¿Qué es una unidad de tratamiento de aire (UTA)?

Los estudios han demostrado que alrededor del 90% de las personas pasan el 90% de su tiempo en interiores. Es fácil suponer que estamos seguros dentro de nuestras casas y oficinas. Todos conocemos la contaminación del aire exterior y los peligros de la vida en la gran ciudad.  

Pero lo cierto es que la contaminación del aire interior es una preocupación creciente y la Agencia de Protección Ambiental de EE.UU. (EPA) la ha calificado como uno de sus cinco principales riesgos ambientales.  

Por lo tanto, tiene sentido invertir en una unidad de tratamiento de aire que pueda controlar no sólo el confort térmico de un edificio, sino también otras funciones como la filtración de aire, la humidificación y la ventilación. En el pasado, sólo se tenían en cuenta las necesidades térmicas.  

Hoy en día, como la gente es más consciente de los peligros de la contaminación del aire interior y de los efectos nocivos para la salud de las partículas (PM) en el ambiente, las unidades de tratamiento de aire han evolucionado y se han vuelto más avanzadas. 

Sin embargo, a medida que aumentan nuestros conocimientos sobre la contaminación del aire, también aumenta nuestra conciencia de la necesidad de ser eficientes energéticamente y de asegurarnos de que reducimos nuestro consumo de energía en la medida de lo posible.  

Elegir una UTA que no sólo ofrezca calidad, sino también credenciales ecológicas, puede ser una tarea difícil. Dado que los distintos fabricantes mundiales utilizan sus propios métodos de medición y visualización de los parámetros clave, puede resultar difícil determinar los parámetros más importantes y necesarios. 

Aquí es donde Eurovent puede ayudar. Eurovent ha introducido un conjunto de criterios para certificar y clasificar las unidades de tratamiento de aire. Con este sistema, los consumidores pueden realizar una compra informada y más adecuada de equipos para sus espacios interiores. 

Los criterios de certificación se analizan con mayor profundidad más adelante en este artículo. 

Al utilizar esta certificación para evaluar y comparar las unidades de tratamiento de aire, puede estar seguro de elegir una máquina altamente eficiente que se adapte al edificio para el que se requiere. 

¿Cómo funciona una unidad de tratamiento de aire? 

Una unidad de tratamiento de aire es un dispositivo complejo diseñado para acondicionar el aire que se procesa en los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado, comúnmente conocidos como HVAC. Una UTA suele estar compuesta por uno o varios ventiladores y al menos otro componente para procesar el aire, como un filtro, un calentador, un refrigerador, un componente de recuperación de energía, un humidificador, un deshumidificador o una sección de mezcla. 

Aunque pueda parecer complicado, cada componente trabaja con los demás para crear una zona habitable saludable y confortable dentro de un edificio.  

El continuo aumento de los requisitos de eficiencia energética y calidad del aire interior (IAQ) en los edificios modernos, junto con la legislación de la Unión Europea (UE), como el diseño ecológico, han aumentado incluso los requisitos más básicos de las unidades de tratamiento de aire.  

Para satisfacer los requisitos del mercado de la UE, una unidad de aire moderna suele estar compuesta por ventiladores, dispositivos de recuperación de energía, filtros, elementos de calefacción y refrigeración, y un dispositivo de control. La legislación que evoluciona en torno a la eficiencia energética también ha permitido mejorar los ventiladores y los dispositivos de recuperación de energía. 

¿Cómo se clasifica una UTA? 

Existen numerosas formas de distinguir las distintas UTA, y las más comunes se describen a continuación.

 

Por la dirección del movimiento del aire: Unidireccional o bidireccional 

Una UTA puede ser unidireccional o bidireccional. Como se puede deducir de los nombres, una unidad de ventilación unidireccional se utiliza para mover el aire en una sola dirección, y suele estar compuesta por un ventilador, un filtro y un componente de calefacción o refrigeración. En cambio, una unidad bidireccional puede suministrar y extraer aire del interior de un edificio.  

Por su estructura Compacta o modular 

Una UTA compacta es un sistema instalado en una sola carcasa que suele contar con componentes de ventilación como ventiladores, filtros y un sistema de recuperación de energía. La ventaja de este tipo de UTA es que requiere un espacio de instalación mucho menor que un sistema modular. Sin embargo, su rendimiento no suele ser tan amplio y es posible que haya que instalar otros componentes, como baterías de calefacción o refrigeración, como accesorios para los conductos. 

Las unidades modulares de tratamiento de aire ofrecen mucha más flexibilidad en cuanto a su estructura, disposición de los módulos, dimensiones y funciones especializadas como la humidificación y la deshumidificación. Cada uno de los componentes individuales se ajusta para funcionar como parte del sistema de ventilación y con un software de selección de UTA personalizado.  

