Elegir entre HRV y ERV

Jun 01, 2023

Sinopsis: Cuando se trata de elegir entre ventiladores con recuperación de calor (HRV) y ventiladores con recuperación de energía (ERV), hay una multitud de factores a considerar, incluido el clima en el que está construyendo, el tamaño y la estanqueidad de la casa, y el número de ocupantes y sus hábitos de vida. Este artículo completo ofrece un resumen de las diferencias entre HRV y ERV y cuál es más aplicable para satisfacer las demandas de su hogar.

A Jack Hébert, fundador del Centro de Investigación de Viviendas para Climas Fríos, se le atribuye una frase que se está volviendo cada vez más familiar para los constructores de alto rendimiento: "Construya herméticamente, ventile bien". En resumen, a medida que las casas se vuelven más estrechas y mejor aisladas, aumenta la necesidad de contar con viviendas bien diseñadas.Ventilacion mecanica se vuelve más importante. En su forma más simple, esto significa usar ventiladores de cocina y baño para eliminar el aire húmedo o cargado de partículas. En este enfoque de extracción únicamente, el aire exterior llega al edificio a través de huecos en el cerramiento del edificio. La ventilación de suministro funciona al revés: los ventiladores traen aire fresco a la casa, pero no hay un camino exclusivo para que salga el aire interior viciado. Ambos enfoques son económicos si le preocupa el costo inicial, pero carecen del rendimiento y la eficiencia a largo plazo de un sistema de ventilación equilibrado que incluya unVFCoERV.

Un sistema de ventilación equilibrado combina de forma inteligente la ventilación de aire de escape y de suministro para mantener la presión del aire sin aumentar drásticamente el consumo total de energía. Ese consumo de energía incluye tanto la electricidad para hacer funcionar el HRV o ERV como la energía necesaria para acondicionar el suministro de aire. Un ventilador de recuperación de calor, o HRV, y un ventilador de recuperación de energía, o ERV, son similares en que tienen un núcleo a través del cual viajan tanto el aire entrante como el saliente para transferir energía térmica y, en el caso de los ERV, humedad.

Decidir qué sistema es el adecuado para su proyecto depende de varios factores, incluido el clima en el que está construyendo, el tamaño y la estanqueidad de la casa, y la cantidad de ocupantes y sus hábitos de vida. Junto con un sistema de distribución eficiente, la ventilación equilibrada mejorará el confort y la calidad del aire interior de su hogar y minimizará el gasto energético para calentarlo y enfriarlo.

Desafortunadamente, no existe una solución única para la ventilación mecánica, por lo que nos comunicamos con los principales expertos en ventilación y calidad del aire interior para ayudarlo a comprender los sistemas de ventilación basados ​​en HRV y ERV, así como para reducir las opciones para un sistema HRV o ERV que satisfará las demandas únicas de su hogar.

Determinar cuánto aire fresco debe ser capaz de proporcionar un sistema de ventilación depende de muchos factores y puede causar dolor de cabeza incluso a los expertos. El Código Residencial Internacional (IRC) exige que los edificios con tasas de fuga de aire inferiores a 5 ACH50 tengan ventilación mecánica en toda la casa, pero los estándares sobre exactamente cuánta ventilación se necesita están evolucionando.

El punto de referencia para la ventilación mecánica es la norma ASHRAE 62.2. En las versiones anteriores a 2013, requería un suministro de aire de 0,01 cfm (pies cúbicos por minuto) de aire de ventilación por pie cuadrado más 7,5 cfm por ocupante; en el lado del escape, requería 25 cfm de ventilación continua en las cocinas (100 cfm suministrados de forma intermitente) y 20 cfm en el baño para los ventiladores funcionando continuamente (50 cfm para funcionamiento intermitente). En las versiones de 62.2 publicadas después de 2013, los requisitos de suministro de aire se triplicaron a 0,03 cfm de aire de ventilación por pie cuadrado (más 7,5 cfm por ocupante), mientras que los mínimos de aire de escape siguieron un nuevo cronograma en la cocina, dependiendo de si se utilizó una campana extractora. se utilizó. Los requisitos de la Casa Pasiva son aún más exigentes.

Los científicos de la construcción están divididos sobre si los cambios fueron una buena idea. Algunos expertos sostienen que incluso los requisitos antiguos eran demasiado altos porque tendían a generar una alta humedad interior en climas húmedos, lo cual es una gran preocupación.

