You are here:

SolarWall con Ventiladores de Recuperación de Calor (Heat Recovery Ventilators, HRV)

Los calentadores solares SolarWall® son ideales para precalentar el aire fresco que se necesita en cualquier edificio. Los ventiladores de recuperación de calor (Heat Recovery Ventilators, HRV) y los volantes térmicos están diseñados para recuperar el calor del aire de salida con el fin de calentar también el aire fresco. La preocupación de los diseñadores es si se pueden aunar sendas tecnologías y, de ser así, qué cuestiones técnicas y económicas deberían abordarse.

La respuesta a la primera pregunta es sí: el precalentamiento solar del aire de los HRV es una práctica común y, de hecho, entraña ventajas únicas tanto para las tecnologías de calefacción solar como de recuperación de calor.

Existen varios tipos de dispositivos de recuperación de energía/calor aire-aire, tales como placas fijas, circulares, ruedas de energía, caliroductos y contacto directo. En la Imagen 1 se representa el modelo esquemático de un dispositivo de recuperación de energía/calor aire-aire a contracorriente. La distribución del flujo de aire es similar a la de los dispositivos de recuperación energética de placa, rueda regeneradora e caliroductos; las dos corrientes de aire de admisión, las corrientes de suministro y salida del edificio se unen entre sí mediante un acoplamiento indirecto. Por su parte, los sistemas circulares y de contacto directo siguen un esquema de acoplamiento para líquidos que permite que los intercambiadores térmicos de entrada y salida estén situados a mucha distancia entre sí. Este método empleado para aunar dos corrientes de aire constituye el medio principal de catalogación de los diversos tipos de dispositivos de recuperación de calor.

Scheme for air counter-flaw in air-to-air heat/energy exchangers.
Imagen 1 – Esquema de la contracorriente de aire en los intercambiadores de energía/calor aire-aire

Precalentamiento solar: ventajas

Fuente de energía renovable gratuita.
La ganancia diurna de calor del aire de entrada se sitúa por lo general entre 5 º y 30 º C.
No se requieren ventiladores adicionales.
Intercambio térmico por disminución de la baja presión (de 25 a 60 pa).
No requiere mantenimiento.
Sin piezas móviles.
Vida útil superior a 30 años.
Disminuye la carga de calefacción espacial en primavera y otoño.
Es apto para las subvenciones de energía solar y los créditos fiscales.
Ofrece un grado de aislamiento dinámico de hasta R-50.
El panel perforado del muro actúa como filtro primario.
Elimina la necesidad de determinados materiales del muro de la fachada en las nuevas construcciones.

Precalentamiento solar: desventajas

Se trata fundamentalmente de una fuente de energía diurna.
Requiere una fuente auxiliar de calor.
Requiere un regulador de bypass para el verano.
Coste inicial elevado si se trata de una obra de acondicionamiento.

Sistemas de recuperación de calor: ventajas

Precalientan el aire de entrada durante la temporada de calefacción.
Refrigera previamente el aire de entrada durante la temporada de refrigeración.
Funciona 24 horas al día.

Sistemas de recuperación de calor: desventajas

Todo el aire de salida debe conducirse hasta la ubicación del aire de entrada.
Requiere que el aire de salida esté caliente.
Requiere estufas que aporten calor adicional.
Requiere diversas unidades cuando se trata de grandes volúmenes de aire.
Requiere ventilación adicional en el lado de la salida.
La alta presión cae en sendos ventiladores (de 50 a 400 pa).
Mantenimiento semestral.
Piezas móviles con ruedas de energía.
Problemas de heladas en climas fríos.
Las ruedas de energía pueden dar lugar a una posible contaminación cruzada del aire.
Susceptible de que se acumule la sociedad en el intercambiador térmico.
Elevado coste inicial.
No es apto para las subvenciones a la energía solar o los créditos fiscales.

La combinación de sendas energías permite disfrutar de múltiples sinergias.

Solar preheating air for Heat Recovery/HVAC
Imagen 2: Precalentamiento solar de aire para recuperación de calor/calefacción, ventilación y aire acondicionado (Heating, Ventilation and Air-Conditioning, HVAC)

Precalentamiento solar de aire para ventiladores de recuperación de calor (Heat Recovery Ventilators, HRV): ventajas

El precalentamiento solar elimina prácticamente los problemas de heladas diurnos de los ventiladores de recuperación de calor (Heat Recovery Ventilators, HRV).
SolarWall filtra el aire previamente antes de que llegue al HRV, lo que reduce la necesidad de mantenimiento/sustitución del filtro.
La combinación HRV de calefacción solar permite satisfacer hasta el 100% de las necesidades de calefacción de la ventilación diurnas.
La combinación HRV de calefacción solar puede ser apta para las subvenciones a la energía solar y los créditos fiscales.
El precalentamiento solar permite utilizar intercambiadores térmicos de menor eficiencia y coste.

