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Ahorro energético y aire más sano

Los recuperadores entálpicos son diseñados para recobrar 30 % de la energía consumida por una instalación de aire acondicionado al intercambiar la temperatura y humedad del aire extraído con la del aire fresco exterior

Los recuperadores entálpicos son diseñados para recobrar 30 % de la energía consumida por una instalación de aire acondicionado al intercambiar la temperatura y humedad del aire extraído con la del aire fresco exterior.

Por: Óscar Hernández Herrera.

Intente soplar por un cilindro de papel, el calor de su aliento lo recorrerá y llegará hasta sus manos. Hace más de 40 años, este simple principio llevó al desarrollo de una nueva tecnología de aire acondicionado.

Necesidad de un recuperador entálpico
Sin ventilación: La falta de ventilación enferma a la gente debido al aire interior sucio, que consta de CO2, polvo y bacterias.

Si sólo se abren las ventanas: Al abrir las ventanas se elimina el aire sucio, pero se incrementa el consumo de energía de los sistemas de climatización.

Los puntos anteriores dejan ver lo recomendable que es valerse de un recuperador entálpico, pues persigue al mismo tiempo la ventilación y el ahorro de energía. Además, previene enfermedades en vías respiratorias, de la piel, cansancio, somnolencia, lo que aumenta el rendimiento y nivel de vida de los usuarios.

Estructura y funcionamiento interno de un intercambiador entálpico de última generación

Extracción, renovación de aire y recuperación entálpica
Si partimos del significado de entalpía (palabra proveniente del vocablo griego “enthalpos” ενθαλπος, que significa calentar), se obtiene que se trata de una magnitud termodinámica, simbolizada con la letra H, cuya variación expresa una medida de la cantidad de energía absorbida o cedida por un sistema termodinámico; es decir, la cantidad de energía que un sistema puede intercambiar con su entorno.

Por ejemplo, en una reacción química a presión constante, el cambio de entalpía del sistema es el calor absorbido o desprendido en la reacción. En un cambio de fase (de líquido a gas), el canje de entalpía del sistema es el calor latente; en este caso, el de vaporización. En un simple ajuste de temperatura, el cambio de entalpía por cada grado de variación corresponde a la capacidad calorífica del sistema a presión constante. Este término fue acuñado por el físico alemán, Rudolf J.E. Clausius, en 1850.

Matemáticamente, la entalpía (H) es igual a U + pV, donde U es la energía interna, p es la presión y V es el volumen. H se mide en julios.

H = U + pV

Cuando un sistema pasa desde unas condiciones iniciales hasta otras finales, se mide el cambio de entalpía (∆H). La variación de entalpía se define mediante la siguiente ecuación:

(∆H) = Hfinal –  Hinicial

∆H es la variación de entalpía.

Hfinal es la entalpía final del sistema. En una reacción química, Hfinal es la entalpía de los productos.

Hinicial es la entalpía inicial del sistema. En una reacción química, Hinicial es la entalpía de los reactivos.

La capacidad de los equipos recuperadores entálpicos se calcula tomando como unidad de medida pies cúbicos por minuto (cfpm o cfm, por sus siglas en inglés), la cual mide el flujo de un gas o líquido que indica cuánto volumen, en pies cúbicos, pasa a través de un punto fijo durante un minuto.

1 cfm es otra forma de expresar 1 ft³/min. Por lo tanto 1pie³  equivale a la siguiente conversión:

1pie³       .     0.3048m³   .   1minuto

1minuto           pie³                  60s

Lo que resulta: 1 cfm = 4.71945×10−4 m3/s−1

Si se consideran los cfm por persona en el área de aplicación, la distancia y dimensiones de los ductos determinan la capacidad del equipo.

Los recuperadores entálpicos permiten ahorrar gran parte de la energía consumida por una instalación de aire acondicionado, intercambiando la temperatura y la humedad del aire extraído con las del aire exterior que se introduce.

Con este sistema, la carga térmica aportada por la ventilación disminuye drásticamente, reduciendo alrededor de 30% el consumo de energía. La reducción de la carga térmica necesaria permite la instalación de equipos de aire acondicionado de menor capacidad; incluso, pueden tener aplicaciones específicas donde el equipo trabaja de manera independiente.

  • Suministro de aire limpio, expulsión de aire sucio mediante dos vías (AE AS y AR EA)
  • Recuperación de energía mediante un núcleo
  • Refrigeración libre mediante humedecedor derivado

Equipos de última generación
El secreto de confort que ofrece el núcleo de los recuperadores entálpicos de última generación es la estructura cruzada y delgada de la unidad de intercambio de calor.

Un diafragma compuesto por un papel especialmente procesado separa completamente el suministro de aire inducido del aire de salida, con lo que se garantiza que únicamente se introduzca aire fresco en el entorno interior.

La transferencia de calor superior y la permeabilidad a la humedad del papel garantizan un intercambio de calor altamente efectivo (temperatura y humedad) cuando el suministro de aire inducido y de salida se cruza en el núcleo.