"Depende mucho de lo que esté sucediendo en ese edificio y de lo que estén haciendo los ocupantes", dijo Cramer Silkworth deIngeniería Baukraft . “Es difícil definir una fórmula específica para mantener una buena calidad del aire. Más aire fresco es mejor, especialmente ahora con todas las preocupaciones de Covid, pero está el gasto de energía y especialmente el control de humedad que hay que agregar a esos sistemas. Entonces, hasta que tengamos libredeshumidificacióny la calefacción, la refrigeración y la filtración en todos estos sistemas es una especie de batalla entre esos dos factores: se necesita suficiente pero no demasiado, y es realmente difícil decir cuáles son esos niveles”.

Las tasas de ventilación requeridas por el código en la jurisdicción en la que está construyendo son simplemente los requisitos mínimos de ventilación, pero un HRV o ERV debe considerarse como parte de un sistema HVAC completo, incluida la deshumidificación.

Al decidir entre un ERV o un HRV para la ventilación de toda la casa, un ERV es la mejor opción en la mayoría de los casos y climas de América del Norte. Sin embargo, en la decisión influyen varios factores, entre ellos el resto de sistemas mecánicos de la vivienda. La consideración principal deben ser las necesidades de control de la humedad del hogar, especialmente cuando se desea controlar cierto grado de humedad relativa. Tanto en invierno como en verano, los ERV generalmente hacen un mejor trabajo al mantener cómodos los niveles de humedad interior debido a la recuperación de calor latente que se produce.

Dicho esto, cuanta más gente haya en tu casa, más humedad generarán. Un ERV es mejor para controlar la humedad cuando el objetivo no es simplemente eliminar el exceso de humedad. A menudo se necesita un deshumidificador central o independiente durante los meses húmedos del verano. Del mismo modo, en una casa hermética, la humedad y la humedad suelen ser una preocupación más apremiante que la pérdida de calor, y un ERV es la opción correcta cuando se desea abordar ambas.

Tanto los HRV como los ERV explotan la segunda ley de la termodinámica, en el sentido de que la transferencia de calor se produce espontáneamente desde cuerpos de mayor temperatura a otros de menor temperatura, pero nunca espontáneamente en la dirección inversa. Un HRV o ERV es una caja de metal que contiene ventiladores (ya sean de velocidad única, de varias velocidades o de velocidad variable) y cuatro puertos. En el interior hay un núcleo de intercambiador de calor que parece pilas de material corrugado que permite la transferencia de calor y permite que el aire entrante y saliente se crucen sin mezclarse realmente (para que el aire viciado o lleno de partículas no regrese a la casa). . Un diseño menos común cambia el núcleo del intercambiador de calor por una bomba de calor, pero la función (transferir energía térmica entre corrientes de aire separadas) es la misma.

Durante la temporada de calefacción, un HRV transfiere parte del calor de la corriente de aire de escape al aire entrante. Esto tiene lugar en el intercambiador de calor del HRV. Por lo tanto, su caldera o bomba de calor no tiene que trabajar tan duro para calentar el aire a la temperatura interior. No es una transferencia de energía uno a uno, pero es más eficiente (aunque esté usando electricidad para alimentar el HRV) que simplemente introducir aire frío. La transferencia de calor se invierte durante la temporada de enfriamiento. Esta transferencia de energía es lo que los ingenieros llaman "recuperación de calor sensible".

Los ERV se vuelven más complicados. En un ERV hay un intercambio de calor sensible pero también de humedad. Los ingenieros se refieren a este intercambio de humedad como "recuperación de calor latente". En lugar de un intercambiador de calor de aluminio o polipropileno impermeable al vapor, un ERV suele tener un núcleo hecho de un polímero permeable al vapor. El núcleo de polímero permite el paso de algo de humedad entre el aire de escape y el de reposición, aunque sigue siendo impermeable al aire, por lo que las corrientes de aire no se mezclan.

Para cumplir con los requisitos de ventilación de ASHRAE mencionados anteriormente, se necesita un apartamento de tres dormitorios y 2000 pies cuadrados. Una casa normalmente necesitaría un sistema con una capacidad de entre 90 y 100 cfm, según Brian Ault, ingeniero de diseño senior de Positive Energy, una firma consultora de sistemas mecánicos. La recuperación de calor sensible en un HRV promedia alrededor del 70% (pero puede llegar hasta el 95%). En un ERV, se produce una cierta cantidad de recuperación de calor sensible (pero algo menos que en un HRV, aunque el número exacto variará según el fabricante y el modelo) y, además, la recuperación de "calor latente", que es una medida de humedad. transferencia—generalmente está entre 40% y 60%, por lo que aproximadamente la mitad de la diferencia de humedad en las dos corrientes de aire se transferirá a través del núcleo.

