La física de primer orden es implacable: cada pie cúbico por minuto (CFM) de aire exterior que trae a una casa acondicionada es un CFM de aire acondicionado saliendo, y usted paga para llevar el nuevo aire de vuelta a su punto de ajuste. En un invierno de Minneapolis de -18°C (0°F), elevar 200 CFM de aire exterior de -18°C a 21°C cuesta aproximadamente 3.0 kW de calefacción continua (alrededor de $0.30 por hora a tarifas residenciales típicas, o ~$200 al mes si funciona 24/7). En un verano húmedo de Atlanta de 35°C, el mismo flujo de aire es aproximadamente 2.5 kW de enfriamiento más deshumidificación. La tasa de ventilación residencial de ASHRAE 62.2 (3 cfm por 100 pies² más 7.5 cfm por ocupante) para una casa típica de 185 m² para 4 personas es aproximadamente 90 CFM continuos, por lo que los números reales son más pequeños que el ejemplo de 200-CFM, pero la proporcionalidad se mantiene.
La respuesta de recuperación de energía es el ventilador de recuperación de calor (HRV) o ventilador de recuperación de energía (ERV). Ambos hacen funcionar dos corrientes de aire (entrante del exterior, saliente del interior) una pasada otra a través de un intercambiador térmico. Los datos del DOE muestran 70-90% de captura de calor sensible para unidades modernas, lo que transforma los cálculos de energía de ventilación: esa penalización de 3.0 kW de invierno de Minneapolis se convierte en 0.3-0.9 kW después de la recuperación, aproximadamente el costo de un par de focos LED funcionando. Los ERV adicionalmente transfieren humedad (recuperación sensible + latente), haciéndolos la mejor opción en climas húmedos donde la carga de deshumidificación domina.
La recomendación dependiente de la zona climática: climas fríos y secos (zonas 6-8): el HRV supera a abrir ventanas para ventilación sostenida; entreabrir ventanas está bien en estaciones intermedias pero es caro a mitad del invierno. Climas cálidos y húmedos (zonas 1-2): el ERV supera al HRV (la recuperación latente importa más que la sensible), y abrir ventanas es un desastre de humedad en la mayoría de los días de verano. Climas marinos templados (zona 4C, partes de la zona 5): la ventilación natural maneja la mayor parte del año; la ventilación mecánica solo importa durante olas de calor y frentes fríos. Climas mixtos (zonas 3-5): la respuesta es «depende del día», que es exactamente para lo que sirve la ventilación bajo demanda.
Por qué «solo abra más ventanas» a veces está mal: en un verano húmedo, importa humedad que luego tiene que deshumidificar; en un período de aire exterior contaminado, importa el mismo PM2.5 u ozono que estaba tratando de diluir. El panel cruza referencias con flujos de aire exterior y humedad antes de recomendar abrir ventanas. Cuando el ozono está rojo, la recomendación se suprime automáticamente; cuando el PM2.5 exterior excede el PM2.5 interior, la recomendación cambia a «mantener cerrado y filtrar». El caso económico para un HRV/ERV se fortalece en proporción a la frecuencia con que el aire exterior no es adecuado para admisión directa. Para consideraciones de envolvente vea sellado y hermeticidad.
Referencias
- Norma ASHRAE 62.2 - Ventilación residencial www.ashrae.org
- DOE - Ventilación de toda la casa (ERV/HRV) www.energy.gov
- ENERGY STAR - Ventiladores de extracción (ERV) www.energystar.gov
- LBNL - Publicaciones sobre edificios residenciales buildings.lbl.gov
