Recuperadores ErP: Eficiencia Energética y Calidad del Aire en la Ventilación

Los recuperadores de calor, también conocidos como intercambiadores de aire, son aparatos que contribuyen al confort térmico y ahorran energía. Su función principal es garantizar la ventilación eficiente de un espacio interior, ya sea en viviendas, locales comerciales o edificios industriales.

Estos dispositivos mejoran significativamente con respecto a los sistemas tradicionales de ventilación. A diferencia de estos, los recuperadores emplean el aire del interior que se expulsa para calentar o enfriar el que entra. Permiten recuperar parte de la energía del aire de ventilación del interior de una estancia o local, mediante un intercambiador que pone en contacto el aire interior que se extrae con el del exterior que se introduce, sin que se mezcle el aire de los dos circuitos.

De esta forma, conseguimos recuperar un alto porcentaje de la energía utilizada para calentar o enfriar el aire del interior del lugar, y reutilizarla. Sin la utilización del recuperador, esta energía se perdería totalmente. El objetivo principal de estos equipos es el de utilizar la temperatura del aire de retorno para disminuir el trabajo del sistema de calefacción y de aire acondicionado.

¿Qué significa ErP?

ErP son las iniciales de Energy related Products. La normativa ErP se enmarca en la legislación europea de diseño ecológico y etiquetado energético. Esta normativa establece los requisitos mínimos de eficiencia energética y de ruido de los equipos que se fabriquen o instalen en Europa.

Desde la primera directiva ErP, la Comisión Europea ha elaborado diferentes planes de trabajo que se han materializado como reglamentos (CE), con el objetivo de definir los requisitos específicos para cada categoría de producto. Un ejemplo es el Reglamento (CE) No 640/2009 de la Comisión de 22 de julio de 2009, por el que se aplica la Directiva 2005/32/CE del Parlamento Europeo y del Consejo en lo relativo a los requisitos de diseño ecológico para los motores eléctricos.

El reglamento, en su anexo I, establece los requisitos de diseño ecológico para ventiladores axiales, centrífugos, tangenciales o mixtos centrífugos-helicoidales, con una potencia eléctrica del motor comprendida entre 125 W y 500 kW, especificando los objetivos mínimos de eficiencia energética y los grados de eficiencia. Igualmente, establece los requisitos en materia de información y las modalidades de presentación.

El Reglamento establece los requisitos de diseño ecológico para las unidades de ventilación (aparato eléctrico provisto, como mínimo, de un rotor, un motor y una envolvente, destinado a sustituir el aire utilizado por aire del exterior en un edificio o en parte de un edificio). Igualmente, establece los requisitos en materia de información y las modalidades de presentación. El Reglamento establece el formato de la etiqueta energética y clasifica las unidades de ventilación residenciales en las categorías A+ a G de más a menos eficiencia.

Según se indica en la definición 11 del Anexo I (parte 2) del Reglamento, la Eficiencia térmica debe medirse en condiciones de referencia en seco (sin condensación) y con flujo másico equilibrado con una diferencia térmica de 20 K entre aire exterior y de retorno. Esto implica que los fabricantes, entre su documentación, además de indicar el calor recuperado en las condiciones de diseño (proyecto), deberían también incluir como mínimo la Eficacia térmica de acuerdo con la norma EN 308 en condiciones de referencia en seco, según se indica en el Reglamento (UE) 1253/2014.

Otro aspecto importante a tener en cuenta, es que las condiciones para determinar la eficacia térmica que se establecen, hacen referencia a la recuperación con aire exterior a temperatura más baja que el aire interior, es decir, en invierno. Por ejemplo, un recuperador que cumpla la ErP 2018, con unas condiciones exteriores de 5ºC, extrayendo el aire a 25ºC, nos impulsaría el aire al interior del local a 19.6ºC. El salto térmico del aire exterior ha sido de Δt=+14,6ºC. Por simplificar, se considera una humedad relativa del aire extraído baja, de esta manera, al no haber condensación del aire de extracción en el recuperador, el enfriamiento es sensible y el balance de energía produciría el mismo salto térmico en esta corriente: Δt=-14,6ºC. A partir de ahí ya podríamos calcular, conociendo el caudal de aire, la potencia sensible recuperada.