Los sistemas HRV y ERV deben probarse y ajustarse después de su instalación para asegurarse de que funcionan según lo diseñado, y los filtros deben cambiarse periódicamente. Los núcleos de ERV eventualmente se obstruyen con aceite, células de la piel, cabello y polvo y deben reemplazarse cada cuatro a 12 años. Un núcleo HRV menos complicado debería durar un par de décadas sin ningún mantenimiento importante. Cuando se llena de polvo, el propietario puede simplemente limpiarlo con aire comprimido. Enrico Bonilauri de EMU Systems, una firma consultora de Passive House, también menciona que las únicas piezas móviles en un HRV o ERV son los ventiladores, por lo que no hay mucho que desgastarse. Los núcleos pueden durar décadas siempre que los filtros se cambien a tiempo.

Un HRV puede ser una buena opción para hogares en climas mixtos o con inviernos fríos, pero siempre hay otros factores a considerar. Además de dónde vives, también se trata de cómo vives. Un HRV será más eficaz para eliminar el exceso de humedad interior de manera eficiente en climas fríos de invierno, porque a medida que un HRV extrae el aire viciado de la casa, también se elimina la humedad dentro de ese aire.

El exceso de humedad interior, especialmente en los meses de invierno, puede ser el resultado de la cantidad de personas y los tipos de actividades que se realizan dentro del hogar. Las familias numerosas y activas pueden producir mucha humedad como resultado del ejercicio, la cocina y la ducha. O el exceso de humedad podría estar relacionado con el hecho de que las casas modernas tienden a ser más herméticas y, por lo tanto, retienen la humedad. Las casas más antiguas suelen tener más fugas y tienden a secarse más rápido, lo que significa que un ERV probablemente sea una mejor opción para controlar los niveles de humedad interior.

La decisión de elegir un HRV o ERV depende en gran medida del lugar donde vive. Históricamente, los HRV eran más comunes en casas de climas más fríos porque la principal preocupación era la cantidad de energía térmica que se podía ahorrar y la humedad se consideraba un problema secundario. Las unidades más eficientes del mercado capturan más del 90 % del calor de la corriente de aire saliente y lo transfieren al aire entrante; en ambientes realmente fríos, eso es una gran ventaja. Los ERV generalmente se especificaban en lugares con veranos calurosos y húmedos porque un ERV trae menos humedad del exterior que un HRV.

"Es una cantidad apreciable de energía latente cuando hay una diferencia legítima entre los niveles de humedad interior y exterior", dijo Ault. “En el norte, el exterior está muy seco durante cuatro o cinco meses del año en invierno. En verano, a veces es más o menos lo mismo que dentro de casa. Más al sur, eso cambia”.

En las zonas húmedas del país (el sudeste de EE. UU.), el funcionamiento de un ERV durante el verano no reduce la humedad interior. En realidad, un ERV aumentará la humedad relativa interior porque el aire exterior no elimina toda su humedad en su camino hacia el interior. Pero el problema sería peor si se instalara un HRV porque no hay transferencia de humedad en un HRV. Aunque los niveles de humedad aumentarán cuando el ERV esté en funcionamiento, el aire viciado del interior se está expulsando y se está introduciendo aire fresco del exterior. En un sistema HVAC bien diseñado, un deshumidificador o un aire acondicionado pueden lidiar con el exceso de humedad.

Está claro que este debate no tiene nada de sencillo. Una casa pequeña con muy pocas fugas de aire y muchos habitantes puede tener una alta humedad interior que puede ser un problema en invierno. Una HRV puede hacerlo más cómodo. Pero una casa grande y con goteras en un clima frío puede estar ya muy seca durante el invierno, por lo que un ERV ayudará a evitar que se seque demasiado al retener la poca humedad que hay en el aire.

Además, los ERV han sido más caros que los HRV en el pasado, pero la diferencia de precio entre los dos se está reduciendo, y los diseñadores están reconociendo la importancia de capturar la humedad en el invierno, dando un impulso a los ERV incluso en áreas donde alguna vez dominaron los HRV. La instalación de un HRV también se complica por el hecho de que debe orientarse de una manera específica para que los drenajes de condensado funcionen correctamente. Alternativamente, se puede instalar un ERV en cualquier orientación. Y, en un clima frío, es más probable que los HRV se congelen, lo que requiere un ciclo de descongelación.

