Ventilar un edificio es imprescindible: la normativa lo exige, la salud de los ocupantes lo requiere y la calidad del aire interior lo impone. Pero ventilar tiene un coste energetico enorme que rara vez se cuantifica: cada metro cubico de aire nuevo que entra en el edificio hay que calentarlo en invierno y enfriarlo en verano. En una nave industrial con altas tasas de renovacion de aire, la energia consumida en acondicionar el aire de ventilacion puede representar entre el 30% y el 50% del consumo total de climatizacion.
La recuperacion de calor resuelve este problema de raiz: aprovecha la energia del aire que se extrae del edificio para preacondicionar el aire nuevo que entra, reduciendo drasticamente el consumo de los sistemas de calefaccion y refrigeracion. Este articulo explica como funciona, que tipos de recuperadores existen y en que situaciones la inversion es claramente rentable.
Principio de funcionamiento
Un recuperador de calor es un intercambiador termico que pone en contacto (sin mezclar) dos corrientes de aire:
- Aire de extraccion: el aire viciado que se expulsa del edificio. En invierno esta caliente (20-22 C); en verano esta fresco (24-26 C).
- Aire de impulsion: el aire nuevo que se introduce desde el exterior. En invierno esta frio (5-10 C en Valencia); en verano esta caliente (30-35 C o mas).
El intercambiador transfiere parte de la energia del aire de extraccion al aire de impulsion. En invierno, el aire exterior frio se precalienta antes de llegar al equipo de calefaccion. En verano, el aire exterior caliente se preenfria antes de llegar al equipo de refrigeracion. El resultado es que el equipo de climatizacion tiene que aportar mucha menos energia para llevar el aire a la temperatura deseada.
Tipos de recuperadores
Recuperador de placas (flujo cruzado)
Es el tipo mas sencillo y robusto. Consiste en un bloque de placas metalicas o plasticas por las que circulan alternativamente el aire de extraccion y el aire de impulsion, sin que ambas corrientes se mezclen en ningun momento.
- Eficiencia tipica: 50-75%.
- Ventajas: sin partes moviles, sin posibilidad de contaminacion cruzada entre corrientes, mantenimiento muy sencillo (limpieza periodica de las placas).
- Inconvenientes: eficiencia inferior a otros tipos, mayor tamano para la misma capacidad.
- Aplicaciones: instalaciones donde la separacion total de las corrientes es requisito (industria farmaceutica, alimentaria, hospitales).
Recuperador de flujos contracorriente
Similar al de placas, pero con un diseno que maximiza la superficie de intercambio al hacer circular las corrientes en sentidos opuestos. Consigue eficiencias significativamente superiores.
- Eficiencia tipica: 75-90%.
- Ventajas: alta eficiencia en un tamano compacto, sin partes moviles.
- Inconvenientes: mayor coste que el recuperador de flujo cruzado basico.
- Aplicaciones: la mayoria de instalaciones comerciales e industriales.
Recuperador rotativo (rueda termica)
Consiste en una rueda de gran diametro con una matriz de material higroscopico o metalico que gira lentamente entre las dos corrientes de aire. A medida que gira, absorbe el calor del aire de extraccion y lo cede al aire de impulsion.
- Eficiencia tipica: 75-85%, y hasta el 80-90% cuando incluye recuperacion de humedad (rueda entalpia).
- Ventajas: alta eficiencia, recupera tanto calor sensible como latente (humedad), tamano compacto.
- Inconvenientes: tiene partes moviles (motor de accionamiento de la rueda), existe un pequeno porcentaje de contaminacion cruzada entre corrientes (normalmente inferior al 5%), requiere mantenimiento del motor y los rodamientos.
- Aplicaciones: edificios de oficinas, hoteles, centros comerciales, instalaciones con altos requisitos de confort.
Recuperador de doble bateria (run-around coil)
Utiliza dos baterias de intercambio (una en la extraccion y otra en la impulsion) conectadas por un circuito cerrado de agua glicolada. No requiere que los conductos de impulsion y extraccion esten contiguos, lo que lo hace ideal para instalaciones existentes donde no es posible llevar ambos conductos al mismo punto.
- Eficiencia tipica: 45-65%.
- Ventajas: flexibilidad total en la ubicacion de las unidades, cero contaminacion cruzada.
- Inconvenientes: eficiencia menor que los otros tipos, necesita bomba de circulacion, mayor complejidad de instalacion.