Núcleo de un equipo Intercambiador entálpico de última generación

Eficiencia que se traduce en ahorro de energía
La eficiencia en el intercambio de calor y el desempeño en ahorro de energía han sido mejorados no sólo reduciendo la cantidad de aire acondicionado asociada con la ventilación, sino facilitando la penetración de humedad.

Los niveles de caudal de aire se pueden programar en sus controles por hora y semana. El caudal de aire puede ser prefijado de acuerdo con los requisitos de ventilación. El equipo operará automáticamente a la velocidad necesaria para el periodo especificado, consiguiendo un mayor ahorro energético a la vez que se mantiene la calidad del aire interior.

Durante el verano, existen funciones que permiten la introducción de aire exterior más fresco en la habitación para evitar incrementos de temperatura durante la noche. Gracias a dicha conservación se reduce el consumo cuando se enciende el sistema de climatización a la mañana siguiente.

Mientras los sistemas de climatización y ventilación no están en funcionamiento, la temperatura de la habitación asciende. Cuando la temperatura exterior es menor que la temperatura  interior, el sistema de ventilación se inicia automáticamente.

Efecto de la ventilación by-pass bajo diferentes condiciones
1. Reduce la carga de enfriamiento. Si la temperatura del aire exterior es inferior que la del aire en el interior del edificio (temprano en la mañana o durante la noche), la ventilación by-pass enviará el aire más fresco hacia el interior, reduciendo la carga de enfriamiento en el sistema
2. Evacuación de aire nocturna. La ventilación by-pass puede ser utilizada para evacuar el aire caliente que se ha ido acumulando en los edificios durante el día en la estación de verano
3. Enfriamiento de equipos de oficina. Durante el invierno, esta función permite utilizar el aire frío exterior para enfriar salas donde la temperatura se vea incrementada debido a la utilización de equipos informáticos
Otra aplicación actual es el sensor CO2 que permite medir la densidad de dióxido de carbono para controlar la cantidad de aire fresco necesario. Con este sistema se consigue un ahorro energético adicional.

Función by-pass, control de ventilación externo
Ahora es posible llevar a cabo la apertura/cierre por medio de herramientas externas, consiguiendo un sistema de ventilación by-pass idóneo para cada instalación. En un escenario de ventilación automática, el modo automático proporciona la ventilación correcta de acuerdo con las condiciones de la habitación.

Instalación
Los conductos pueden unirse en dos direcciones diferentes con el exterior gracias a los accesorios de apertura que pueden cambiar de posición. Esta flexibilidad permite instalaciones cerca de la superficie de la pared y ayuda a evitar aquellos casos en los que el ventilador de aire pueda bloquearse, lo que posibilita planificación e instalación más simples.

Diferencia entre aire acondicionado y calefacción
Un  sistema de aire acondicionado de última generación es un equipo diseñado para calentar o enfriar, en el que continuamente se expande y se comprime el fluido refrigerante para producir aire más caliente o frío.

Durante el proceso de variación de temperatura, la energía eléctrica consumida en la compresión o expansión de los gases es altamente eficiente por la tecnología inverter.

Un sistema de ventilación está diseñado para circular y para purificar el aire viciado dentro de una casa, y trasladarlo al aire fresco y seco introducido desde el exterior. El área de aplicación se mantendrá fresca, limpia y seca.

Todo el mundo quiere sentirse cómodo en su casa. En invierno, se desea que se caliente y en verano, sentir el confort del aire fresco. Pero tratar de entender los diferentes beneficios de los sistemas de aire acondicionado y sistemas de ventilación, especialmente cuando la tecnología está cambiando tan rápidamente, puede ser confuso. Por lo tanto, es bueno saber que puede hablar con un experto de confianza que le brindará consejos sobre los dos sistemas y le proporcionará una solución total para su casa.

Otra opción es trabajar ambos sistemas juntos. Existen consultores que pueden encontrar eficiencias en la combinación de sistemas de aire acondicionado y sistemas de ventilación. En esencia, se trata de una cuestión de tener la libertad de evaluar para encontrar la opción que mejor se adapte a su hogar y su presupuesto.

Los sistemas de recuperación entálpica nos brindan confort, salud, además de aumentar el desempeño y rendimiento en las actividades de los usuarios; hablando específicamente de los equipos de última generación, nos brindan una serie de aplicaciones para el ahorro de energía y beneficio sostenible.

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Comentarios

2 comentarios en “Ahorro energético y aire más sano

  1. Luis Rodolfo Galicia Galicia dice:

    Me ha parecido muy interesante y muy ilustrativo este articulo, por lo que los felicito, ya que así podemos mantenernos actualizados con los últimos adelantos tecnologicos en el mundo HVACR

  2. Carlos dice:

    Me parecio bastante ilustrativo el articulo. Tengo una consulta, para poder aplicar estos recuperadores entalpicos, ¿Cual seria la diferencia de temperatura (exterior-Interior) adecuada?

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