Según un informe elaborado por Enermodal Engineering en 2005 para Recursos Naturales de Canadá (Natural Resources Canada) titulado “Comparación del Sistema SolarWall + HRV híbrido con los Sistemas SolarWall o HRV únicos” (Comparison of Combined SolarWall + HRV System with SolarWall Only and HRV Only Systems) (para sistemas residenciales), “El sistema SolarWallTM ofrece la misma energía térmica, ya sea solo o combinado con ventiladores de recuperación de calor (Heat Recovery Ventilators, HRV). El HRV registra el mayor ahorro cuando funciona de manera autónoma y su recuperación de energía se ve reducida aproximadamente en un 80% cuando se combina con SolarWall TM. Sin embargo, el ahorro energético del sistema combinado es superior al del sistema autónomo, pero inferior a la suma de los sistemas individuales.”

Fort Smith Recreation Centre NWT
En 2000, se instaló un sistema híbrido SolarWall y ventiladores de recuperación de calor (Heat Recovery Ventilators, HRV) en el Centro de Recreo de Fort Smith, situado en dicha localidad de los Territorios Noroeste. Enermodal Engineering, financiada por Recursos Naturales de Canadá (Canada Natural Resources) supervisó el sistema de calefacción por aire de ventilación durante 22 meses, entre mayo de 2000 y marzo de 2002.

El informe concluyó que la combinación de SolarWall y ventiladores de recuperación de calor (Heat Recovery Ventilators, HRV) aportó el 78% de la energía total necesaria para la calefacción por aire de ventilación durante el periodo supervisado. Dichos resultados indican que el sistema híbrido SolarWall/HRV favoreció una mayor reducción del consumo de fuel oil de la que cualquiera de los dos hubiera podido generar por sí mismos. En total, el volumen de combustible consumido durante el periodo de supervisión se redujo en 6.369 litros.

Monthly Summary Chart for May 2000 to March 2002
Imagen 3: Cuadro resumen mensual relativo al periodo comprendido entre mayo de 2000 y marzo de 2002

En la Imagen 3 se representan las cargas mensuales de calefacción-aire de ventilación diurnas registradas. La altura total de cada columna representa la carga mensual de calefacción-ventilación diurna (es decir, la carga de calefacción-ventilación durante las horas diurnas del mes). Si no existían ni SolarWall ni ventiladores de recuperación de calor (Heat Recovery Ventilators, HRV), se trata de la cantidad de calor que el sistema de calefacción del edificio habría generado (con combustibles fósiles) destinado a la ventilación diurna. En la parte inferior de cada columna se indica la aportación del sistema HRV a la carga diaria. La parte superior refleja la carga restante generada por el sistema de calefacción del edificio (es decir, calefacción por aire de reposición).

gym solarwall
Imagen 4: Fotografía de paneles SolarWall grises en el muro de un gimnasio

Tal y como se muestra en la Imagen 3, la carga de calefacción-ventilación varió considerablemente durante el periodo de supervisión, pero fue significativamente homogénea durante los meses estivales debido a la orientación norte del Centro de Recreo. En dicha Imagen puede apreciarse, asimismo, que el sistema de ventilación permaneció inactivo durante la mayor parte de noviembre y diciembre (de sendos años), momento en el que la aportación de energía solar es muy escasa. Sin embargo, cuando la carga mensual es grande y el recurso solar está disponible, la energía solar puede contribuir al 50% de la carga total (en abril de 2001).

La aportación de la energía solar alcanzó su pico en el mes de marzo de 2002, coincidiendo con la máxima carga de ventilación mensual. La carga fue especialmente elevada en febrero y marzo de 2002, puesto que el sistema estuvo operativo prácticamente de manera continua y se registraron bajas temperaturas ambientes en el exterior (-10 °C a -12 °C de media).

En la Tabla 1 se ofrece un resumen del rendimiento del sistema SolarWall/ ventiladores de recuperación de calor (Heat Recovery Ventilators, HRV) durante el periodo de supervisión de dos años.

Table 1 provides a summary of the performance of the SolarWall/HRV system over the 2-year monitoring period.

En la Tabla 1 se ofrece un resumen del rendimiento del sistema SolarWall/ ventiladores de recuperación de calor (Heat Recovery Ventilators, HRV) durante el periodo de supervisión de dos años.

El calentador SolarWall aportó el 30% de la carga diurna de calefacción-ventilación durante el periodo de supervisión. En cuanto a la carga nocturna de calefacción-ventilación, SolarWall aportó el 6%. Dicha aportación nocturna puede atribuirse a la recuperación de las pérdidas caloríficas de la envolvente del edificio gracias a la cámara SolarWall. En conjunto, con SolarWall logró reducirse la carga de calefacción-aire de ventilación en un 20%.