ES2898211T3 - Recuperador de calor equilibrado y método para equilibrar un recuperador de calor - Google Patents

Abstract

Recuperador de calor equilibrado, que incluye dos canales de conducción del aire independientes, un canal de impulsión (Supply) a través del cual y por medio de un ventilador (Turb1) succiona aire desde la calle (Outdoor) y lo impulsa hacia el interior de la construcción y un canal de retorno (Exhaust) a través del cual otroa ventilador (Turb2) succiona aire desde el interior de la construcción, expulsándolo al exterior; ambos canales (Supply) y (Exhaust) disponen en su entrada de sendos filtros (Fil1, Fil2) y, en el interior del recuperador, pasan al unísono por un intercambiador (Exch) en el cual, sin mezclarse, el aire que circula en ambos sentidos intercambia su poder calorífico; que incluye además una conexión eléctrica a través de la que se alimentan el intercambiador y los ventiladores (Turb1, Turb2), así como un controlador (Ctrl) que está configurado para controlar la unidad de recuperación de calor, que además comprende: - sendos sensores de presión diferencial (Sen1, Sen2), que determinan la caída de presión en el intercambiador (Exch) en el canal (Supply) y en el canal (Exhaust) respectivamente, cada uno de los cuales dispone de dos puertos de entrada de aire (PDif1, PDif2) y (PDif3, PDif4), orientados a barlovento y situados respectivamente a ambos lados del intercambiador (Exch); caracterizado por que el controlador (Ctrl) está configurado para controlar la velocidad de funcionamiento de los ventiladores (Turb1) y (Turb2) para mantener el caudal de régimen en los respectivos canales (Supply) y (Exhaust) de circulación de aire, que está configurado para recibir una señal eléctrica de cada uno de los sensores de presión diferencial (Sen1, Sen2) que es función de la caída de presión en el intercambiador (Exch) en cada uno de dichos canales (Supply) y (Exhaust) respectivamente; y porque además comprende: - una memoria que está configurada para almacenar una matriz de valores correspondientes al caudal de aire en cada uno de los canales (Supply) o (Exhaust), en función de la presión diferencial que se produce en cada uno los canales del intercambiador (Exch) y de la velocidad de giro del ventilador (Turb1, Turb2) correspondiente, para el tipo de recuperador de calor concreto de que se trate; y - un autómata programable, o un software implementado en el controlador (Ctrl), que está configurado para determinar el caudal de aire que pasa por cada canal en función de la lectura de la presión diferencial en el sensor (Sen1) o (Sen2) correspondiente y, en función de estos valores realiza automáticamente el equilibrado de la instalación asegurando que el caudal de entrada sea igual al de salida en todo momento, o manteniendo en el interior de la construcción la presión deseada, en referencia al exterior, variando para ello la velocidad de funcionamiento de al menos una de los ventiladores (Turb1, Turb2) que impulsan el aire en los canales del recuperador.

Description

DESCRIPCIÓN

Recuperador de calor equilibrado y método para equilibrar un recuperador de calor

Objeto de la invención

Las construcciones modernas, sobre todo las residenciales, poseen un aislamiento térmico excelente, por lo que existe una gran estanqueidad entre el interior de la construcción y la calle, con lo cual la entrada de aire del exterior que renueva el del interior es casi nula y esto provoca que el aire interno se vaya enrareciendo paulatinamente, llegando a hacerse casi irrespirable, si no se renueva.

Tradicionalmente la renovación del aire se efectúa por la apertura de puertas y/o ventanas al exterior, pero en los países de climas fríos, esto produce una bajada de temperatura muy significativa y, por lo tanto, una pérdida en la eficiencia energética que se intenta conseguirse con el aislamiento térmico. Este problema se solventa actualmente mediante equipos llamados recuperadores de calor.

