¿Ha decidido hacer de una casa particular su residencia permanente? ¿O tal vez la temporada de verano dura en tu familia todo el año y los fines de semana de invierno fuera de la ciudad son algo común para ti? Entonces la cuestión de calentar su nido es extremadamente relevante. Hoy, quizás, el más popular entre todos los sistemas de calefacción para casas privadas es el calentamiento de agua. El principio de su funcionamiento es bastante simple y directo: el calor se genera en una caldera especial y ya desde ella a través de un circuito cerrado, el agua caliente se suministra a través de tuberías a los dispositivos de calefacción.
Pero este es un principio general. Dependiendo del método de calefacción (gas, electricidad, etc.), el método de circulación, los sistemas de calefacción utilizados, así como otras características, el calentamiento de agua se divide en muchos tipos. Este es el tema que cubriremos en detalle en nuestro artículo.
Todos los sistemas de calentamiento de agua en el hogar se pueden dividir en dos grupos: mediante circulación natural o forzada de agua.
Calefacción por circulación natural
Un ejemplo de un sistema monotubo con circulación natural
Los sistemas con circulación natural, o como también se les llama gravedad, se vienen utilizando desde hace mucho tiempo. Por el nombre en sí, entendemos que funcionan sin la ayuda de dispositivos especiales (bombas) y su trabajo se produce debido a las leyes físicas naturales.
Probablemente todos recordamos de las lecciones de física de la escuela que un líquido o gas calentado siempre se mueve hacia arriba. Este es el principio detrás de tal calentamiento. Al calentarse en la caldera, el agua comienza a subir por las tuberías. Al llegar al calentador más lejano, comienza a descender de regreso a la caldera, donde se calienta nuevamente y circula hacia arriba. Al instalar un sistema de autocirculación, necesariamente se crea una pendiente en la sección de retorno de agua. Y en el suministro del refrigerante, en el punto más alto del sistema, se requiere instalar un tanque de expansión, que actuará como un amortiguador que compensará el aumento en el volumen de líquido.
Beneficios del calentamiento por gravedad
Como ya se señaló, los sistemas de calentamiento de agua por gravedad en el hogar se utilizan desde hace mucho tiempo y han logrado recomendarse, ya que tienen ciertas ventajas:
- Baratura. Después de todo, este sistema no requiere la instalación de equipos adicionales.
- Facilidad de instalación y reparación (incluso es posible construir un sistema de calefacción en su propia casa con sus propias manos).
- Trabajar en ausencia de electricidad. Durante un tiempo, hasta que la temperatura de la caldera haya bajado de 50 grados, el líquido seguirá circulando por el sistema.
- Funcionamiento silencioso casi completo, nuevamente debido a la ausencia de bomba.
Desventajas del calentamiento por gravedad
Pero con todas las ventajas anteriores, los sistemas de calefacción de autocirculación tienen muchas desventajas que hacen que no sea práctico utilizar este método para calentar una casa en la actualidad.
- La imposibilidad de utilizar este tipo de sistema para salas grandes. Incluso para una casa privada de dos pisos, la circulación del agua será difícil.
- La diferencia de temperatura en los dispositivos de calefacción. Cuanto más lejos esté la habitación de la caldera, más fría estará. Además, la diferencia a veces puede ser significativa, hasta 5 grados.
- La regulación de la calefacción es complicada. En primer lugar, el sistema comenzará a funcionar solo cuando la caldera se caliente hasta 50 grados, respectivamente, no podrá hacer que la potencia de calefacción en la casa esté por debajo de esta marca.En segundo lugar, incluso al instalar reguladores de calor, el error de temperatura será de 3 a 5 grados, lo cual es bastante significativo.
Estos sistemas están perdiendo gradualmente su relevancia y cada año son reemplazados por sistemas obligatorios más modernos. Te recomendamos que realices el calentamiento de agua de circulación natural solo si quieres que todo sea más sencillo.
Fuentes de calor, esquemas de circulación y cableado.
Dependiendo del tipo de elementos con los que se calienta la habitación, los sistemas de calentamiento de agua pueden ser:
- radiador: el más común, en la actualidad, su tipo, el papel de los dispositivos de calefacción en los que funcionan los radiadores (baterías) de varios tipos;
- en forma de agua "pisos cálidos" con elementos calefactores hechos de tuberías, que se encuentran en la base del revestimiento del piso y a través de los cuales circula el refrigerante calentado, un tipo más moderno, pero aún menos común.
Elementos principales
Además, cualquier sistema de calefacción de este tipo consta de los siguientes elementos básicos:
- generador de calor (caldera, horno);
- tuberías por las que circula el refrigerante (agua) y que también pueden servir como elemento calefactor (por ejemplo, en un sistema de suelo calentado por agua);
- radiadores que proporcionan calefacción de habitaciones - en sistemas de calefacción por radiadores a base de agua.
Además, tales sistemas, por regla general, incluyen elementos adicionales, como un tanque de expansión (abierto o de diafragma), válvulas de cierre y control, equipos de control y seguridad, y otros, según el tipo y la complejidad del sistema.
Generadores o fuentes de energía térmica
La fuente de energía térmica para el calentamiento de agua pueden ser calderas que utilizan varios tipos de combustible:
- gas;
- eléctrico;
- combustible sólido;
- combustible líquido;
- bombas de calor;
- plantas de energía solar.
