Desde el año 2019, con la última actualización del Código Técnico de la Edificación (CTE), en particular en el apartado de Ahorro de Energía (CTE HE), se ha vuelto prácticamente imprescindible contar con un recuperador de calor en los sistemas de ventilación para cumplir con las exigencias normativas. Pero, ¿realmente funcionan?.

Los recuperadores de calor son dispositivos clave en los sistemas modernos de ventilación y climatización, diseñados para mejorar la eficiencia energética de los edificios y reducir el consumo de energía. Su principal función es reutilizar el calor contenido en el aire que se expulsa al exterior, transfiriéndolo al aire fresco que entra, ya sea para precalentarlo en invierno o para preenfriarlo en verano. Este proceso no solo mejora la calidad del aire interior al garantizar una ventilación adecuada, sino que también disminuye significativamente los costos operativos de calefacción y refrigeración.

Este artículo examina en detalle qué son estos sistemas, cómo funcionan, sus principales componentes, las ventajas que ofrecen y su impacto económico. Además, se incluye un ejemplo práctico que ilustra el ahorro energético y económico que proporcionan, demostrando su efectividad como solución sostenible en el ámbito de la edificación.

Qué es un Recuperador de Calor

Un recuperador de calor es un dispositivo que permite intercambiar energía térmica entre dos flujos de aire: el aire viciado que se expulsa del interior del edificio y el aire fresco que entra desde el exterior. Este intercambio de calor permite mantener una temperatura más estable en el interior, reduciendo la necesidad de recurrir a sistemas de calefacción o refrigeración para ajustar la temperatura.

Por ejemplo, en invierno, el aire caliente que se expulsa del edificio cede su energía al aire frío que entra desde el exterior, calentándolo antes de que sea distribuido en el interior. En verano, el proceso es inverso: el aire fresco entrante se enfría utilizando el aire expulsado. Además, los recuperadores de calor incluyen sistemas de filtrado que eliminan contaminantes, mejorando la calidad del aire interior. También ayudan a controlar la humedad relativa, lo que previene problemas de condensación y mejora el confort en el ambiente.

En resumen, los recuperadores de calor son una solución que combina eficiencia energética, confort y sostenibilidad en un solo sistema.

Componentes Principales

Este artículo no pretende ser una justificación de los recuperadores de calor en sí, sino más bien un análisis de lo que realmente nos aportan. Por ello, mencionaremos sus componentes de forma genérica, sin entrar en detalle sobre su funcionamiento específico.

Los recuperadores de calor son dispositivos diseñados para optimizar la eficiencia energética en los sistemas de ventilación, mejorando la calidad del aire interior y reduciendo los costos operativos. Se componen de varios elementos fundamentales que trabajan en conjunto para garantizar un rendimiento eficiente:

Intercambiador de calor: Es el componente principal, encargado de transferir la energía térmica entre los flujos de aire de entrada y salida. Aunque existen distintos tipos, su propósito común es aprovechar al máximo la energía disponible.

Ventiladores: Encargados de mover el aire dentro del sistema, estos dispositivos son clave para su funcionamiento. Los ventiladores con tecnología de corriente continua (EC) destacan por su bajo consumo energético y su rendimiento elevado, siendo los más recomendados en aplicaciones modernas.

Filtros: Garantizan la limpieza del aire que entra al edificio, eliminando partículas como polvo, polen y otros contaminantes. Esto no solo mejora la calidad del aire interior, sino que también protege la salud de los ocupantes y prolonga la vida útil del sistema.

Controladores: Estos dispositivos permiten ajustar y supervisar el funcionamiento del sistema, asegurando que opere de manera eficiente y adaptada a las necesidades específicas del edificio.

Cómo Funciona

El funcionamiento de un recuperador de calor se basa en un ciclo continuo de extracción y suministro de aire. El proceso puede resumirse en los siguientes pasos:

Extracción de aire interior: El sistema extrae el aire viciado del interior del edificio, que contiene calor residual y posibles contaminantes.