Cuando el uso de energía es una preocupación principal al elegir entre un HRV y un ERV, es necesario evaluar los demás sistemas mecánicos HVAC de una casa. "Un HRV se utiliza para ahorrar energía", comparte Nick Agopian, vicepresidente de ventas y marketing de RenewAire. “Pero un ERV también se utiliza para reducir los costos de capital de los equipos [de aire acondicionado o deshumidificación]. Si la humedad se mantiene igual y aún hay que deshumidificar, no se puede reducir [el equipo de calefacción y refrigeración]. Lo único que estás haciendo es ahorrar una parte de esa energía, pero tu equipo de capital aún debe ser del mismo tamaño y tiene que trabajar duro para deshumidificar ese aire”.

La transferencia de calor en un ERV normalmente no es tan buena como en un HRV, afirma. Y a medida que el rendimiento energético latente de un ERV aumenta al hacer que el núcleo de polímero sea más grueso, el rendimiento térmico disminuye. Sin embargo, la marea parece estar inclinándose cada vez más hacia los ERV en la mayoría de los casos.

“La decisión entre un ERV y un HRV debería basarse en el ERV la mayor parte del tiempo”, dice Allison Bailes III, consultora de energía con sede en Georgia. “En un clima cálido y húmedo, un ERV aporta menos humedad exterior que un HRV. (Un ERV no es un deshumidificador. Aún así aumenta la carga latente en la casa). En un clima cálido y seco, un HRV hará que el aire ya seco sea aún más seco. En un clima frío, traer aire exterior sin intercambio de humedad puede resultar en una humedad extremadamente baja en invierno. Sólo en climas templados como la costa oeste de América del Norte los HRV tienen sentido... a veces”.

Bailes compartió que la ocupación es otro factor a considerar. "Cuanto mayor sea la densidad de personas en un espacio, más será necesario reducir la humedad interior y secar el aire con un HRV", dijo. “Un apartamento o condominio pequeño y hermético con dos o tres personas, por ejemplo, puede tener un interior demasiado húmedo con un ERV.

“Otra razón por la que la gente elige los HRV es que son más eficientes en la transferencia de calor que los ERV. ¿De qué sirve tener ventilación de alta eficiencia si al final le crece moho? La forma principal de elegir entre un ERV y un HRV es comprender las necesidades de control de humedad del espacio que se está ventilando”.

Hay dos opciones principales para canalizar un ERV o un HRV. Puede utilizar los conductos existentes para integrarlos en el sistema de aire forzado. Pero si no tiene conductos existentes o su objetivo principal es la eficiencia, puede instalar conductos dedicados específicamente para la unidad HRV o ERV.

Si bien ambos sistemas funcionan para extraer el aire viciado y suministrar aire fresco, un sistema de conductos dedicado se considera la mejor opción para una ventilación general equilibrada con un uso mínimo de energía. La conexión a un sistema existente requiere un cableado de enclavamiento entre el HRV o ERV y el calefactor para mantener el ventilador en funcionamiento y distribuir el aire por toda la casa. El resultado sacrifica la eficiencia en favor de la ventilación de toda la casa. Una alternativa al cableado de enclavamiento es una compuerta motorizada que se cierra cuando se apaga el ventilador del calefactor, evitando el calefactor y dirigiendo el aire fresco desde el HRV o ERV hacia la casa a través del respiradero de aire de retorno. Este es un enfoque más eficiente desde el punto de vista energético, pero el aire fresco no se distribuye por toda la casa mientras se desvía la caldera, lo que hace que la opción de conducto independiente sea ideal.

Sistema dedicado

Sistema de aire forzado

Los sistemas de distribución de aire para HRV y ERV pueden variar. En un extremo de la escala se encuentran los sistemas que incluyen conductos de suministro y escape dedicados a habitaciones clave de la casa, separados de cualquier otro conducto de HVAC. Esto garantiza una fuente constante y bien distribuida de aire exterior limpio, pero con un coste de material e instalación relativamente alto. Otros sistemas son menos complejos e incluso pueden utilizar conductos HVAC existentes para distribuir el aire exterior. Los HRV o ERV sin ductos son otra opción, especialmente útiles si no tienes ningún conducto existente. Se venden en pares que se comunican y alternan entre traer aire exterior o expulsar aire interior, y la instalación suele ser un solo orificio para cada unidad a través de una pared exterior. No requieren conductos interiores, aunque necesitarás instalar cableado eléctrico para alimentar las unidades. También necesitarás varias unidades para toda una casa, ya que normalmente tienen un tamaño que proporciona ventilación para áreas más pequeñas.

