Qué son los recuperadores de calor. Conceptos básicos y definición.

Recuperador de calor

En climatización, hay muchas formas de ahorrar en gasto energético, entre ellas, están los sistemas de recuperación de energía, el más famoso, el recuperador de calor. Un aparato que, además de minimizar las pérdidas de energía y climatizar, controla la ventilación del edificio ¡que más quieres!

Los recuperadores, no son un capricho del azar, es una solución a las exigencias requeridas por las distintas normativas; la obligatoriedad de recuperar el calor del aire de extracción, el ahorro energético y la salubridad del aire que respiramos.

Qué es un recuperador de calor

Un recuperador de calor es un equipo que permite recuperar parte de la energía del aire climatizado del interior de una estancia o local, a través del sistema de ventilación mecánica de dicho aire.

recuperador de calor
Vía: Soler y Palau.

En la mayoría de las instalaciones de climatización, se utilizan los recuperadores de calor Aire/Aire. Las funciones principales son:

  • Precalentar. En invierno, utilizar la temperatura del aire de retorno – recupera las calorías del aire caliente extraído -, para disminuir el trabajo del equipo de climatización ¡ahorrar energía!
  • Filtración. Garantizar la extracción del aire interior viciado y aportar aire limpio del exterior mediante filtros.
  • Preenfriar. En verano, por medio de la función by-pass (es una opción), aprovechar la opción del aire exterior frío, sobre todo, de noche.
  • Evacuar condensaciones. EL intercambio entre el flujo de aire frío y aire caliente húmedo, provoca condensaciones que tienen que ser evacuadas.

Los recuperadores nos proporcionan ventajas palpables en la calidad del ambiente interior y en el aire acondicionado, y las claves, están en el intercambiador, el ventilador y los filtros de aire que utilicemos. Pero… ¿Por qué son importantes?

Además, como estamos canalizando tanto el aire interior como del exterior ¡Por qué no lo limpiamos! Así que un recuperador de calor está formado principalmente por un intercambiador, un ventilador y unos filtros:

componentes y partes de un recuperador calor
Vía Soler y Palau

Estos equipos permiten recuperar hasta un 60 % del calor que se perdería en un sistema de ventilación mecánica, permitiendo un ahorro de energía que puede alcanzar sobre el 40 % del consumo en los equipos de climatización.

¿Cómo funcionas los recuperadores de calor?

El funcionamiento de los recuperadores de calor parte del hecho que existe una diferencia de temperatura entre dos elementos, aire del ambiente interior y exterior, el primero, cede calor al segundo (en invierno), según la ley de la termodinámica (la energía no se puede crear ni destruir, pero sí, puede ser transformada).

cómo funciona recuperador calor en viviendas
Vía OVACEN y SODECA

El intercambiador es el aparato 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.

El objetivo principal de un intercambiador es utilizar la temperatura del aire de retorno, para disminuir el trabajo del sistema del aire acondicionado.

Aunque ya hemos explicado la base del funcionamiento, siempre es mejor comprenderlo por medio de un vídeo en una instalación para una vivienda:

Como hemos visto, también hay recuperadores de calor para uso doméstico – residencial – como una casa simple, sector comercial (oficinas y locales), sector terciario (hospitales, universidades, etc) o para grandes instalaciones de climatización en edificios y sector industrial.

Tipos de recuperadores de calor

Básicamente, en el campo de la climatización se comercializan en Europa dos tipos de recuperadores según el intercambiador que se utiliza, los de placas (sea en paralelos o cruzados) y los rotores con sus diferentes modelos. Así que tenemos:

1.- Recuperadores de calor estáticos de placas

El recuperador térmico consiste en un mecanismo estático dentro de una carcasa de acero galvanizado y una matriz con placas de aluminio. El aire extraído pasa por su canal cediendo su calor a la pared metálica y ésta, por conductividad térmica, lo transfiere al aire introducido.

tipos de intercambiadores flujos cruzados
Intercambiador cruzado – Vía Soler y Palau.

Se recupera únicamente el calor sensible, esto es, la temperatura. Y los flujos de aire tienen distintos canales entrada y salida.