Transferencia de energía: Este aire pasa por el intercambiador de calor, donde cede su energía térmica al aire fresco entrante. En este punto, no hay mezcla entre los flujos de aire, lo que asegura la calidad del aire nuevo.

Suministro de aire tratado: El aire fresco, ya precalentado o preenfriado, se distribuye al interior del edificio a través de un sistema de ventilación.

Este ciclo permite mantener una temperatura interior confortable y constante, reduciendo la carga de trabajo en los sistemas de calefacción o refrigeración, lo que se traduce en un ahorro energético significativo.

Ventajas

Los recuperadores de calor ofrecen una amplia gama de beneficios que los convierten en una inversión altamente rentable para hogares, oficinas y edificios comerciales. Algunas de las ventajas más destacadas incluyen:

Eficiencia energética: Al reutilizar el calor del aire expulsado, estos sistemas reducen significativamente el consumo energético necesario para climatizar el edificio, generando ahorros sustanciales en las facturas de energía.

Mejora del confort: Mantienen una temperatura interior agradable durante todo el año, independientemente de las condiciones climáticas exteriores. Además, ayudan a controlar la humedad, lo que mejora la sensación térmica.

Ahorro económico: Aunque la instalación de un recuperador de calor representa una inversión inicial, los ahorros energéticos acumulados permiten recuperar la inversión en pocos años. En algunos casos, se puede amortizar en menos de cinco años.

Sostenibilidad: Al reducir el consumo energético, también disminuyen las emisiones de dióxido de carbono (CO2), contribuyendo a mitigar el cambio climático. Además, son compatibles con fuentes de energía renovables, como la aerotermia y la geotermia.

Mejor calidad del aire: Los filtros incorporados eliminan partículas y contaminantes, proporcionando un aire más limpio y saludable en el interior del edificio.

Pero realmente podemos saber cual es el ahorro?, ¿Compensa?

Hasta aquí hemos visto qué es un recuperador de calor y para qué sirve. Esta tecnología, cada vez más común en sistemas de calefacción y ventilación, se ha convertido en una opción atractiva para quienes buscan mejorar la eficiencia energética de sus hogares o instalaciones. Sin embargo, surge una pregunta fundamental: ¿compensa la instalación de un recuperador de calor? ¿Es necesario hacer una inversión tan grande si hasta ahora nunca fue una necesidad real?

Una de las razones por las que los recuperadores de calor se están imponiendo es su capacidad para reducir el consumo energético general de un edificio. Al reutilizar el calor ya generado dentro del espacio, se disminuye la demanda de sistemas de calefacción convencionales, lo que puede traducirse en una reducción significativa de los costos de energía. Esto es especialmente cierto en climas fríos, donde el uso de calefacción es intensivo y constante.

Por ejemplo, un sistema de ventilación sin recuperación de calor simplemente expulsa el aire caliente y sustituye por aire frío, lo que obliga a los sistemas de calefacción a trabajar más para mantener una temperatura confortable. En contraste, un recuperador de calor permite que la temperatura del aire exterior se aproxime más a la interna, optimizando el uso de energía de los sistemas de climatización.

Ahora bien, el precio de instalar un sistema de recuperación de calor puede ser considerable, dependiendo del tamaño del inmueble, el tipo de sistema elegido y los costos de mano de obra. Este es un factor crucial que puede generar dudas en muchas personas. ¿Vale la pena invertir en un sistema de recuperación de calor?

La respuesta depende en gran medida del uso que se le dé al espacio, el clima y la eficiencia energética del edificio. En regiones frías, donde el consumo de energía para calefacción es alto, la instalación de un recuperador de calor puede ser una inversión rentable a largo plazo. La reducción de las facturas de energía puede compensar el coste inicial en unos pocos años.

Además, un sistema de recuperación de calor bien instalado puede mejorar la calidad del aire interior y el confort térmico, lo cual aporta un valor adicional. A largo plazo, este tipo de inversión también aumenta el valor del inmueble, ya que los compradores potenciales valoran las viviendas más eficientes y ecológicas.

Intentemos valorar el ahorro económico para una vivienda media.

