Comparación de la permeabilidad de las membranas de los intercambiadores de entalpía

La permeabilidad es una de las características clave de los intercambiadores de entalpía. Lo ideal es que el intercambiador sólo transfiera moléculas de agua.

Hicimos probar membranas de dos fabricantes establecidos y comparamos su permeabilidad con la membrana Metalpic de RECUTECH.

¿Cómo se comportaron las membranas en una prueba independiente?


Las membranas se probaron en un laboratorio independiente de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Praga. La prueba se centró en medir la permeabilidad de los gases CO2, CH4, N2.

Las mediciones se realizaron a 2, 4, 6 y 8 bares en el lado del gas sometido a prueba, la presión en el lado opuesto correspondía a la presión atmosférica estándar. Se ensayaron al menos 3 muestras para cada tipo de membrana.

La permeabilidad se midió primero con un medidor de burbujas, que mide la concentración de gas tras la permeación a través de la membrana. Sin embargo, este método de medición sólo es adecuado para las membranas con permeabilidades al gas más elevadas. Si esta medición no detecta una concentración mínima de gas, no significa automáticamente que no haya pasado gas a través de la membrana. Por lo tanto, se utilizó el método GC FID para medir con mayor precisión las concentraciones más bajas.

Este método utiliza un cromatógrafo de gases para medir la concentración de gas y es más preciso que la simple medición con un medidor de burbujas.

La instrumentación utilizada para el método GC FID: una columna cromatográfica Agilent J&W HP-PLOT Q Megabore de 30 m de longitud con un diámetro interno de 0,53 mm y una capa de fase estacionaria de 40 um.

Los valores medidos

 



Gastype

Thickness (µm)CO2CH4N2
Pressure gradient (bar)
246824682468
Permeability (Barrer)
Material No. 1 10575007607797794780478003798481489156906090748881
Material No. 240237177147103,2823934,333,82,94,64,33,06
Metalpic2046,740,440,240,72,812,312,111,993,012,32,12,01

Gauges:
FOCUS GC gas chromatograph with methaniser and flame ionisation detector (FID)
Chromatography column Agilent J&W HP-PLOT Q Megabore

Resultados de las pruebas


Como puede verse fácilmente en los valores medidos, las diferencias en la permeabilidad de las membranas individuales son enormes. Para la muestra 1 pudimos medir la concentración de gas simplemente con un medidor de burbujas, las otras membranas tuvieron que analizarse con un cromatógrafo debido a su menor permeabilidad.

¿Un intercambiador de entalpía también es adecuado para el funcionamiento en verano?

Según los resultados de permeabilidad, se puede concluir que la membrana 1 es microporosa, mientras que las otras dos muestras de membrana son intercambiables iónicamente. Como se desprende de los valores medidos, una cantidad relativamente grande de todos los gases ensayados atraviesa la membrana 1, lo que definitivamente no es deseable para el uso de esta membrana en aire acondicionado. Es preferible utilizar una membrana de intercambio iónico, que deja pasar un orden de magnitud inferior de los gases probados.

En comparación con las membranas microporosas, las membranas de intercambio iónico son mucho más ventajosas porque no obstruyen los poros con el tiempo, la membrana no se ensucia y no se reduce la transferencia de humedad deseada.

Como se desprende de los datos medidos, la membrana Recutech Metalpic tiene una permeabilidad significativamente menor para todos los gases probados y, por lo tanto, surge de las mediciones como la mejor opción para la fabricación de intercambiadores de entalpía.

¿Qué hace que los intercambiadores de entalpía RECUTECH sean tan únicos?

Metalpic


En los intercambiadores de entalpía Recutech utilizamos un material único llamado Metalpic. Este material fue desarrollado solo para este objetivo y fue creado por Recutech. Se trata del material sándwich donde cada componente tiene su propia función. Consiste en el aluminio perforado especialmente modificado con la máxima superficie abierta. Su función principal es de crear una estructura de soporte para el segundo componente que es la membrana de polímero muy delgada. ¿Porqué el aluminio? Pues porque este material guía muy bien la calor y es fácilmente reciclable.

La segunda parte del sándwich es la membrana de polímero. Su función principal es la transmisión de humedad y tiene que assurar la estanquiedad de material resultante. Se trata de la membrana de intercambio iónico cuál es selectivamente permeable.

Gracias por el soporte del aluminio perforado la membrana puede ser muy delgada y cuanto más delgada sea la membrana, mejor será la transferencia de humedad. Ambas partes de este sándwich se unen mediante laminación. Después, este material se está procesando ya como el papel clásico de aluminio para los intercambiadores de la linea REK y REC.

Durante este proceso las dos partes de este sándwich tienen que manejar durante la tracción la prolongación relativa como el aluminio. Gracias a estas características es posible de crear la laminilla que se refuerza durante la conformación y su superficie de intercambio de calor e intercambio de humedad aumentará. Debido al estiramiento la membrana se debilita más y como ya escribimos arriba, cuanto más delgada, mejor transferencia de humedad.