Antecedentes de la invención

Un recuperador de calor consta de dos circuitos o canales de conducción del aire totalmente independientes y estancos entre sí: El llamado canal de impulsión (Supply Channel) a través del cual y por medio de un ventilador o turbina se succiona aire desde la calle y se impulsa hacia el interior de la construcción; y el llamado canal de retorno (Exhaust Channel) en el cual se instala otro ventilador o turbina que succiona aire desde el interior de la construcción, expulsándolo al exterior (a la calle). Ambos canales pasan al unísono por el intercambiador de calor en el cual, a pesar de que jamás se mezclan, el aire que circula en ambos sentidos intercambia su poder calorífico. Por ejemplo, en el invierno, el aire de la calle está mucho más frio que el aire en el interior de la construcción, este aire (el del interior de la construcción), al paso por el intercambiador de calor, pierde parte de su temperatura, aumentando proporcionalmente la de una zona del intercambiador, de forma que el aire que está pasando por el otro canal (desde el exterior, al interior de la construcción) recupera parte de temperatura al contacto con esta parte del intercambiador. En definitiva, el aire que sale de la construcción calienta el aire que entra en la casa por el simple cruce de ambos canales en el intercambiador de calor y si, por ejemplo, la temperatura en la calle es de 0°C y de 22°C en el interior de la construcción, con una eficiencia del intercambiador del 85%, el aire del exterior sería impulsado al interior a 18,7°C. Es preciso reseñar que este aumento de temperatura se consigue al tiempo que se renueva el aire viciado de la casa con el aire limpio de la calle.

El proceso de intercambio de calor también se puede conseguir en verano, particularmente en los países cálidos en los que las temperaturas habitualmente son superiores a 30°C. En estos casos se puede recuperar frío del aire (normalmente acondicionado) del interior de la construcción y refrescar el aire caliente, que entra desde la calle en esta estación cálida. Por supuesto con renovación de aire también.

Actualmente la mayoría de los recuperadores de calor no miden el caudal de aire que entra o que sale de la construcción, por lo que no se puede asegurar que se esté realizando una correcta ventilación o renovación de aire, ya que para ello sería necesario que los dos caudales que pasan (sin mezclarse) por el recuperador de calor sean equivalentes en volumen de aire ya que, si se tiene en cuenta que en las construcciones son estancas, los únicos pasos de aire se realizan a través del recuperador de calor.

Actualmente tampoco se puede asegurar que los caudales de aire de entrada y salida de la construcción en la que se instala el recuperador estén equilibrados. El desequilibrio del recuperador produce efectos de depresión o sobrepresión en el interior de la construcción, lo que conduce a una pérdida de eficiencia energética al mismo tiempo que a la potencial entrada de aire húmedo desde el exterior que provoca condensación en zonas frías de la construcción.

La calibración del caudal de aire de renovación y el equilibrado de la instalación se llevan a cabo actualmente en el momento de la puesta en marcha del recuperador, por parte del personal técnicamente capacitado. Para entender la problemática existente debemos de significar que el aire que entra desde la calle al interior de la construcción por el canal de impulsión (Supply Channel) pasa a través de un filtro colocado en este canal del recuperador de calor y sale por una boca o tubo que conecta la instalación de distribución de aire en el interior de la construcción, formada por tuberías que se ramifican a todos recintos en los que se divide, lo que ocasiona una resistencia a la entrada del aire que es mayor cuanto más pequeños sean los tubos y más complicado su recorrido. Por su parte el aire que sale de la construcción a la calle a través del canal de retorno (Exhaust Channel) se toma habitualmente de los baños o zonas húmedas de la construcción, por lo que la maraña de tubos es normalmente más corta que en los conductos de entrada y pasa también por otro filtro colocado asimismo dentro del recuperador de calor, antes de salir a la calle. En la actualidad, solo pueden ajustarse los caudales de los recuperadores de calor para que estén equilibrados siempre y cuando los conductos de la instalación lo estén también, es decir, cuando las tuberías de los canales de Supply y Exhaust tengan las mismas pérdidas de carga (resistencia al paso del aire por los tubos). La única forma que tiene el instalador de conseguir equilibrar una instalación es usando válvulas de paso que limiten el paso del aire por donde sea excesivo, puesto que no puede aumentarse el caudal del mismo a través del recuperador, lo que ocasiona una pérdida de eficiencia de la instalación.