Primero veamos de donde partimos:

El apartado HS3 del Código Técnico de la Edificación (CTE) establece los requisitos mínimos para garantizar la ventilación higiénica en las viviendas. Este reglamento define los caudales mínimos necesarios para renovar el aire en locales secos (dormitorios, salones, comedores y despachos) y locales húmedos (cocinas, baños, aseos y tendederos).

La normativa clasifica los espacios dentro de una vivienda en dos categorías principales:

Locales secos: Son aquellos donde la acumulación de contaminantes o humedad es limitada, como el dormitorio principal, el resto de los dormitorios y el salón-comedor.

Locales húmedos: Son los espacios donde se producen mayores emisiones de contaminantes o niveles de humedad, como los baños, aseos, la cocina y el tendedero.

Según la tabla 2.1 del HS3, los caudales mínimos exigidos dependen del tipo de local y del número de habitaciones en la vivienda. Estos valores se expresan en litros por segundo (l/s), y deben garantizarse para cumplir con las condiciones de salubridad y confort requeridas.

Para una vivienda con 4 dormitorios, 3 baños, cocina, tendedero y salón-comedor, los caudales mínimos serían los siguientes:

Locales secos: Dormitorio principal: 8 l/s; Resto de dormitorios: 4 l/s por dormitorio adicional (3 dormitorios x 4 l/s = 12 l/s) y Salón-comedor: 10 l/s. Ello nos arroja un total de locales secos de 30l/s.

Locales húmedos: La normativa exige un mínimo total de 33 l/s para viviendas con 3 o más locales húmedos. También establece un mínimo por local de 8 l/s (5 locales x 8 l/s = 40 l/s). Se toma el valor mayor entre estos dos: 40 l/s.

Sumando los caudales calculados para locales secos y húmedos obtenemos 70l/s, que si lo convertimos a metros cúbicos por hora (m³/h) para obtener un dato más habitual en diseño obtenemos 252m³/h. Por tanto, el sistema de ventilación de la vivienda debe ser capaz de renovar un caudal de aire mínimo de 252 m³/h para cumplir con la normativa del HS3.

Cálculo del ahorro de energía:

La fórmula para estimar la energía recuperada es:

Donde:

• Qrecuperado​ = Energía recuperada (kWh/h)
• V˙ = Caudal de aire (m³/h)
• Cp​ = Capacidad calorífica del aire (kJ/m³·°C)
• ΔT = Diferencia de temperatura (°C)
• η = Eficiencia del recuperador (%)

Sustituyendo valores obtenemos un Qrecuperado​=933.15kJ/h. Convertimos de kJ/h a kWh y obtenemos 0.259kWh/h. Por lo tanto, el sistema recupera aproximadamente 0.259 kWh por hora de operación.

Cómo se traduce en euros?

Si asumimos que el sistema funciona 8 horas al día durante 250 días al año, el ahorro energético anual es de 518 kWh/año.

Si el precio de la electricidad hoy es de 0,114 €/kWh, el ahorro económico anual será de 59,05 euros al año. Puede parecer poco frente a un gasto tan elevado como supone la compra e instalación del equipo, pero a ello se le debe sumar varios ahorros difíciles de cuantificar como lo son la disminución en la demanda de calefacción que genera y por tanto el menor gasto en electricidad.

Por otro lado también se produce un impacto en las emisiones de CO₂. Considerando que la producción de electricidad genera aproximadamente 0.4 kg CO₂/kWh, las emisiones evitadas anualmente son de 207.2kg CO₂/año. El planeta nos lo agradecerá.

Y, sobre todo, recordemos que el recuperador de calor es un componente clave dentro de un sistema diseñado específicamente para el ahorro energético. Te recomiendo, por ejemplo, que leas el artículo que he escrito sobre las casas pasivas, donde explico la importancia de este sistema como parte de un enfoque integral para mejorar la eficiencia energética de los edificios.

Espero que esta información te haya sido útil, y te animo a seguir atento, ya que cada día publicaré un nuevo artículo con temas relacionados que podrían ser de tu interés.