- Aplicaciones: reformas de edificios existentes, instalaciones donde los puntos de extraccion e impulsion estan separados.
Normativa: que exige el RITE
El Reglamento de Instalaciones Termicas en los Edificios (RITE), en su Instruccion Tecnica IT 1.2.4.5.2, establece la obligacion de instalar un sistema de recuperacion de calor en determinadas condiciones:
- Caudal de aire de extraccion superior a 0,5 m3/s (1.800 m3/h) y un funcionamiento de mas de 1.000 horas anuales.
- La eficiencia minima del recuperador depende del caudal y de las horas de funcionamiento, oscilando entre el 44% y el 70%.
En la practica, esto significa que la gran mayoria de las instalaciones de ventilacion en edificios comerciales e industriales con ventilacion mecanica controlada estan obligadas a incorporar recuperacion de calor.
Ahorro energetico: cuanto se puede ahorrar
El ahorro que proporciona un recuperador depende de tres factores principales:
- Eficiencia del recuperador: a mayor eficiencia, mayor ahorro.
- Diferencia de temperatura entre interior y exterior: cuanto mayor es la diferencia, mas energia se recupera.
- Horas de funcionamiento: cuantas mas horas funciona la ventilacion, mas horas esta trabajando el recuperador.
En el clima de Valencia, con veranos calurosos y largos, el recuperador trabaja de forma significativa tanto en invierno (precalentando el aire exterior) como en verano (preenfriando el aire exterior). Para una instalacion industrial con ventilacion de 5.000 m3/h funcionando 10 horas al dia, un recuperador con eficiencia del 75% puede suponer un ahorro anual de entre 3.000 y 6.000 euros en climatizacion, dependiendo de la fuente de energia.
Consideraciones de diseno
Perdida de carga
Todo recuperador introduce una resistencia adicional al paso del aire (perdida de carga) que debe ser compensada por los ventiladores. Esta perdida de carga supone un consumo electrico adicional de los ventiladores que debe tenerse en cuenta en el calculo del ahorro neto. Un recuperador bien dimensionado tiene una perdida de carga de 150 a 300 Pa; recuperadores con perdidas superiores pueden anular parte del ahorro energetico.
Sistema de bypass
El recuperador debe disponer de un bypass que permita desactivar la recuperacion cuando no es necesaria o cuando es contraproducente. Por ejemplo, en noches de verano en las que la temperatura exterior es inferior a la interior (free-cooling nocturno), es preferible introducir el aire exterior directamente sin pasar por el recuperador.
Proteccion contra heladas
En climas con temperaturas exteriores muy bajas, existe riesgo de formacion de hielo en el intercambiador del recuperador cuando la humedad del aire de extraccion se condensa y congela al entrar en contacto con las superficies frias. En Valencia, este riesgo es marginal, pero los sistemas deben estar preparados para gestionarlo en los pocos dias del ano en que la temperatura nocturna baja de 0 C.
Filtracion
El aire que pasa por el recuperador debe estar previamente filtrado para evitar la acumulacion de suciedad en el intercambiador, que reduce la eficiencia y aumenta la perdida de carga. Los filtros deben revisarse y sustituirse con la periodicidad adecuada.
Mantenimiento del recuperador
El mantenimiento de un recuperador de calor es sencillo pero imprescindible:
- Limpieza del intercambiador: al menos una vez al ano, o con mayor frecuencia en entornos con alta carga de polvo.
- Sustitucion de filtros: segun el calendario del fabricante o cuando la perdida de carga supere el valor maximo recomendado.
- Verificacion de la eficiencia real: medir las temperaturas de entrada y salida de ambas corrientes para calcular la eficiencia real y compararla con la nominal.
- Inspeccion del bypass y sus actuadores.
- Revision del motor y rodamientos en recuperadores rotativos.
Un recuperador sucio o con filtros saturados no solo pierde eficiencia: obliga a los ventiladores a trabajar mas, aumentando el consumo electrico y reduciendo la vida util de los motores.
En Acoval disenamos e instalamos sistemas de ventilacion y climatizacion con recuperacion de calor para edificios comerciales e industriales en Valencia. Si quieres evaluar si tu instalacion actual puede beneficiarse de un sistema de recuperacion de calor, o si estas planificando una nueva instalacion, contacta con nosotros a traves de nuestra pagina de contacto. Analizamos tu caso y te presentamos una propuesta con el ahorro estimado.