El origen del problema planteado dimana de la imposibilidad de los recuperadores de calor actuales de conocer los caudales reales que está proporcionando, tanto de entrada como de salida. Curiosamente las únicas dos especificaciones que se necesitan para elegir un determinado recuperador de calor son: la eficiencia energética y el caudal de aire disponible. Los fabricantes obtienen estas especificaciones en laboratorio con unas condiciones de simulación de la instalación externa de 100 Pa, pero la instalación real no coincide obligatoriamente con este valor estándar y, desde luego, no estarán equilibrados los dos canales de ventilación hasta que el instalador los haya equilibrado inicialmente, pero este proceso de equilibrado de la instalación es bastante complejo de llevar a buen fin, ya que el instalador no dispone de una medida fiable de los caudales del aire en cada canal, ya que para medir el caudal total de un canal, es necesario medir cada uno de los caudales parciales en cada recinto y sumarlos. Con los equipos de medida usados por los instaladores, normalmente anemómetros de escasa precisión, las diferentes formas y tamaños de las rejillas de salida del aire que dificultan la correcta medición del caudal, se producen errores en cada medición parcial que oscilan entre el 15% y el 40%; por tanto, a la hora de sumar estos errores parciales, el error de la medición del caudal total puede ser considerable. Además, el método es tedioso y tiene que hacerse varias veces porque no puede predecirse la posición de cada válvula antes de medir los caudales. Con ser el problema de la medición del caudal complicada, no es éste el mayor problema. Una vez que la instalación se ha terminado tiene que funcionar de forma equilibrada durante el resto de su vida útil, siendo aquí donde aparece un problema más grave, ya que los filtros mencionados con anterioridad, que sirven para evitar que el polvo y los componentes volátiles del aire crucen el intercambiador de calor, se ensucian con el transcurso del tiempo y esta suciedad hace que aumente la resistencia al paso del aire a través de ellos, que evidentemente provoca una disminución del caudal. Para empeorar la situación, la suciedad en ambos filtros se genera raramente en la misma proporción y ambos caudales empiezan a ser diferentes y por lo tanto tenemos, con seguridad, un desequilibrio entre ambos canales desde casi el inicio del funcionamiento de la instalación, lo que resulta totalmente contraproducente para la funcionalidad del recuperador de calor. Aunque los filtros se cambien cada cierto tiempo, esta solución no evita que durante mucho tiempo el recuperador de calor esté trabajando de forma desequilibrada.

En la actualidad, los fabricantes han tratado de resolver este problema mediante el uso opcional de detectores de suciedad de los filtros. Éstos detectores son realmente sensores de presión que miden el valor de ésta en cada filtro y lo comparan con uno predeterminado correspondiente al filtro limpio. La mejora es de consideración, pero el recuperador de calor sigue funcionando fuera de equilibrio hasta que el usuario, o instalador, decida cambiar los filtros, ya que no existe ninguna forma automática de reequilibrar los caudales.

Para conseguir equilibrar la instalación debería de medirse el caudal de aire de entrada y de salida del intercambiador, con lo cual no solo se conseguiría este propósito sino también asegurarse de que la instalación está entregando el caudal de aire exigible por las normativas aplicables en cada caso. Para ello se han venido utilizando unos anillos de entrada con curvatura hacia atrás (toberas), cuyo funcionamiento se basa en la aplicación de las ecuaciones de Bernoulli y Continuity, que permiten calcular el flujo a través de una tobera convergente en función de la medición de la caída de presión estática a través de dicha tobera, empleando para ello una ecuación que incluye un factor de calibración de la boquilla (k) que en teoría se mantiene constante, pero que en la práctica sufre unas fluctuaciones hasta de un 30%, que repercuten en la medida del caudal, con un error equivalente. Basado en esta teoría funciona por ejemplo el método y el equipo para determinar el caudal total en una instalación de ventilación con un ventilador de aspiración libre descrito en el documento WO9222790, en el que la entrada o entradas del ventilador están definidas al menos parcialmente periféricamente por una porción de pared de entrada anular que se estrecha en la dirección de entrada, determinándose el caudal del aire por la medición en el lado de succión del ventilador.