Intercambiador de Flujos paralelos
Intercambiador paralelo – Vía Soler y Palau.

Son equipos donde NO hay recuperación de humedad, cuyo rendimiento y eficiencia térmica es menor del 80%. Destacando, que podemos optar por dos modelos de intercambiadores:

  • Recuperador con intercambiador estático de flujos paralelos: tiene una eficiencia térmica > 80%.
  • Recuperador con intercambiador estático de flujos cruzados: tiene una eficiencia térmica > 50%.

2.- Recuperadores de calor rotativos

El recuperador rotativo consiste en un mecanismo que contiene un rotor de aluminio que transferirá el calor cuando se cambie de ciclo dentro de una carcasa de acero galvanizado. Se recupera tanto el calor sensible como el calor latente, esto es, la temperatura y humedad.

intercambiador de calor rotativo
Intercambiador cruzado – Vía Soler y Palau.

A diferencia de las placas, tienen un mismo canal para la corriente de extracción que para la de impulsión… ¿Y qué ventaja aporta? Por la evaporación, el aire introducido en invierno va a ser menos seco.

Es importante destacar que, en estos aparatos hay recuperación de humedad y diferentes modelos con eficiencia térmica:

  • Recuperador con intercambiador rotativo de rotor NO higroscópico por condensación: tiene una eficiencia térmica > 50%. Recomendado para climas calientes y secos.
  • Recuperador con intercambiador rotativo de rotor higroscópico entálpico: tiene una con eficiencia térmica > 60% > Eficiencia higroscópica. El recuperador de calor entálpico está recomendado para climas intermedios.
  • Recuperador con intercambiador rotativo de rotor higroscópico de absorción: la eficiencia térmica similar a la eficiencia higroscópica >60%. Alta recuperación de humedad en temperada invierno y alto secado en verano del aire exterior. Muy recomendado para climas húmedos.

Como vemos, el intercambiador es la clave de los recuperadores. A modo resumen tendríamos:

Tipos de recuperador de calor Eficiencia térmica (Calor sensible) Recuperación de humedad (Calor latente)
Recuperador con intercambiador estático de flujos paralelos > 80% No
Recuperador con intercambiador estático de flujos cruzados > 50% No
Recuperador con intercambiador rotativo de rotor NO higroscópico por condensación > 50% Sólo en invierno. Para climas calientes y secos
Recuperador con intercambiador rotativo de rotor higroscópico entálpico > 60% En invierno y verano. Para climas intermedios
Recuperador con intercambiador rotativo de rotor higroscópico de absorción > 60% En invierno y verano. Para Climas húmedos

Más desde una perspectiva técnica se puede consultar el artículo publicado en la revista de Atecyr desde página 10, aunque es antiguo ¡es muy bueno!

Recuperador de calor para invierno y verano

En invierno, los recuperadores de calor funciona calentando el aire frío que entra del exterior, mientras que, en verano, utilizando un by-pass, permite enfriar el aire caliente del exterior (Free Cooling), disponiendo además de unos filtros que reducen el nivel de contaminantes y mejorando considerablemente la calidad de dicho aire.

Para entenderlo mejor, dejamos los siguientes esquemas con ejemplos que simplifican el uso en invierno y en verano, tanto de día como de noche:

recuperador calor para verano e invierno
Vía Soler y Palau

Instalaciones compactas y centralizadas

Las instalaciones de los recuperadores pueden llegar a ser muy complejas: desde el sector industrial al residencial en edificios, locales y oficinas, o las exigencias requeridas en las casas Passive House ¡definitivamente queda relegado a profesionales! Lo que sí tenemos que tener en cuenta es que disponemos de dos vertientes:

  • Recuperadores de calor compactos: Que forman una instalación independiente, sin necesidad de conductos.
  • Recuperadores de calor centralizados: Aquella instalación integrada en el sistema de climatización, con conductos. Por ejemplo, algún tipo de bomba de calor.

