Los recuperadores de energía (Energy Recovery Ventilators, ERV) son una forma rentable de introducir una mayor cantidad de aire exterior en un edificio comercial mientras reducen la carga del resto del sistema HVAC. Funcionan mediante:
- Introducir aire fresco a través de un ventilador de admisión.
- Extraer el aire viciado del interior mediante un ventilador de extracción.
- Utilizar un intercambiador de calor para pretratar el aire entrante hasta una temperatura más confortable utilizando la energía recuperada del aire de salida.
Aunque el calor que los ocupantes de un edificio pueden percibir (energía sensible) suele ser el primer aspecto que viene a la mente al pensar en un sistema de calefacción y aire acondicionado, la humedad (energía latente) que transfiere un ERV es igual de importante. Esto es precisamente lo que diferencia a un ERV de un recuperador de calor (Heat Recovery Ventilator, HRV), el cual únicamente transfiere energía sensible.
Las unidades DOAS (Dedicated Outdoor Air System), que ventilan edificios utilizando aire exterior acondicionado, también pueden transferir humedad mediante recuperación de energía.
Este artículo explica cómo ocurre la transferencia de humedad y por qué debe ser una consideración importante dentro de un sistema de recuperación de energía en un edificio.
Energía sensible, energía latente y energía total
La energía sensible, también conocida como calor sensible, puede medirse con un termómetro y determina si los ocupantes de un edificio perciben una temperatura confortable.
La energía latente es la energía térmica contenida en la humedad del aire. Un espacio con mayor humedad relativa contiene una mayor cantidad de energía latente. Normalmente, hasta la mitad de la energía total de un sistema de enfriamiento y deshumidificación corresponde a energía latente.
Cuando se suma la energía sensible con la energía latente se obtiene la energía total, también conocida como entalpía.
Mientras mayor sea el porcentaje de energía total que un ERV o una unidad DOAS pueda transferir entre los flujos de aire de extracción y suministro, mayor será su capacidad para recuperar energía.
Transferencia de humedad en las diferentes tecnologías de recuperación de energía
La capacidad para transferir la energía latente contenida en la humedad del aire es uno de los factores más importantes al seleccionar una tecnología de recuperación de energía.
Existen tres tecnologías principales utilizadas actualmente:
Rueda de energía total (Total Energy Wheel)
- Puede fabricarse de aluminio o polímero.
- Se fabrica con un material desecante que le permite transferir energía latente.
Núcleo de energía total (Total Energy Core)
- Fabricado con polímero corrugado o fibra.
- Los núcleos de polímero son más eficientes para transferir energía.
Placa sensible de aluminio (Sensible Aluminum Plate)
Como su nombre lo indica, tanto la Rueda de Energía Total como el Núcleo de Energía Total transfieren tanto energía sensible como energía latente, mientras que la Placa Sensible de Aluminio únicamente transfiere energía sensible.
La Tabla 1 muestra el porcentaje de energía total que cada una de estas tecnologías es capaz de transferir.
La energía latente solo puede transferirse de una corriente de aire a otra cuando existe transferencia de humedad sin que ocurra condensación. Este proceso conserva el calor latente de condensación.
Por esta razón, la tecnología de rueda rotativa se utiliza en unidades DOAS y ERV, ya que permite este intercambio de humedad.
En consecuencia, la Rueda de Energía Total es la tecnología de recuperación de energía más eficiente disponible de forma generalizada, ya que utiliza la transferencia de humedad para recuperar hasta el 80 % de la energía total del flujo de aire de extracción.
El Núcleo de Energía Total ofrece una eficiencia menor, entre 50 % y 65 %, aunque mantiene la capacidad de transferir energía latente entre ambas corrientes de aire.
Por otro lado, la Placa Sensible de Aluminio no transfiere energía latente, aunque puede recuperar aproximadamente 75 % de la energía sensible.
Por ello, un ERV que utiliza esta tecnología funciona de manera más similar a un HRV que a un verdadero sistema de recuperación de energía total.
En aplicaciones interiores con niveles muy elevados de humedad, como una piscina cubierta, esta solución puede resultar preferible, ya que únicamente recupera el calor del aire de extracción sin transferir humedad.
Beneficios de la transferencia de humedad en la recuperación de energía
¿Por qué es importante transferir humedad y no únicamente calor sensible durante la recuperación de energía en la mayoría de las aplicaciones?
Como lo confirma AHRI (Air-Conditioning, Heating, and Refrigeration Institute), los sistemas ERV pueden:
- Deshumidificar el aire exterior en climas cálidos y húmedos.
- Humidificar el aire exterior en climas fríos y secos.
Esto mejora significativamente el confort de los ocupantes del edificio.
La recuperación de energía reduce la carga de trabajo de los equipos encargados de humidificar o deshumidificar un edificio.
Como resultado:
- Disminuye el consumo de energía.
- Reduce la frecuencia de mantenimiento de los equipos HVAC.
Normativas energéticas como ASHRAE 90.1 y el IECC (International Energy Conservation Code) establecen cuándo debe utilizarse la recuperación de energía en edificios comerciales.
Estos requisitos pueden modificarse en el futuro.
Un sistema con un alto porcentaje de recuperación de energía total permitirá cumplir con futuras actualizaciones normativas sin necesidad de realizar modificaciones importantes en el sistema si el porcentaje mínimo exigido aumenta.
En Kamfri ofrecemos soluciones de recuperación de energía que ayudan a mejorar la eficiencia de los sistemas HVAC, reducir el consumo energético y optimizar el confort interior en edificios comerciales e industriales. Nuestro equipo puede asesorarte para seleccionar la tecnología más adecuada para tu proyecto.
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Texto original: Greenheck
Jordan Locher