Costos de instalación de un sistema de conductos en una vivienda típica de 2000 pies cuadrados. Los costos de una casa varían desde aproximadamente $ 3000 por un sistema básico que utiliza conductos existentes hasta casi $ 10 000 por un sistema de alta gama con conductos dedicados más complejos. Los HRV oscilan entre $ 600 y $ 1800 por unidad, mientras que las unidades ERV oscilan entre $ 800 y $ 2000 o más.

La forma más sencilla de distribuir aire por una casa es con un sistema de un solo punto, con un conducto de suministro y un conducto de escape. Por ejemplo, puede extraer el aire interior viciado de un pasillo y suministrar aire fresco al dormitorio principal. Cuando no hay un controlador de aire central disponible, este tipo de sistema es económico, pero no garantiza que el aire ventilado se distribuya uniformemente por toda la casa. Aún se requeriría ventilación puntual en baños y cocinas.

En un sistema multipunto, el aire fresco se distribuye a los dormitorios y las salas de estar principales, mientras que el aire viciado se extrae de los pasillos y la cocina (para evitar ensuciar el filtro y el intercambiador de calor con grasa, no se recomienda agotar el área de cocción con un HRV o ERV) , y baños. Estos sistemas totalmente canalizados representan las mejores prácticas según Building Science Corp. Son los más eficientes pero también los más caros. Estos sistemas también son efectivos donde no hay un controlador de aire central disponible.

Un controlador de aire puede ser parte del sistema de distribución. El aire fresco se dirige a través del HRV o ERV y hacia el lado de suministro del controlador de aire. Los retornos al controlador de aire pasan a través de un filtro y otros conductos extraen el aire viciado del interior y lo dirigen al HRV o ERV. Estos sistemas logran una distribución en toda la casa y tienen un costo moderado. Una variación es extraer el aire de escape para el HRV o ERV directamente desde el maletero de retorno del controlador de aire mientras se suministra todo el aire fresco a través de los conductos del controlador de aire.

En última instancia, es una cuestión de presupuesto para sistemas que respalden la calidad general del aire interior. Al elegir una casa nueva o remodelarla, muchos propietarios presupuestan electrodomésticos de lujo y una cocina a juego, pero la ventilación adecuada a menudo pasa a un segundo plano. La conciencia sobre la calidad del aire interior está aumentando como resultado de la actual pandemia, y la inversión en sistemas para impactar positivamente la calidad del aire dentro del hogar está creciendo, aunque lentamente. Agopian llama a la ventilación “medicina preventiva” y la hace parecer una decisión e inversión fácil para algo que puede tener un gran impacto en la comodidad y la salud generales.

El Home Ventilating Institute, un grupo comercial de la industria, mantiene una extensa lista de fabricantes que ofrecen ERV o HRV (o ambos) a compradores en los EE. UU. Estos incluyen marcas de ventilación conocidas como Broan, Fantech, Panasonic y RenewAire, junto con empresas que Puede resultar un poco menos familiar para los propietarios de viviendas estadounidenses, como Zehnder, una empresa suiza que fabrica los sistemas ComfoAir de alta gama.

Scott Gibson es escritor colaborador de Fine Homebuilding y GreenBuildingAdvisor.com. Dibujos de Christopher Mills.

Una versión de este artículo apareció originalmente enAsesor de construcción sustentable

De Fine Homebuilding #310

HISTORIAS RELACIONADAS

Regístrese para recibir eletters hoy y obtenga los últimos procedimientos de Fine Homebuilding, además de ofertas especiales.

Inscribiéndote...

Guía

Capítulo

Esta es una gran lectura! Estoy remodelando (lentamente) mi casa en el PNW y la ventilación/filtración está en mi lista de "próximamente", pero si hay más días de humo de incendios forestales este verano, podría retrasar el cronograma.

Mi bacalao de Cabo de 1300 pies cuadrados en este momento ronda el 60% de humedad interior con el aire forzado funcionando, puede subir rápidamente al 80% sin el calor durante las temporadas intermedias. Aquí los veranos son más secos con una humedad exterior del orden del 60%. Parece que un HRV es una mejor opción para los inviernos aquí, pero ¿los veranos serán muy secos en el interior?

Tanto el espacio de acceso como el ático necesitan aislamiento/sellado, por lo que tal vez eso reduzca la humedad interior y entonces sería mejor un ERV.