En el documento DE3916529 se describe un método para determinar el caudal de un gas en intercambiadores de calor instalados como refrigeradores en vehículos motorizados, en los que fluye un medio líquido a refrigerar a través de los canales de un enfriador, para lo cual se determina la diferencia de presión del lado frontal del enfriador con respecto a la parte posterior del radiador, montando para ello sendas sondas cilíndricas, de pequeñas dimensiones en la parte delantera y trasera del radiador, para medir la pérdida de presión estática a través del radiador. Estas sondas cilíndricas consisten en tubos que están cerrados por un lado y tienen un taladro perpendicular al eje longitudinal, próximo a su extremo cerrado que está paralelo a la cara frontal o posterior del radiador. Por el extremo opuesto de cada uno de estos tubos se monta unas mangueras, a través de las que se elimina la presión a través de unos manómetros que miden la presión de salida a cada lado del radiador. Con la ayuda de una curva que representa la pérdida de presión del caudal de aire de enfriamiento en función del caudal de aire de enfriamiento, para un radiador en particular, se consigue determinar la pérdida de presión y, al buscar el valor de la pérdida de presión medida en la curva, puede leerse el caudal de aire de refrigeración asociado con este valor.

Este método es más preciso que el descrito anteriormente, pero la forma de determinar la diferencia de presión basado en la medida de la presión a uno y otro lado del enfriador y a continuación hallar la diferencia de presión, resulta aún muy impreciso y por tanto puede acarrear errores significativos porque al error en la medida de la presión en un lado hay que sumarle el existente en la medida de presión al otro lado, con lo cual siempre existe un error doble. Si esto los trasladamos a un recuperador de calor en el que es necesario medir el caudal de entrada y el de salida, es fácil deducir que el error esperado en una medida habrá que multiplicarlo por 4 para hallar el error final esperado en una instalación de este tipo.

Otro de los problemas que se observan en las instalaciones de recuperadores de calor existentes es la falta de protección ante la congelación del rotor del intercambiador.

Descripción de la invención

La invención proporciona un equipo recuperador de calor que emplea un método para medir el caudal de aire de entrada (Supply) y del caudal de aire de salida (Exhaust), con mayor precisión que cualquiera de los existentes, lo que permite conseguir además que la instalación en la que se monta esté equilibrada permanentemente y de forma automática. Para ello calcula directamente la pérdida de presión en cada uno de los canales y, en base a dicha pérdida determina el caudal de aire que atraviesa el recuperador por los canales de entrada y de la salida, con lo cual se resuelven dos de los problemas planteados: conocer el caudal de aire de renovación de la instalación y equilibrarla de forma automática, para mantener en el interior de la construcción la presión deseada, en referencia al exterior.

El recuperador propuesto también permite detectar el inicio del proceso de congelación en el rotor del intercambiador, ya que cuando esta circunstancia comienza a producirse, se produce un aumento casi instantáneo de la presión en el rotor del intercambiador, en el que se está midiendo la presión en los dos conductos que lo atraviesan, lo que permite adoptar una estrategia para impedir este efecto tan negativo para el funcionamiento del equipo.

Con el fin de alcanzar los objetivos propuestos y evitar los inconvenientes mencionados en los equipos anteriores, la invención propone un equipo con las características de la reivindicación 1.

Para mejor comprensión de estas y otras características de la presente invención, la descripción siguiente se efectúa apoyo de los dibujos que acompañan al final de la presente memoria descriptiva, que muestran un ejemplo de realización de la invención. En estos dibujos se ha representado lo siguiente:

- Fig. 1 muestra un esquema de un recuperador de calor equilibrado realizado según la invención.

- Fig. 2 representa esquemáticamente uno de los sensores de presión diferencial (Sen1) empleado en este equipo.

- Fig. 3 representa las curvas obtenidas en el proceso de caracterización de un modelo de recuperador de color.

En la Fig.1 se aprecia la estructura de un recuperador de calor que, como es habitual, consta de dos circuitos o canales de conducción del aire totalmente independientes y estancos entre sí. Por un lado, el llamado canal de impulsión (Supply) a través del cual y por medio de un ventilador o turbina (T urb1) se succiona aire desde la calle (Outdoor) y se impulsa hacia el interior de la construcción. Por otro lado, el denominado canal de retorno (Exhaust) en el cual se instala otro ventilador o turbina (Turb2) que succiona aire desde el interior de la construcción, expulsándolo al exterior. Ambos canales pasan al unísono por un intercambiador de calor (Exch) en el cual, sin mezclarse, el aire que circula en ambos sentidos intercambia su poder calorífico. Tanto a la entrada del canal de impulsión, como del de retorno se colocan sendos filtros (Fil1, Fil2) que evitan que el polvo y los componentes volátiles del aire crucen el intercambiador de calor (Exch) en cualquier dirección.

