Intercambiador de calor, pieza esencial en los procesos de recuperación de calor

¿Conoces la importancia del intercambiador de calor en los sistemas de ventilación? El intercambiador de calor es un componente clave en el funcionamiento de los recuperadores de calor y, en consecuencia, en los sistemas de ventilación mecánica de doble flujo. A continuación, repasaremos las implicaciones de la normativa española sobre estos elementos.

El CTE DB HE, Ahorro de energía señala que la utilización de los edificios por parte de sus ocupantes debe hacerse haciendo un uso racional de la energía necesaria. Así, se debe reducir a límites sostenibles el consumo energético, que a su vez se procurará que proceda de fuentes de energía renovable. Se trata de contemplar y seguir estas directrices tanto en el proceso de diseño como durante la construcción y vida útil del propio edificio (uso y mantenimiento).

¿Qué objetivo persigue un recuperador de calor?

Los recuperadores de calor del aire de extracción en los sistemas de ventilación y climatización permiten mantener una calidad del aire interior apropiada sin hipotecar energéticamente a los sistemas de adecuación higrotérmica del aire impulsado a las estancias del edificio. La utilización de recuperadores de calor en instalaciones de ventilación y climatización permite que se emplee el calor sensible y latente residual del propio proceso para conseguir tanto una reducción de la central energética (costes de inversión) como una disminución del consumo de energía de funcionamiento (costes de explotación).

¿De qué parámetros depende la cantidad de energía recuperada por el recuperador?

De acuerdo con el registro de documentos reconocidos con carácter publico e informativo del RITE,  “Ahorro y recuperación de energía en instalaciones de climatización”, la ecuación que permite calcular la energía que un recuperador de calor es capaz de recuperar (E) es el resultado de multiplicar el caudal másico (mas), la diferencia de entalpía (Δh) del aire que se da entre la salida y la entrada en el recuperador, y el tiempo de funcionamiento (t):

E = mas Δh t

Así, en un edificio, la energía recuperada del aire de extracción será mayor si:

• Los caudales de aire exterior de extracción son elevados.
• El número de horas que la instalación está en funcionamiento es elevado.
• La estación de verano se caracteriza por un elevado número de horas con temperaturas de bulbo seco y bulbo húmedo relativamente elevadas, y la estación invernal, por un elevado número de grados-días.

Por otro lado, los saltos térmicos ΔW y ΔT están directamente relacionados con la eficiencia de los sistemas de recuperación (precisamente, es la eficiencia mínima lo que queda prescrito en el reglamento).

La eficiencia (ε) de cualquier intercambiador será el resultado de dividir la cantidad de energía recuperada entre la cantidad máxima de energía recuperable:

ε = Cantidad de energía recuperada / Cantidad máxima de energía recuperable

En función del tipo de energía intercambiada hablamos de energía sensible (asociada a la temperatura de bulbo seco), latente (asociada a la humedad específica, sería la masa de vapor de agua intercambiada) o total (asociada al contenido en entalpía específica).

Tipos de recuperadores

Para recuperar la energía del aire expulsado al exterior de un edificio, en las instalaciones de ventilación y climatización por aire, se pueden utilizar diferentes tipos de recuperadores:

• Recuperador de placas.
• Recuperador rotativo.
• Tubos de calor (heat pipe).
• Doble batería de agua.
• Batería exterior.
• Batería en bucle de agua.
• Recuperación activa por circuito frigorífico.

Si bien todos los equipos empleados permiten intercambiar energía entre el aire de impulsión y el de extracción, también todos introducen una pérdida de carga adicional, lo que provoca un incremento en el consumo energético de los ventiladores que buscan mantener los mismos caudales en circulación en la instalación. Tan solo la instalación de un recuperador de energía evitará que se produzca dicha pérdida de carga adicional.