Por su área de aplicación: Ventilación residencial o no residencial, general o industrial 

Como puede adivinar por su nombre, las unidades residenciales están diseñadas y se utilizan para ventilar apartamentos, casas unifamiliares o multifamiliares pequeñas. El caudal de aire suele estar limitado a 1.000 m3/h (metros cúbicos por hora).  

Estas UTA suelen ser mucho menos complejas que las unidades no residenciales, que suelen estar muy adaptadas a edificios específicos y a sus necesidades. Tanto las unidades de tratamiento de aire residenciales como las no residenciales tienen que cumplir diferentes normas, establecidas por la normativa de diseño ecológico de la UE.  

Por ubicación: Exterior o interior 

La situación más habitual de una UTA es en el exterior o en un local auxiliar. Todas las unidades exteriores deben ser rigurosamente estancas y estar cubiertas por un revestimiento resistente a la corrosión para evitar la contaminación o la degradación. Las UTA más pequeñas suelen montarse sobre el techo.

Cuáles son los componentes de las unidades de tratamiento de aire? 

En general, la finalidad de una UTA es conseguir una mejor calidad del aire interior. El primer paso para ello es siempre transferir el aire exterior a la UTA para su tratamiento. Este proceso se realiza directamente, si la unidad está situada en el exterior, o a través de un sistema de conductos.  

En el interior de la UTA comienza el tratamiento, con la eliminación de las partículas del aire y el tratamiento térmico para satisfacer la aplicación específica. Esto puede consistir en calentar o enfriar el aire.  

A continuación, el aire se distribuye por todo el edificio. En el caso de las unidades bidireccionales, la UTA recoge simultáneamente el aire extraído del sistema de conductos y lo transporta fuera del edificio. Todo ello se realiza mediante un sistema de recuperación de energía altamente eficaz para garantizar que la máquina sea lo más eficiente posible desde el punto de vista energético.  

Controlador de aire con ilustración de vector de recuperador. industria de climatización
© Eurovent
Unidad de tratamiento de aire con recuperador © Shutterstock

La forma más fácil de entender exactamente cómo funciona una UTA es dividirla en sus componentes separados y ver cada uno de ellos. 

Filtros de aire 

El filtro de aire de una UTA está diseñado para eliminar contaminantes como el polvo fino y dañino, el polen, las bacterias y el moho del suministro de aire y sustituir el aire contaminado por aire limpio y fresco.  

Además, los filtros de aire también mantienen limpio el equipo de tratamiento de aire para garantizar un funcionamiento eficiente e higiénico.  

Dependiendo del tipo de edificio, puede ser útil añadir filtros adicionales a la UTA, incluidos los especializados en la eliminación de olores, grasa o moléculas de corrosión.  

Estos son algunos de los diferentes filtros disponibles para las UTA: 

  • Los filtros HEPA se utilizan a menudo para proteger al personal y a los equipos sensibles, ya que estos filtros eliminan eficazmente las partículas y los modelos avanzados incluso eliminan las bacterias y los virus del aire 
  • Los filtros de bolsa proporcionan una filtración de media a alta eficiencia 
  • Los filtros de panel proporcionan una filtración de baja eficiencia 
  • Los filtros electrostáticos utilizan electrodos altamente cargados que ionizan el aire 
  • Los filtros de carbón eliminan los olores y los gases

Hay dos consideraciones principales en torno a la eficiencia energética de los filtros, la caída de presión de limpieza/inicial y el aumento de presión causado por la carga de polvo del filtro. Ambas influyen significativamente en la eficiencia de la UTA.  

Un indicador de la eficiencia energética de un filtro es la clase de eficiencia energética del programa de rendimiento certificado de Eurovent para filtros de aire. También se puede encontrar más información esencial sobre los filtros de aire en la Guía Eurovent "Filtros de aire para la ventilación general" y en la Recomendación Eurovent 4/23 sobre cómo seleccionar filtros de aire con clasificación ISO 16890 para la ventilación general. 

Componentes de recuperación de energía  

El clima tiene un gran impacto en el rendimiento de una UTA. Durante la mayor parte del año, la temperatura del aire exterior se desviará de las condiciones necesarias del aire de suministro. En este caso, se requiere un tratamiento térmico. Para minimizar el consumo de energía del tratamiento térmico del aire, debe aplicarse un sistema de recuperación de energía (ERS, también conocido comúnmente como sistema de recuperación de calor o HRS). 

Si su país es miembro de la Unión Europea, la instalación de un ERS es obligatoria desde la entrada en vigor del Reglamento de Ecodiseño (UE) nº 1253/2014.  

Un ERS funciona transfiriendo la energía térmica del aire extraído al aire exterior. Por ejemplo, en un invierno típico en Europa, esto podría significar que el aire exterior se calienta de -5°C a 15°C exclusivamente mediante el uso del calor del aire extraído. En verano, este proceso se invierte y el ERS se utiliza para reducir la demanda de frío. Este proceso es mucho más eficiente desde el punto de vista energético y exige menos al sistema. 

