Cada día nos encontramos con nuevos retos cuando tratamos de diseñar un sistema de aire acondicionado. Esos retos nos los presentan varios factores y entre ellos los más importantes son: satisfacer la necesidad del confort de los ocupantes y al mismo tiempo, minimizar el consumo de energía.
Por Alfredo Sotolongo*
En artículos anteriores hemos abordado distintos retos que nos presentan los diseños en lo que respecta al ahorro de energía, pero en mi opinión, una de las aplicaciones más delicadas es la recuperación de calor al intercambiar energía entre el aire de extracción contaminado y el aire exterior de ventilación. Esto se manifiesta más aún en nuestros países tropicales donde el aire exterior está húmedo y caliente, representando hasta 5 toneladas por cada 1,000 CFM que se introducen al sistema de aire acondicionado. El propósito es procesar el aire exterior de ventilación antes de introducirlo al sistema de aire acondicionado para que cuando se mezcle con el aire de retorno ya tenga una condición donde no penalice la capacidad de la unidad, evitando aumentar la carga térmica.
Además de la responsabilidad profesional y la conciencia del ingeniero, ¿qué gobierna la decisión de utilizar específicamente intercambiadores de energía de aire a aire?
1. Las normas existentes publicadas por ASHRAE y que son las siguientes:
a. Calidad del Aire Interior ASHRAE 62 - ventilación para lograr una calidad aceptable del aire interior.
b. Confort térmico ASHRAE 55 – condiciones térmicas del ambiente acondicionado para la ocupación de seres humanos.
c. Eficiencia energética ASHRAE 90.1 – consumo de energía en estructuras excluyendo edificios residenciales de poca altura.
2. Otros factores de influencia son los siguientes:
a. Para lograr certificación LEED™
b. Síndrome del edificio contaminado
c. Para cumplir con la norma ARI 1060 que clasifica los equipos de intercambio de energía aire a aire.
Existen varios equipos de transferencia de energía de aire a aire, algunos transfieren calor sensible solamente. Pero en este caso, prefiero referirme a los que transfieren tanto calor sensible como latente, ya que con éstos se logra la recuperación óptima de energía. Conocemos de las ruedas de entalpía y de las placas fijas, pero antes de decidir cuál seleccionar debemos tomar en consideración lo siguiente:
1.El material que se use para lograr el intercambio de energía juega un papel predominante en el proceso, ya que el método de transferencia hace al equipo más o menos eficiente. Además, dicho material evita la contaminación del aire de extracción hacia el de ventilación, lo cual es de suma importancia especialmente en hospitales y laboratorios.
2.En cuanto al mantenimiento, lo ideal es que el equipo tenga la menor cantidad de partes movibles.
3.Que su capacidad sea certificada por una institución reconocida.
Estos equipos se fabrican para distintos tipos de arreglos, ya sea para operar de forma independiente utilizando ventiladores externos, con ventiladores integrados o dentro de unidades manejadoras de aire. Ofrecen su mejor servicio cuando la unidad maneja 100% de aire exterior.
A mediado de los años 70 se desarrollaron comercialmente las ruedas absorbentes para aplicaciones industriales y más adelante, en India y Suecia, las ruedas de entalpía, que con los años fueron mejorando los materiales de transferencia de energía. Sin embargo, el hecho de que son porosos no les ha permitido evitar la transferencia de contaminantes desde el aire de extracción hacia el aire de ventilación.
En los Estados Unidos, a mediado de los años 90 la empresa Dais Analytic, usando nano tecnología, desarrolló un polímero originalmente para aplicaciones de celdas de combustible. El polímero estaba compuesto por moléculas de sales de Sulfito (SO3) y al confirmar que era un buen transmisor de calor y que su constitución permitía que solamente las moléculas de vapor de agua pasen a través, del lado de alta presión de vapor hacia el lado de baja presión, consideraron que era el material ideal para la transferencia de energía de aire a aire. Además, encontraron que era más eficiente que el material de las ruedas de entalpía y que al no ser poroso, no permitía que ningún otro tipo de sustancia pasara del aire de extracción al de suministro, incluyendo contaminantes tales como bacterias, etc.
El equipo para la transferencia de energía desarrollado por Dais Analytic se comercializa con el nombre de ConsERV y ha sido un gran paso de avance ya que no tiene partes movibles y el único mantenimiento que se requiere es cambiar los filtros que protegen tanto el lado de extracción como el lado de ventilación.
El ingeniero que diseña un sistema de aire acondicionado, especialmente donde las condiciones del aire exterior podrían aumentar considerablemente la carga térmica, piensa seriamente en la recuperación de energía no sólo para satisfacer las normas existentes sino también su responsabilidad profesional de ofrecer a su cliente lo mejor que esté disponible en la industria en el momento del diseño.
*Sobre el autor
El ingeniero Alfredo Sotolongo, presidente de Protec, Inc., está certificado como ingeniero profesional en Puerto Rico y en el Estado de la Florida; tiene más de 40 años de experiencia en la aplicación y venta de sistemas y equipos para la conservación de energía. Es miembro de ASME (American Society of Mechanical Engineers), AEE (Association of Energy Engineers), con quien está certificado como Ingeniero en Administración de Energía; es también miembro de ASHRAE y fue presidente del capítulo Miami de dicha asociación. Ha presentado también numerosas charlas sobre el tema de conservación de energía.
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