Es también de gran importancia considerar que cuando un recuperador ha sido diseñado con una corriente de extracción mucho menor que la corriente de aire exterior, determinar su funcionamiento con caudales equilibrados no es sencillo, sobre todo en el caso de baterías recuperadoras.

¿Cómo funcionan los recuperadores de calor?

Los recuperadores de calor funcionan de forma diferente según la estación del año. El equipo efectúa la renovación del aire interior por aire exterior recuperando la energía contenida en el aire interior, haciendo que las condiciones del aire exterior sean neutras respecto al ambiente del interior del local.

Los equipos suelen estar diseñados en forma de cajas con ventiladores y recuperadores de calor en el interior. En las entradas y salidas de aire dispone de filtros adecuados a la calidad del aire e introducen el aire en el local con características prácticamente neutras con respecto al ambiente interior.

El recuperador de calor funciona mediante la combinación de dos ventiladores centrífugos de bajo nivel sonoro, donde uno de ellos realiza la extracción del aire viciado del interior del local hacia la calle, y el otro impulsa aire fresco del exterior hacia el interior del local.

El porcentaje de recuperación de calor se suele situar por encima del 74% de la energía (ErP 2018), aunque actualmente ya se emplean recuperadores con tasas superiores al 90% de recuperación del calor que se perdería en un sistema de ventilación mecánica con flujos de aire de admisión y extracción independientes. De este modo se pueden disminuir las cargas de climatización en las instalaciones en hasta un 40%.

Tipos de Intercambiadores en Recuperadores de Calor

Fundamentalmente, existen tres tipos de intercambiadores, con diferentes grados de eficiencia:

• Intercambiadores de flujo cruzado: En este tipo de intercambiadores, los flujos de aire de entrada y salida se cruzan en el interior del intercambiador en sentido perpendicular uno del otro. Su eficiencia varía entre el 50 % y el 70 %.
• Intercambiadores de contraflujo (o flujo paralelo): En este caso, los caudales de aire de impulsión y extracción circulan paralelos y a contracorriente en el interior del intercambiador. El principio de intercambio es el mismo, pero los flujos de entrada y salida del aire circulan paralelos y a contracorriente en el interior del intercambiador, con lo cual el tiempo y la superficie de cesión de calor es mayor y, por tanto, se incrementa la capacidad de recuperación. La eficiencia ronda el 90 %.
• Intercambiadores rotativos: El intercambio de calor entre ambos flujos se produce gracias al movimiento rotativo del propio intercambiador. Las celdillas metálicas del intercambiador son calentadas por el flujo caliente que pasa a través de ellas. Posteriormente, y debido a la rotación del intercambiador, estas mismas celdillas ceden el calor tomado al flujo de aire frío. Su eficiencia varía entre el 70 % y el 85 %.

Tabla Comparativa de Intercambiadores

El rendimiento del recuperador varía en función del caudal circulado (a más caudal menos eficiencia).

Recuperador Entálpico

Un recuperador entálpico recoge la energía sensible y latente del aire sin transferir vapores ni olores. Se instala en locales comerciales, oficinas, domicilios o áreas recreativas. Sin embargo, su uso no está recomendado en instalaciones sanitarias. La razón es que al transportar humedad puede contribuir a expandir bacterias por diferentes áreas.

Este tipo de recuperadores nos ayuda a aumentar los niveles de humedad en ubicaciones donde esta es muy baja, especialmente, en climas fríos. También son muy recomendables en climas con veranos muy calurosos gracias a la eficiencia energética que generan durante los meses de calor.

Características destacadas de los recuperadores entálpicos:

• Alta eficiencia térmica y latente.
• Intercambiable con dispositivos convencionales.
• Tecnología antimicrobiana.
• Bloquea los olores.
• No se hiela.
• Usos domésticos y comerciales: se utiliza en viviendas, sobre todo, en zonas con climas fríos y poco húmedos. También se usa en centros comerciales y espacios de trabajo.

