los equipos, pero no garantiza que un edificio o una fábrica determinados sean adecuados.
La cuestión inmediata aún pendiente es cómo Corea del Sur ensayará y certificará equipos que superen el límite propuesto de 600 RT, especialmente las máquinas de 1.000 RT o más. No se ha fijado un calendario confirmado para ampliar ese rango, ni se especifica una fecha límite para la próxima consulta o una fecha de adopción. El desafío práctico consiste en vincular los objetivos de despliegue del Gobierno con una verificación que abarque las máquinas que los clientes ya están comprando.
Puntos clave
- La norma propuesta para bombas de calor de fuente de agua cubre una capacidad nominal de calefacción y refrigeración de hasta 2.110 kilovatios, aproximadamente 600 RT.
- Se ha instalado en el Korea World Trade Center un sistema de la categoría de 1.000 RT, y ya se están incorporando equipos de esa escala a la fabricación de papel.
- El límite de capacidad propuesto multiplica por cuatro el umbral actual, de aproximadamente 150 RT, pero sigue por debajo de las instalaciones grandes actuales.
- Un programa de investigación previsto para el período de octubre de 2020 a diciembre de 2023 tenía como objetivo desarrollar una máquina de 500 RT y un marco de certificación.
- La falta de criterios comunes complica las comparaciones de eficiencia, las compras y la planificación de la infraestructura eléctrica.
- Se proyectó que nueve edificios piloto ahorrarían 36,5 gigavatios hora de electricidad al año. Esa cifra es una previsión, no un resultado operativo verificado.
- No se ha especificado una fecha confirmada para adoptar normas nacionales que cubran equipos por encima del límite propuesto de 600 RT.