Hay que considerar que estos aparatos han evolucionado mucho, con formas y características para poder adaptarse a diferentes espacios y necesidades. Los tipos de instalación comunes serían:

tipos instalación recuperador calor
Vía SODECA

Algunas ventajas de los recuperadores de calor:

  • Mejora de la eficiencia energética y reducción de la contaminación acústica.
  • Recuperación del calor de los sistemas de ventilación mecánica.
  • Ahorro energético y económico al reducir el esfuerzo que tiene que realizar la instalación de climatización.
  • Sirve tanto para invierno en los sistemas de calefacción como en verano, para refrigeración. Pueden funcionar enfriando el aire que entra al interior en verano o calentándolo en invierno.
  • Presenta un precio económico que permite amortizar el coste de la inversión en poco tiempo, requiriéndose estudio económico para analizar su viabilidad.
  • Permiten su implantación con equipos de alta eficiencia energética y junto con energías renovables, como es el caso de geotérmica con pozos canadienses.

Eficiencia de los equipos recuperadores de calor

Dispone de ventiladores que permiten el flujo y la circulación de aire tanto para tomarlo del exterior, como para expulsar el del interior (tanto en el flujo de impulsión como en el de retorno), lo cual implica un consumo energético y se debe valorar su eficiencia en función del caudal de aire y de la diferencia de temperatura entre el aire exterior y el interior.

  • A mayor caudal menor será la eficiencia del recuperador.
  • Cuanto mayor sea el gradiente térmico o diferencia de temperatura entre el aire exterior y el interior, mayor será su eficiencia ¡cuánto más frío en el exterior, mejor!
eficiencia equipos recuperacion de calor
Esquema y componentes de un equipo de recuperación de calor de flujo cruzado.
Fuente: Salvador Escoda.

Normativa de aplicación en los recuperadores de calor

Para edificación en España, sin contar las normas europeas / UNE, existen dos normativas que regulan la ventilación, tanto de edificios como de locales y otros usos… ¿Cuándo es obligatorio instalar un recuperador de calor?

1.- Uso residencial vivienda

Según Código Técnico de la Edificación – Documento Básico Salubridad HS

  • El Código Técnico de la Edificación en su sección Documento Básico Salubridad HS 3 (Desde Pag – 61) de aplicación principalmente a sector residencial (Viviendas, edificios comunitarios, unifamiliares, pareados, etc) + garajes y aparcamientos, no se incluye el recuperador de calor como una exigencia.

¡Cuidado! Aunque el CTE no obliga al sector residencial, el Documento Básico de limitación de la demanda energética del edificio – HE 1 del CTE, hace casi obligatorio incorporarlo en obra nueva para cumplir los límites de demanda energética.

viviendas con recuperadores de calor
Esquema de una instalación de ventilación mecánica en edificio de viviendas con recuperadores de calor
Fuente: Soler y Palau.

Además, aunque el código técnico no obliga la instalación de estos equipos en un sistema de ventilación mecánica en vivienda, sí que podemos reducir el consumo energético intercalando un recuperador entre el sistema de admisión y el de extracción, pudiéndose alcanzar ahorros energéticos de hasta un 40%

Según RITE – Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios

  • Las exigencias impuestas por el RITE sobre calidad del aire interior proceden de la norma UNE-EN 13779 y del informe CR 1752 del CEN. Los edificios de viviendas quedan excluidos de estos requerimientos (Doc. IDAE desde página 8).

2.- Uso locales y otros edificios no residenciales

Según Código Técnico de la Edificación – Documento Básico Salubridad HS

  • No es de aplicación.

Según RITE – Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios

  • El famoso RITE – Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (Ver documentos y actualizaciones desde AQUÍ) de aplicación a todas instalaciones térmicas de climatización fijas (calefacción, refrigeración y ventilación) en edificios: nuevos, rehabilitación o sustitución, destinada a atender la demanda de bienestar térmico e higiene de las personas.
Ventilacion mecanica controlada con recuperadores de calor
Ventilación mecánica controlada con recuperadores de calor en edificio de oficinas.
Fuente: Guía AFME de eficiencia energética.

