Recuperador Entálpico: un aliado para el ahorro energético

Climatización 28 diciembre, 2018

Los sistemas de recuperación entálpicos permiten mejorar la eficiencia energética de todos los sistemas de ventilación y climatización, reduciendo la demanda de combustibles y electricidad, al recuperar calor del aire extraído y evitando por lo tanto el consumo de energía para calentar el nuevo aire introducido al edificio.

Un recuperador entálpico es aquel sistema de recuperación de energía en el que el intercambio de energía entre el aire extraído en el edificio, y el nuevo aire de ventilación, se produce mediante el intercambio conjunto de energía sensible y latente. Esto quiere decir que se produce una recuperación de energía como consecuencia del intercambio conjunto de calor y de humedad.

Ventajas para el ahorro energético

En un sistema de recuperación entálpico el intercambio de energía se lleva a cabo mediante el intercambio de calor sensible (diferencia de temperaturas entre el aire de extracción y el aire de ventilación) pero también mediante el intercambio de energía en forma de calor latente, contenida en la humedad del aire que se extrae.

Funcionamiento

Para hacer posible este intercambio simultáneo de calor y humedad se usan materiales que tienen capacidad de intercambio de partículas de agua en forma de vapor a través de ellos, tales como cartón, plástico o aluminio perforado, o materiales que mediante un acabado superficial de tipo higroscópico (captan la humedad) transfieren esta humedad de uno a otro flujo de aire. El tipo de sistema más común es de tipo rotativo, de forma que uno de estos materiales, con acabado higroscópico, gira de forma alternativa entre la corriente de salida y de entrada. La humedad captada en el aire de extracción (caliente) es transferida al aire de ventilación (frío) con la consiguiente recuperación de energía contenida en el agua. Estos recuperadores, que son de tipo rotativo, tienen rendimientos que rondan un valor del 75%, mientras que un equipo de intercambio de calor sensible tiene rendimientos, en términos generales, del 50%.

Modos de operación

En estos recuperadores se puede seguir una estrategia de operación a velocidad constante, en la que el giro del rotor del intercambiador es constante, o de tipo variable. Los equipos de velocidad variable, controlada en función del caudal de aire mediante un variador de frecuencia, presentan muchos mejores rendimientos, al ajustar la velocidad de giro y por lo tanto el consumo energético, al caudal de aire realmente requerido. Estos recuperadores de calor entálpicos pueden construirse también usando sistemas de placas, similares a un intercambiador de calor sensible convencional, pero utilizando materiales porosos que permiten el paso del agua, en forma de vapor, a través de ellos. Estos dispositivos presentan mayores pérdidas de carga que los sistemas rotativos, como consecuencia de la gran superficie de intercambio, que produce mucho rozamiento entre el aire y estos materiales.

Dónde aplicar su uso

Los recuperadores de calor entálpicos pueden usarse de forma combinada y complementaria a sistemas de tipo free-cooling, tanto en edificios para uso residencial como prioritariamente en edificios de tipo comercial o del sector servicios. En este caso si el aire del interior del edificio está más caliente que el del exterior, en funcionamiento modo verano, se introduce aire fresco que reduce el consumo energético de refrigeración, en el caso de que esté instalado, o mejora el confort térmico interior si no se usan sistemas de climatización, tal como suele ser común en viviendas.

Profundizando en el principio de operación de los intercambiadores entálpicos podremos distinguir fundamentalmente dos tecnologías para intercambio de energía.

Tipos de recuperadores entálpicos

1. Recuperadores entálpicos por termoacumulación

En este tipo de recuperadores de calor entálpicos el funcionamiento se lleva a cabo mediante un proceso de termoacumulación a través de una masa generalmente de aluminio, con un recubrimiento de tipo higroscópico. Este recubrimiento capta la humedad del aire extraído y la transfiere al aire de ventilación. Por el tipo de materiales utilizados permite la recuperación de calor sólo en modo sensible, o en modo combinado sensible y latente. Este tipo de sistemas son los que consiguen mayores niveles de eficiencia y pueden trabajar con caudales de aire muy elevados, de hasta aproximadamente 130.000 m³/h.

2. Recuperadores basados en sorción y desorción

Estos equipos se basan en los recuperadores rotativos convencionales y utilizan una matriz de celulosa, que tiene una capacidad de absorción de humedad muy alta. La matriz extrae la humedad del aire que se extrae del edificio y se transfiere a contracorriente por rotación. En función del tipo de material variará la velocidad de este proceso de sorción y desorción.

Este tipo de sistemas requieren baja potencia eléctrica, y permiten funcionar sólo con aire exterior. Durante su proceso de funcionamiento la velocidad de giro es relativamente baja, sobre unas 10 rpm.

Los sistemas de recuperación de calor entálpicos sólo pueden instalarse en sistemas de doble flujo. El recuperador entálpico se coloca entre la entrada y la expulsión de aire, que permiten que se pueda colocar este equipo entre las corrientes de salida y entrada de aire, y están diseñados con sistemas de ventilación de muy bajo consumo energético y muy silenciosos, proporcionando ahorro y confort a sus usuarios.

Aliados del ahorro energético

Los sistemas de recuperación entálpicos permiten mejorar la eficiencia energética de todos los sistemas de ventilación y climatización, reduciendo la demanda de combustibles y electricidad, al recuperar calor del aire extraído y evitando por lo tanto el consumo de energía para calentar el nuevo aire introducido al edificio.