Según una importante característica de la invención, para medir el caudal de aire que circula por ambos canales, lo que nos va a permitir también equilibrar el recuperador, se colocan sendos dispositivos destinados a medir la pérdida de presión que se produce en el aire al atravesar el intercambiador, en cada uno de los canales. Cada uno de estos dispositivos (ver Fig. 2) está constituido por un sensor de presión diferencial (Sen1, Sen2), que determina la caída de presión en el intercambiador (Exch) en el canal en el canal (Supply) y (Exhaust) respectivamente. Cada sensor (Sen1, Sen2) incorpora dos puertos de entrada de aire (PDif1, PDif2) para el sensor (Sen1) y (PDif3, PDif4) para el sensor (Sen2), orientados a barlovento y situados respectivamente a ambos lados del intercambiador (Exch).

El recuperador de calor es un equipo que incorpora también la electrónica necesaria para su funcionamiento, así como un controlador (Ctrl) a través del cual se regula la velocidad de funcionamiento de los ventiladores (Turb1) y (Turb2) necesarias para mantener el caudal de régimen en los respectivos los canales (Supply) y (Exhaust) de circulación de aire. Este controlador (Ctrl) recibe para ello una señal eléctrica de cada uno de los sensores de presión diferencial (Sen1, Sen2) que determinan la caída de presión que se produce en el intercambiador (Exch) en cada uno de los canales (Supply) y (Exhaust) respectivamente. Así mismo, el controlador incluye una matriz de valores guardada en su memoria en la que se han almacenado los valores de la presión diferencial en correspondencia al caudal de aire, en cada uno de los canales (Supply) o (Exhaust), para el tipo de recuperador de calor concreto de que se trate.

El controlador determina por tanto de forma precisa el caudal de aire en cada canal, en función de la lectura de la presión diferencial en el sensor (Sen1) o (Sen2) correspondiente. Consecuentemente, también realiza el equilibrado de la instalación asegurando que el caudal de entrada sea igual al de salida en todo momento, o para mantener en el interior de la construcción la presión deseada, en referencia al exterior.

Para confeccionar la citada matriz de valores, representada en la Fig. 3, se comienza por elaborar una tabla “característica” para cada modelo de recuperador de calor, en un laboratorio especializado. En esta tabla se representan los valores de pérdida de presión (Pa) en función de caudal de aire (m3/h) que circula a través de cada uno de canales del intercambiador (Exch), realizando un número de medidas con distintos caudales de aire. Para ello se pone en funcionamiento el equipo y se mide el caudal externamente con equipos de precisión y se repite el proceso variando el caudal de entrada por medio de sendas válvulas colocadas en los conductos de entrada, sin variar la velocidad de los ventiladores (Turb1, Turb2), con lo cual se consiguen una serie de entradas en dicha tabla. Lógicamente a mayor número de medidas, más entradas obtendremos en dicha tabla y mayor precisión se logrará con este método.

Se consigue de esta forma una tabla de valores, en la que se obtiene un valor de caudal para cada pérdida de presión medida en el intercambiador (Exch) por medio de los respectivos sensores (Sen1, Sen2).

Para aumentar la precisión del método, se repite el proceso varias ocasiones, variando para ello la velocidad de los ventiladores (Turb1, Turb2) impulsoras de aire en cada proceso, por ejemplo con velocidades de ventilador desde el 40% hasta el 100%, en sucesivos pasos variando un 10% dicha velocidad. Esta reiteración en la elaboración de sucesivas tablas se realiza porque se han observado pequeñas variaciones, para el mismo caudal (relacionado con la pérdida de carga de la instalación),en la pérdida de presión, dependiendo de la velocidad del ventilador, que pueden llegar a un 10% en el caso más extremo. Se obtiene finalmente una matriz de valores, que nos proporciona en base a la velocidad de cada ventilador y del caudal, la caída de presión que se produce en cada canal del recuperador.

