Created by: roberto.c.alfredo on Jul 23, 2025, 2:57 AM
1. El dilema de ventilar 🚪🌬️
Cada edificio — desde una cabaña en los Alpes hasta un hospital de alta eficiencia — tiene que elegir entre aire limpio y pérdidas térmicas.
Abrir la ventana en invierno es como “darle vacaciones” a tu caldera. La solución moderna es el Recuperador de Calor (HRV/ERV), un intercambiador que “roba” parte del calor (o del frío) al aire que expulsas y se lo entrega al que entra.
Definición operativa
\[ \dot Q_{\text{rec}} = \varepsilon\,\dot m\,c_p\,\bigl(T_{\text{sal}} - T_{\text{ent}}\bigr) \]
| Símbolo | Significado | Unidades |
|---|---|---|
| \(\varepsilon\) | Eficiencia térmica | \(0\!−\!1\) |
| \(\dot m\) | Caudal másico de aire | \(kg\,s^{-1}\) |
| \(c_p\) | Calor específico (aire) | \(J\,kg^{-1}\,K^{-1}\) |
Un \(\varepsilon = 0{,}8\) equivale a “reciclar” un 80 % de la energía que, de otro modo, se escaparía por el extractor.
2. Tipos de recuperadores 🧊🔥
Distintos núcleos para distintas misiones.
| Tipo | Esquema | Pros | Contras |
|---|---|---|---|
| Placas contrapaso | Canales paralelos con flujo inverso | Alta \(\varepsilon\) (≈ 0.9), cero mezcla de aires | Núcleo largo ⇒ \(\Delta P\) alto |
| Flujo cruzado | 90° entre corrientes | Compacto, barato | \(\varepsilon\) 0.6 – 0.75 |
| Rotor entálpico (ERV) | Disco giratorio aluminio/sílice | Recupera calor y humedad; tamaño reducido | Mantenimiento, posible carry‑over de contaminantes |
Dato retro: el primer intercambiador rotativo patentado (1948) venía de la industria papelera, donde se usaba para recuperar vapor en secadoras de celulosa.
3. Balance de energía del módulo 📐
En régimen estacionario y caudales iguales:
\[ \varepsilon = \frac{T_{\text{ent,salida}} - T_{\text{ext}}}{T_{\text{int}} - T_{\text{ext}}} . \]
Intuitivamente, es el “porcentaje de precalentamiento” gratuito.
Con \(\varepsilon = 0{,}8\) un aire exterior a 0 °C sale rumbo a las estancias a ≈ 20 °C si tu interior está a 25 °C.
4. Caudal, presión y ventiladores 🚁
El confort necesita caudal constante, pero mover aire cuesta potencia:
\[ P = \dot V\,\Delta P \qquad \bigl[W\bigr] \]
- \(\dot V\): volumen por segundo (\(m^{3}\,s^{-1}\)).
- \(\Delta P\): pérdidas en conductos + núcleo (Pa).
Ingeniería de compromiso
A más superficie de intercambio → ↑ \(\varepsilon\) pero también ↑ \(\Delta P\). Diseñar HRV es bailar entre ambas curvas.
5. Intercambio de humedad 💧
En climas secos o tropicales importa la entalpía latente. Un ERV con rotor de sílice equilibra humedades:
\[ \dot Q_{\text{lat}} = \varepsilon_{\text{lat}}\,\dot m\,h_{\text{fg}}\,(w_{\text{int}} - w_{\text{ext}}) \]
- \(h_{\text{fg}}\): calor de vaporización.
- \(w\): razón de humedad (kg vapor/kg aire seco).
Así evitas garganta reseca en enero… o condensación en julio.
6. Caso práctico: casa pasiva 🏠⚡
Datos reales de proyecto
\(\dot V = 0{,}1\,m^{3}\,s^{-1}\) (≈ 0.35 ACH), \(\Delta T = 20\,K\).
Sin HRV:
\[ \dot Q \approx 2400\,W \]
Con \(\varepsilon = 0{,}85\):
\[ \dot Q_{\text{neto}} \approx 360\,W \]
Moraleja: el ventilador (≈ 40 W) “compra” 2 kW de calor de retorno — un ROI energético de 50 ×.
7. Mantenimiento & filtros 🛠️
El HRV es tan bueno como limpio esté:
- Filtros MERV‑13 ↓ PM2.5 pero ↑ \(\Delta P\).
- Lavar núcleo (agua tibia + jabón neutro) cada 6 meses.
- Drenaje sin sifón congelado en zonas frías.
8. Puentes y fugas 😬
Un buen núcleo puede arruinarse con conductos malos.
Regla de pulgar: tubería ≥ R‑4 (\(0{,}7\,m^{2}\,K\,W^{-1}\)) + cinta butílica continua. Cada codo no sellado es un bypass de calor.
9. Mitos frecuentes ❌
- “Cinco minutos de ventana = HRV” → picos de \(\dot Q\) enormes y cero recuperación.
- “Solo sirve en clima frío” → en verano recupera frío o regula humedad vía ERV.
- “Recupera el 100 %” → segunda ley: \(\varepsilon < 1\) siempre.
10. Conclusión & qué sigue 🚦
Ventilar ≠ desperdiciar energía: con un HRV/ERV respiras aire saludable y mantienes el confort sin arruinar la factura.
← Aislantes y coeficiente U — Cómo atrapar el calor… o expulsarlo del cohete.
→ Trabajo‑Energía a Fondo — Del martillo al colisionador: el Teorema en acción.