Beneficios y Ventajas de los Recuperadores de Calor

La demanda de recuperadores de calor se mantiene al alza por varias razones, que van más allá de las obligaciones legales en ciertos sectores.

• Salubridad: La calidad de aire que se logra se traduce en una garantía de salud para los ocupantes de los espacios en los que se ha instalado un recuperador de calor. Estos sistemas de ventilación mecánica controlada, como el recuperador entálpico, realizan una función de filtrado del aire. Gracias a ese proceso, conseguimos espacios más sostenibles, con mejor calidad del aire, potenciando la salud, higiene y confort, al tiempo que respetan el medioambiente.
• Confort: Con los recuperadores, el usuario ya no tiene que preocuparse de abrir puertas y ventanas ni de dónde viene el aire. Permiten disfrutar de una ventilación constante sin tener que abrir las ventanas. Con un recuperador de calor no necesitamos abrir las ventanas en verano, con lo cual preservamos el aire fresco generado por el aire acondicionado. Esto se traduce en una calidad del aire constante sin que tengamos que preocuparnos de ventilar.
• Ahorro Energético: Al utilizar la temperatura del aire saliente para equilibrar la del aire entrante, se consume una menor energía para calentar o enfriar el aire de una habitación. Los intercambiadores de aire están concebidos para reducir la demanda energética de los edificios y, con ello, reducir la huella de carbono. Esto implica un menor coste en la factura eléctrica.
• Adaptación: Permiten su implantación con equipos de alta eficiencia energética y junto con energías renovables.

Recuperadores para Verano e Invierno

Los recuperadores de calor están pensados para ambos escenarios climáticos y se apoyan en un mismo criterio: disfrutar de una ventilación constante sin tener que abrir las ventanas.

La humedad en sí misma no es algo malo. De hecho, un ambiente demasiado seco (humedad relativa baja) puede afectar a la salud de las personas en forma de irritaciones respiratorias y aparición de enfermedades infecciosas. Esto explica la alta demanda que los recuperadores de calor entálpicos tienen en zonas geográficas con altos índices de humedad relativa, como Cataluña o Levante, o en climas con veranos muy calurosos.

Aplicaciones y Ejemplos de Recuperadores ErP

La normativa actual exige un sistema de ventilación para mantener la calidad del aire ambiente, en las viviendas residenciales y especialmente en locales comerciales o industriales.

En el caso de la hostelería, aquellos hoteles, bares o restaurantes que vayan a acoger a más de 35 personas están obligados, por ley, a instalar recuperadores de calor. Pero más allá de las obligaciones legales, los recuperadores de calor están conquistando el mercado por sus múltiples beneficios para los usuarios.

En aquellos edificios especialmente herméticos, se hace más evidente la necesidad de contar con recuperadores de calor para realizar el trabajo que harían ventanas abiertas de par en par y comunicadas adecuadamente.

Algunos modelos de recuperadores de calor incluyen:

• RCH Konfort Serie Eco Smart: Proporciona un sistema de ventilación con recuperación entálpica perfecto para edificios donde se prioriza la eficiencia energética y la reducción de la huella de carbono.
• Recuperador de calor RHE: Tiene un 80% de eficiencia energética y va equipado con ventiladores centrífugos con motor eléctrico.
• Sabiana Energy Plus: Ofrece flujos a contracorriente con una eficiencia de hasta el 94%.
• Pro - Sabiana (de 150 a 600 m3): En dos formatos (horizontal / vertical). El más vendido de la gama ENY SHP es el modelo ENY SHP 150, con control de caudal constante.

La instalación de estos sistemas contribuye a la obtención de certificaciones de sostenibilidad como:

• Passive House.
• BREEAM (Building Research Establishment Environmental Assessment Method).
• LEED (Leadership in Energy and Environmental Design).
• Certificación WELL.

Para aquellos que desean subvencionar parte del coste del sistema de ventilación, existen ayudas que pueden representar una excelente oportunidad. Para ello es esencial conocer los requisitos, plazos y condiciones.