La matriz obtenida se almacena en la memoria de un autómata programable, o bajo control de un software de gestión del controlador (Ctrl), recalcando en este punto, que cada modelo de recuperador tiene una matriz de valores distinta, que se obtiene durante el proceso de la caracterización en el laboratorio. En el funcionamiento del recuperador, el controlador lee constantemente, cada 1 milisegundo por ejemplo, el valor de la pérdida de presión del aire que circula a través de los canales de entrada y de salida de aire (Supply y Exhaust) a través del intercambiador y en función de este dato y de la velocidad del ventilador correspondiente (Turb1, Turb2), utilizando la matriz obtenida para ese modelo en el laboratorio, que está almacenada en su memoria, determina instantáneamente el caudal de aire que se corresponde a ese valor de pérdida de presión, que consecuentemente circula en ese instante por cada canal.

Entre las ventajas de la invención cabe destacar que no solo se asegura que el caudal de aire entregado es el reglamentario para la instalación correspondiente, también se garantiza que existe un equilibrio entre los dos caudales de aire (Supply, Exhaust), en todo momento e independientemente del estado de suciedad de la instalación y de los filtros (Filt1, Filt2) situados a la entrada de ambos conductos.

La puesta en servicio de la instalación se efectúa de forma automática; para ello el controlador (Ctrl) realiza un “barrido” de todas las velocidades para las cuales existe un valor de calibración en cada ventilador (Turb1, Turb2) de impulsión de aire y mide los valores de pérdida de presión en cada uno de los sensores de presión instalados (Sen1, Sen2), empleando estos valores como variables de entrada en la matriz almacenada en el propio controlador o en una memoria asociada al mismo para determinar el caudal de aire a través del canal correspondiente del intercambiador. En este proceso de barrio elabora una nueva tabla, que relaciona el valor de caudal en cada canal (Supply, Exhaust) en función de la velocidad del ventilador (Turb1, Turb2) correspondiente en el momento de la instalación, que almacena también en una memoria.

El controlador dispone de un medio de comunicación para informar del estado de suciedad de los filtros (Fil1, Fil2) del recuperador, para ello compara la velocidad que tienen que tener en un momento dado cada una de los ventiladores (Turb1, Turb2) para alcanzar el caudal de régimen, con la que tenían en el momento de la instalación, cuando los filtros están limpios. Cuando el valor requerido sobrepasa un cierto valor preestablecido, lo que viene a significar que el filtro correspondiente se encuentra colmatado y requiere sustitución, informa al usuario a través de un piloto o cualquier otro medio visual o sonoro.

Esta operación se efectúa periódicamente de forma automática (por ejemplo, cada 15 días) y se comparan los valores obtenidos con los almacenados en el momento de puesta en servicio del recuperador de calor. Normalmente en cada nuevo proceso de calibración automática se obtienen valores de caudal menores que en el anterior, básicamente debido al incremento de suciedad de los filtros de aire; con un cálculo sencillo, el recuperador de calor sabe el tanto por ciento de suciedad de cada uno de los filtros, independientemente de que continúa adecuando la velocidad de los ventiladores para que ambos caudales continúen equilibrados pese a la suciedad (normalmente diferente) de los filtros.

El recuperador de calor utiliza también la información adquirida durante el proceso de instalación/calibración, para equilibrar los dos canales de ventilación sin necesidad de que el instalador tenga que ajustar con válvulas externas los dos caudales; simplemente lo lleva a cabo bajando la velocidad del ventilador que está produciendo mayor caudal en la instalación hasta que se equilibra con el de menor caudal. Esto revierte en un ahorro importante de energía comparado con el sistema tradicional de aumentar las pérdidas de carga para ajustar los caudales.

El controlador (Ctrl) del recuperador de calor detecta también cuando se produce un aumento repentino de la presión en el rotor del intercambiador (Exch), ya que se está midiendo en los dos canales que lo atraviesan (Supply, Exhaust). Esta circunstancia determina que se trata del inicio del proceso de congelación en el rotor del intercambiador, y adopta una estrategia para impedir este efecto tan negativo para el funcionamiento del equipo. Una de las ventajas de una instalación equilibrada es que genera una zona de confort climático adecuada y evita las pérdidas de eficiencia por depresión o sobrepresión, con los problemas añadidos de ruidos del aire entrando/saliendo por las rendijas y su contenido de humedad que tiende a depositarse en las superficies frías; al tiempo que garantiza el mínimo consumo de energía para cada Instalación.

