Compromisos de IAQ con la energía: la ventilación tiene una factura de calefacción

La física de primer orden es implacable: cada pie cúbico por minuto (CFM) de aire exterior que traes a una casa acondicionada es un CFM de aire acondicionado saliendo, y pagas para llevar el aire nuevo de vuelta a tu 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 requiere aproximadamente 4.4 kW (unos 15,000 BTU por hora) de calefacción continua. En un verano húmedo de Atlanta de 35°C, el mismo flujo de aire agrega aproximadamente 3.5 kW de carga de enfriamiento, cerca de dos tercios para quitar humedad. 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. El Building America Solution Center del DOE sitúa su recuperación de calor sensible típicamente entre 55 y 95%, y los valores más altos cuestan más. Al 75%, esa penalización de 4.4 kW de invierno en Minneapolis baja a cerca de 1.1 kW. Los ERV también transfieren humedad (recuperación sensible + latente), lo que los hace la mejor opción en climas húmedos donde domina la carga de deshumidificación.

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 abre más ventanas» a veces está mal: en un verano húmedo, importas humedad que luego tienes que deshumidificar; en un período de aire exterior contaminado, importas el mismo PM_2.5 u ozono que estabas tratando de diluir. Terrestream revisa los datos de aire exterior antes de recomendar abrir ventanas: retiene la sugerencia cuando el humo, las partículas finas, el ozono, el NO₂ o el polvo exteriores están altos, o cuando llueve, y avisa cuando el aire exterior agregará humedad. Cuando el aire exterior está peor que el interior, recomienda mantener las ventanas cerradas. 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 consulta sellado y hermeticidad.