Normalmente hay tres tipos diferentes de ERS: 

  • Regenerador 
    • La mayoría de los regeneradores son intercambiadores de calor rotativos. Una rueda gira a través de las dos corrientes de aire y transporta así la capacidad. Con los intercambiadores de calor rotativos, siempre hay un intercambio de aire entre el aire exterior y el aire de extracción.  
  • Recuperativo 
    • Los sistemas recuperativos guían el aire exterior hacia el interior y extraen el aire interior a través de conductos muy pequeños. Esto permite que ambas corrientes de aire permanezcan separadas mientras intercambian capacidad térmica con la ayuda de superficies especialmente diseñadas. Normalmente, se utilizan intercambiadores de calor de placas para facilitar el intercambio de energía entre el aire entrante y el saliente. 
  • Serpentines de circulación 
    • El tercer sistema mantiene ambas corrientes de aire completamente separadas entre sí, de modo que es imposible la contaminación cruzada. Se denominan sistemas de serpentines run-around. Aquí, la capacidad térmica se transfiere con una batería en el aire exterior a un sistema de agua y luego se lleva a una batería en el aire de extracción.

Componentes de calefacción y refrigeración 

Aunque los sistemas de recuperación de calor proporcionan algunas instalaciones de refrigeración y calefacción, por sí solos no son suficientes para completar lo que se necesita. En este caso, se necesitan componentes adicionales para el tratamiento térmico. Se suelen utilizar intercambiadores de calor compactos de agua a aire con aletas. Estos sistemas se conectan a los sistemas centrales de calefacción y refrigeración del edificio. También es posible incorporar una batería DX (de expansión directa) en una UTA, que actuará como evaporador o condensador de un circuito de refrigerante y enfriará o calentará el aire procesado.  

Para la calefacción, también se puede utilizar un calentador eléctrico. Mientras tanto, una batería de refrigeración puede adaptarse para que tenga también un efecto deshumidificador además de su utilidad original. En primer lugar, puede utilizarse en seco. El contenido de agua en el aire de suministro y en el aire exterior es similar, no se produce condensación. Si se utiliza para la deshumidificación, el agua se acumula en forma de condensado y debe drenarse de la UTA con una bandeja de goteo y tuberías. Para aumentar la eficiencia energética, las caídas de presión del aire y del agua de las baterías de calefacción y refrigeración deben ser lo más bajas posible. 

Ventiladores 

Hay una gran variedad de ventiladores disponibles, incluyendo los curvados hacia delante, los curvados hacia atrás, los aerodinámicos y los inclinados hacia atrás. Para determinar el ventilador adecuado, se suele utilizar un software para evaluar la presión estática y el volumen de aire en la UTA. Sin embargo, la utilidad principal de cada ventilador es la misma: mover el aire a diferentes secciones del edificio.  

El ventilador más utilizado es un ventilador curvado hacia atrás de accionamiento directo y libre. Los ventiladores accionados por correa rara vez se utilizan en las UTA modernas debido a su limitada eficiencia energética. 

Los ventiladores se controlan mediante un motor para garantizar que sólo se genera el caudal de aire demandado. Este control de la velocidad puede gestionarse con convertidores de frecuencia en el caso de los motores de CA, o con controles electrónicos directos en el caso de los ventiladores PM/EC.  

La medida de la eficacia de un ventilador es su eficiencia. En Europa, la eficiencia de los ventiladores está regulada por el Reglamento (UE) nº 327/2011 de la Comisión Europea, que impide el uso de combinaciones ineficientes de ventilador y motor en Europa. 

Silenciadores  

Dependiendo del lugar en el que esté situada la UTA, puede haber grandes exigencias en cuanto al nivel de ruido. En una UTA, el ruido lo generan los componentes del conducto o la unidad. La principal fuente de emisiones de ruido es el ventilador. Por lo tanto, el lugar más ventajoso para instalar componentes reductores del ruido suele ser cerca de esta fuente. En una UTA, los silenciadores suelen colocarse directamente arriba o abajo del ventilador. Sin embargo, si se producen transferencias de ruido del aire de impulsión al de extracción, o al revés, pueden considerarse otras posiciones.  

Los silenciadores suelen consistir en divisores, que incluyen un material absorbente. El sonido del impulsor se reduce mediante la modificación del silenciador específico. Teniendo en cuenta los aspectos energéticos, la caída de presión de los silenciadores debe ser lo más baja posible.

(Des)humidificador 

Dependiendo de la aplicación de la UTA, la humedad puede ser un factor importante. Por lo tanto, es necesario controlarla y mantenerla en valores de intervalo definidos. 