El conocimiento del caudal real que produce el recuperador de calor es de gran utilidad para muchos otros procesos internos del controlador del recuperador de calor, todos ellos conducentes al ahorro de energía y, por tanto, al aumento de la eficiencia energética. Por ejemplo, sabiendo el caudal real, se puede aquilatar de forma muy precisa la potencia necesaria en una resistencia de calefacción auxiliar que incorporan los recuperador de calor.

También puede llegar a saberse, mediante procesos internos de software, el consumo real de energía de un equipo recuperador de calor relacionado con su eficiencia energética.

Claims (8)

REIVINDICACIONES

1. - Recuperador de calor equilibrado, que incluye dos canales de conducción del aire independientes, un canal de impulsión (Supply) a través del cual y por medio de un ventilador (Turb1) succiona aire desde la calle (Outdoor) y lo impulsa hacia el interior de la construcción y un canal de retorno (Exhaust) a través del cual otroa ventilador (Turb2) succiona aire desde el interior de la construcción, expulsándolo al exterior; ambos canales (Supply) y (Exhaust) disponen en su entrada de sendos filtros (Fil1, Fil2) y, en el interior del recuperador, pasan al unísono por un intercambiador (Exch) en el cual, sin mezclarse, el aire que circula en ambos sentidos intercambia su poder calorífico; que incluye además una conexión eléctrica a través de la que se alimentan el intercambiador y los ventiladores (Turb1, Turb2), así como un controlador (Ctrl) que está configurado para controlar la unidad de recuperación de calor, que además comprende:

- sendos sensores de presión diferencial (Sen1, Sen2), que determinan la caída de presión en el intercambiador (Exch) en el canal (Supply) y en el canal (Exhaust) respectivamente, cada uno de los cuales dispone de dos puertos de entrada de aire (PDif1, PDif2) y (PDif3, PDif4), orientados a barlovento y situados respectivamente a ambos lados del intercambiador (Exch);

caracterizado por que el controlador (Ctrl) está configurado para controlar la velocidad de funcionamiento de los ventiladores (Turb1) y (Turb2) para mantener el caudal de régimen en los respectivos canales (Supply) y (Exhaust) de circulación de aire, que está configurado para recibir una señal eléctrica de cada uno de los sensores de presión diferencial (Sen1, Sen2) que es función de la caída de presión en el intercambiador (Exch) en cada uno de dichos canales (Supply) y (Exhaust) respectivamente; y porque además comprende:

- una memoria que está configurada para almacenar una matriz de valores correspondientes al caudal de aire en cada uno de los canales (Supply) o (Exhaust), en función de la presión diferencial que se produce en cada uno los canales del intercambiador (Exch) y de la velocidad de giro del ventilador (Turb1, Turb2) correspondiente, para el tipo de recuperador de calor concreto de que se trate; y

- un autómata programable, o un software implementado en el controlador (Ctrl), que está configurado para determinar el caudal de aire que pasa por cada canal en función de la lectura de la presión diferencial en el sensor (Sen1) o (Sen2) correspondiente y, en función de estos valores realiza automáticamente el equilibrado de la instalación asegurando que el caudal de entrada sea igual al de salida en todo momento, o manteniendo en el interior de la construcción la presión deseada, en referencia al exterior, variando para ello la velocidad de funcionamiento de al menos una de los ventiladores (Turb1, Turb2) que impulsan el aire en los canales del recuperador.

2. - Recuperador de calor, según la reivindicación 1, caracterizado por que la matriz que determina el caudal de aire que pasa por cada canal en función de la lectura de la presión diferencial en el sensor (Sen1) o (Sen2) correspondiente, que se almacena en una memoria que es accesible desde un autómata o desde el controlador (Ctrl) del equipo, es única para cada modelo de recuperador y se obtiene durante un proceso de la caracterización realizado en un laboratorio, donde se elabora tomando medidas de presión diferencial existentes en los dos sensores (Sen1, Sen2), colocados en los respectivos canales de entrada y de salida de aire (Supply y Exhaust), durante diferentes regímenes de caudal y de velocidad de los ventiladores (Turb1, Turb2), en cada uno de los canales de ese concreto recuperador.