Con la publicación del Real Decreto 178/2021 correspondiente al nuevo RITE, modifica algunos aspectos. Según la instrucción técnica IT 1.2.4.5.2 – Recuperación de calor del aire de extracción:

«En los sistemas de climatización de los edificios en los que el caudal de aire expulsado al exterior, por medios mecánicos, sea superior a 0,28 m³/s, (Antes era el 0,5 m³/s) de acuerdo con lo establecido en el reglamento de diseño ecológico para las unidades de ventilación, se recuperará la energía del aire expulsado.»

table eficiencia energética recuperador calor segun caudal
Vía RITE

Es decir, para un caudal de extracción de 1.008 m3/h será obligatoria la recuperación de energía de la extracción. Además, el reglamento europeo de diseño ecológico, según la tipología del edificio y la calidad del aire, como mínimo, se seleccionará los siguientes filtros:

filtración según recuperador de calor
Vía Daitsu

Casos de aplicación de los recuperadores de calor

Como hemos visto a lo largo del artículo, utilizar un recuperador puede aportar grandes beneficios. Es verdad que son máquinas más para grandes instalaciones de climatización, pero, en casas aisladas, también tiene su uso.

Un ejemplo son las viviendas Passive House – Casa pasiva donde ya conforma un elemento esencial…

La ventilación con pozo canadiense y recuperador de calor también es una muy buena opción. En este caso, el aire que entra a la vivienda ya viene precalentado en invierno o preenfriado en verano, procedente del circuito de conductos enterrados del pozo canadiense.

Otro caso de aplicación sería en sistemas de climatización de alta eficiencia energética con bombas de calor y pretratado del aire por conductos en pozos canadienses con recuperadores de calor. Estos equipos intercambiadores de calor permiten mejorar y conseguir un mayor aprovechamiento energético de la energía renovable.

pozo canadiense y recuperador de calor
Imagen derecha situación verano e izquierda, invierno

De esta forma, el aire que entra en invierno está menos frío y el que entra en verano está menos caliente, consiguiéndose con mayor facilidad alcanzar condiciones de confort.

Enlaces de interés:

Autor: OVACEN | Página del escritor

imagen del autor del artículo

BIO: Pau Seguí (Pablo) es fundador y director de OVACEN, un periódico digital. Lleva más de 18 años de experiencia en el campo de la arquitectura, decoración, construcción, urbanismo, eficiencia, renovables y sostenibilidad. Escribe en Construccion21, Inmodiario, y otras muchas publicaciones en blogs y portales especializados.

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4 comentarios en «Qué son los recuperadores de calor. Conceptos básicos y definición.»

  1. Jose

    Gran artículo. Si en la mayoría de las viviendas hubiera instalado un sistema de intercambio y recuperación, otro gallo nos cantaría en cuanto a eficiencia energética en este país.

    Eso si, muchas cosas tendrían que cambiar constructivamente hablando, para que en las viviendas pudieran implantarse estas tecnologías y que saliera rentable. Con los aislamientos que tenemos las amortizaciones se alargarían más de lo debido.

    Responder
  2. Javier

    Muy bién explicado que són y para que sirven los recuperadores de calor para locales y la eficiencia energética que proporcionan. Es importante conocer que es obligatorio para abrir un local climatizado de nueva apertura. Hecho en falta la explicación de los distintos filtros que necesitamos según la IDA y ODA. Saludos!

    Responder
  3. Gabriel

    Los recuperadores de calor con ventiladores y eso. pueden costar mucho dinero, gastan electricidad, empujan el aire por motores remofiendo el polvo, etc. Hay tambien recuperadores de calor que se montan en el trayecto de la tuberia de humos, y asi aprovecha el pase de los gases muy calientes por la tuberia. Su gran superficie de chapa esmaltada , radia calor libremente, pero solo en la habitacion donde esta la estufa, o en alguna habitacion de arriba, por donde pasa la dicha tuberia. Se aumenta hasta 75% el calor que da la estufa misma. Buscad en google por recuperadores de calor Albaman, y podeis encontrar mas informacion. Saludos.

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