Hay dos formas principales de añadir humedad al aire. El más utilizado es el vapor, ya que es un método más preciso. Sin embargo, también se puede utilizar agua en forma líquida. La humidificación con agua líquida es un proceso de evaporación adiabática que enfría colateralmente el aire.  Se requiere un calentador antes del humidificador adiabático para asegurar la temperatura del aire de suministro.

Normalmente, las aplicaciones que requieren humidificación también requieren deshumidificación. La forma de disminuir el contenido de agua en el aire es utilizando la bobina de refrigeración para enfriar el aire y alcanzar la temperatura de saturación. En esas condiciones, el contenido de agua del aire formará un condensado.  

Sección de mezcla 

La cámara de mezcla es el lugar donde el aire cambia del lado de la unidad de extracción al lado de la unidad de suministro. El objetivo de mezclar el aire recirculado es alcanzar la combinación perfecta de aire que se enviará para su acondicionamiento. Esto puede minimizar las necesidades de tratamiento térmico al combinar el aire de extracción para alcanzar, en la medida de lo posible, la temperatura del aire necesaria. Este es un método sencillo de recuperación de calor. También existen métodos más complejos, como los intercambiadores de calor de rueda térmica y de placas cruzadas, pero consumen más energía. 

Otros componentes  

Aunque los componentes enumerados son los más comunes, también pueden ser útiles otros componentes en función de las necesidades de la UTA.  

La refrigeración adiabática indirecta puede colocarse antes del sistema de recuperación de energía, en el lado del aire de extracción. Este componente sólo se utiliza en condiciones de verano. Cuando el aire de extracción contiene agua, ésta se evapora al pasar por el sistema y, por tanto, el aire de extracción se enfría. Esto significa que entra con una temperatura reducida en el sistema de recuperación de energía.  

Como resultado, el aire exterior se enfriará a una temperatura mucho más baja después del sistema de recuperación de calor que sin un humidificador adiabático indirecto. Otro componente adicional relevante puede ser el uso de sistemas de derivación para reducir la resistencia del aire a través de otros componentes de una unidad cuando no se utiliza. 

Una UTA para cada tipo de edificio 

No importa qué tipo de edificio esté buscando para instalar una UTA. Con una gama tan amplia y adaptable de módulos que se pueden añadir o quitar según sea necesario, habrá una UTA que se adapte a las necesidades de su edificio.

El componente clave para realizar la compra correcta es investigar y decidir qué tipo de UTA se adapta mejor a sus necesidades. 

Esto puede ser un proceso confuso, con mucha información diferente que hay que tener en cuenta. Aquí es donde Eurovent puede ayudar.

Certificación Eurovent 

Eurovent ha introducido un conjunto de criterios para certificar y clasificar las UTA. De este modo, los consumidores pueden realizar una compra informada y adecuada de equipos de tratamiento de aire para limpiar el aire de sus espacios interiores. 
 
Cualquier producto con un rendimiento certificado por Eurovent llevará una etiqueta de eficiencia de UTA que abarca muchos criterios diferentes. 

Características mecánicas  

Las siguientes características mecánicas están certificadas:  

  • Resistencia de la carcasa (CS) 
  • Fuga de aire de la carcasa (CAL) 
  • Fugas de derivación del filtro (FBL) 
  • Transmitancia térmica de la carcasa (TT) 
  • Factor de puente térmico (TBF) 
  • Aislamiento acústico de la carcasa 

Características de rendimiento  

Las siguientes características de rendimiento están certificadas: 

  • Caudal de aire - Presión estática disponible - Potencia de entrada  
  • Nivel de potencia acústica en conducto por banda de octava  
  • Nivel de potencia acústica en el aire  
  • Capacidad de calefacción*  
  • Capacidad de refrigeración*  
  • Recuperación de calor*  
  • Pérdida de presión en el lado del agua*  

 * Si las características estándar de la gama de productos 
La certificación Eurovent facilita la comparación objetiva de los equipos y la elección de la UTA que mejor se adapte a sus necesidades.

Esta no es la única ventaja de la certificación. También puede: 

  • Introducir un estándar industrial para medir el rendimiento de las UTA. Cuando se comparan productos de diferentes países, la información vital puede aparecer en diferentes medidas, lo que dificulta la evaluación. Utilizar la misma certificación para todas las UTAs significa que los parámetros son más simples y fáciles de entender para los consumidores. 
  • Eurovent es un organismo acreditado imparcial, independiente y profesional que proporciona una puntuación objetiva basada en sus propias conclusiones. 
  • Los productos certificados cumplen con las normas reconocidas, por lo que su uso es mucho más seguro. 
  • El consumidor puede estar tranquilo sabiendo que los productos certificados funcionarán según las especificaciones declaradas por el fabricante gracias a las pruebas independientes.

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