3. - Recuperador de calor, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que en la memoria del equipo se almacena una segunda tabla o matriz obtenida durante el proceso de puesta en servicio del equipo, en la que se relaciona el valor de caudal en cada canal (Supply, Exhaust), obtenido a través de los valores de pérdida de presión medida por cada uno de los sensores de presión (Sen1, Sen2) de cada canal, en función de la velocidad del ventilador (Turb1, Turb2) correspondiente, en el momento de la instalación; tabla que se utiliza para comparar la velocidad existente en un momento dado en cada una de los ventiladores (Turb1, Turb2) para alcanzar el caudal de régimen, con la que tenían en el momento de la instalación, cuando los filtros están limpios, para determinar el grado de colmatación de los filtro (Fil1, Fil2), o si requieren sustitución, advirtiendo de ello al usuario a través de un medio de comunicación asociado al controlador (Ctrl) del equipo.

4. - Recuperador de calor, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el controlador (Ctrl) que está también configurado para utilizar la información adquirida durante el proceso de instalación, para equilibrar los dos canales de aire bajando la velocidad del ventilador que está produciendo mayor caudal en la instalación hasta que se equilibra con el ventilador de menor caudal.

5. - Recuperador de calor, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el controlador (Ctrl) está configurado para detectar cualquier aumento repentino de la presión en el rotor del intercambiador (Exch), que está midiendo constantemente en los dos canales que lo atraviesan (Supply, Exhaust) a través de los respectivos sensores de presión diferencial (Sen1, Sen2), y configurado para adoptar una estrategia para impedir un posible proceso de congelación en el rotor del intercambiador.

6. - Método para equilibrar un recuperador de calor, que comprende:

- una primera fase de caracterización de cada modelo de recuperador, en la que se confecciona una matriz que representan los valores de pérdida de presión en cada uno de los canales del recuperador, en función del caudal de aire que circula a través de cada uno de los canales del mismo y de la velocidad de los ventiladores (Turb1, Turb2) que impulsan el aire en los respectivos canales;

- una fase que se desarrolla constantemente durante el régimen de funcionamiento del equipo, en la que:

- se mide, a través de sendos sensores de presión diferencial (Sen1, Sen2), la caída de presión en el intercambiador (Exch) en los respectivos canales (Supply) y (Exhaust), del recuperador; - a partir de la presión diferencial medida, se extrae de la matriz de valores elaborada en la fase primera de caracterización del aparato el caudal de aire que circula por cada uno de los canales (Supply) o (Exhaust), para el tipo concreto de recuperador de calor de que se trate; y - en función del caudal de aire que pasa por cada canal, automáticamente se varía la velocidad de giro de al menos una de los ventiladores (Turb1, Turb2) existentes en cada canal del recuperador, para que el caudal de aire a través del mismo se corresponda con el establecido para esa instalación concreta y para que exista un equilibrio, asegurándose de que el caudal de entrada es igual al de salida en todo momento, o que es tal que se mantiene en el interior de la construcción la presión deseada, con respecto al exterior.

7. - Método, según la reivindicación 6, caracterizado por que incluye una fase de puesta en servicio del equipo en la que:

- se realiza un barrido de todas las velocidades de los ventiladores (Turb1, Turb2) de impulsión de aire para las cuales existe un valor de calibración,

- se miden los valores de pérdida de presión en cada uno de los sensores de presión instalados (Sen1, Sen2), para, en base a ellos, determinar el caudal de aire a través del canal correspondiente del intercambiador, encontrado en la matriz elaborada durante la caracterización del equipo;

- obtención de una tabla que relaciona el valor de caudal en cada canal (Supply, Exhaust) en función de la velocidad del ventilador (Turb1, Turb2) correspondiente en el momento de la instalación, que almacena en una memoria;

y una fase que se desarrolla constantemente durante el régimen de funcionamiento del equipo, en la que se compara la velocidad que tienen que tener en un momento dado cada una de los ventiladores (Turb1, Turb2) para alcanzar el caudal de régimen con la que tenían en el momento de la instalación, para determinar el grado de colmatación de los filtros (Filt1, Fil2) colocados en cada uno de los canales (Supply, Exhaust) del equipo.

8. - Método, según la reivindicación 6, caracterizado por que incluye la fase que se desarrolla constantemente durante el régimen de funcionamiento del equipo, incluye una etapa de detección de un aumento repentino la presión en el rotor del intercambiador (Exch), que está midiendo en los dos canales que lo atraviesan (Supply, Exhaust), que determinaría el inicio de un proceso de congelación en el rotor del intercambiador.