Además, la calefacción por agua caliente se puede combinar con una estufa tradicional de calefacción o calefacción-cocina, así como con una estufa o chimenea. Al mismo tiempo, en el diseño de estos dispositivos de calefacción se incluyen intercambiadores de calor de varios diseños (bobinas, registros) hechos de tuberías o chapa de acero. Así, puede aumentar la eficiencia de una estufa, estufa o chimenea y utilizar un circuito de agua para calentar varias habitaciones o toda la casa a la vez.
Incluso es posible una versión combinada, cuando varios generadores de calor están conectados en paralelo a un sistema de calefacción. Por ejemplo: combustible sólido y gas o combustible sólido y eléctrico. En este caso, uno de los tipos de calefacción será el principal, y el otro u otros serán adicionales o de respaldo. Además, el calentamiento de agua para diferentes calderas prácticamente no difiere, aunque tiene algunas características, que consideraremos a continuación.
Muy a menudo, el calentamiento del agua se llama vapor. Pero no son lo mismo. Aunque el agua también se utiliza como portador de calor en el calentamiento con vapor, se calienta allí hasta un estado de vapor. Para ello, se utilizan generadores de vapor especiales. Estas instalaciones rara vez se utilizan en la vida cotidiana.
Sistemas abiertos y cerrados
El sistema de calentamiento de agua caliente puede estar abierto o cerrado. En el primer caso, incluye un tanque de expansión, que se coloca lo más alto posible (debajo del techo o en el ático). Dicho tanque proporciona cierta sobrepresión en el sistema, ventilando el aire y la función de un dispositivo de seguridad si el agua hierve repentinamente. Además, a menudo se usa para agregar agua al sistema durante el funcionamiento.
Calefacción por circulación forzada
Entonces, vemos que los sistemas con circulación natural de fluidos tienen una serie de desventajas bastante significativas.Una alternativa a ellos son los sistemas con circulación forzada, en los que se utilizan equipos adicionales para aumentar el suministro de refrigerante en el sistema. A saber, la bomba de circulación.
Sí, este tipo de calentamiento de agua en casa será más costoso y complicado, pero obtienes muchas ventajas:
- La capacidad de calentar una habitación grande. Ya hemos dicho que la circulación natural no es buena para las casas grandes. Si usted es el propietario solo de esto, entonces su opción es solo un sistema de circulación forzada.
- Complicación del sistema. Al instalar una bomba, no depende de un indicador como la presión. Por lo tanto, lo que era un obstáculo en un sistema de gravedad no es un problema en un sistema forzado. Entonces, por ejemplo, ahora puede aumentar el número de curvas de tubería si el diseño de su hogar lo requiere.
- Uso de tuberías más pequeñas. De acuerdo, la apariencia ordenada del sistema de calefacción no es el último indicador al que debe prestar atención.
- Menor dependencia de la calidad de la calefacción de la presencia de aire en el sistema. Con la autocirculación, la entrada de aire en el sistema complicaría enormemente el transporte del refrigerante a través de las tuberías. El sistema forzado resuelve este problema, pero en el caso de instalar tuberías metálicas, se deben utilizar tanques de expansión especiales con purgadores de aire y fusibles para evitar la corrosión del sistema.
- Posibilidad de utilizar tubos de plástico más duraderos y ligeros.
- Posiblemente instalación de tubería oculta. Puede ocultar fácilmente las tuberías en la regla y las paredes.
Tipos de sistemas de calentamiento de agua.
Ahora veamos las opciones para instalar calentamiento de agua. Como en el caso del método de circulación, tenemos una opción más sencilla y económica, inferior en características técnicas a la más complicada y costosa.
Sistemas de calefacción monotubo
El primero, simple y económico, es un sistema de calentamiento de agua de una tubería en el hogar, en el que el líquido pasará secuencialmente a través de todas las tuberías, radiadores y otros dispositivos de calefacción, si están en la cadena, y regresará a la caldera a través del retorno. tubo. Esta opción es más adecuada, nuevamente, para una habitación pequeña.
La desventaja de tales sistemas es la imposibilidad de un equilibrio competente. El primer aparato siempre está caliente, el último siempre está caliente.
Sistemas de calefacción de dos tubos
Para habitaciones con un área más grande, es mejor optar por un sistema de dos tubos más avanzado. En este caso, se utilizará la conexión inferior de los radiadores. Pero una junta de calefacción de este tipo será realmente perfecta si conecta una bomba de circulación. De lo contrario, será difícil calentar habitaciones distantes.
Además, es posible reducir la tasa de enfriamiento de líquido en el sistema instalando derivaciones especiales para cada una de las baterías, así como reguladores del suministro de líquido a un radiador separado.
La diferencia entre un sistema de calentamiento de agua de dos tuberías es la colocación de una tubería sólida hasta el más alejado de los radiadores, desde el cual se ramifica hacia dispositivos de calentamiento intermedios. Por lo tanto, después de pasar por todo el sistema de calefacción, el refrigerante regresa a la caldera a través de un tubo de retorno especial, que permite distribuir uniformemente la transferencia de calor por toda la habitación.
Por supuesto, la principal desventaja de dicho calentamiento es su alto costo y la complejidad de la instalación, pero la comodidad que obtiene a cambio lo vale.
Sistema de calefacción radiante
Diagrama del sistema de calefacción por radiación
Los dos tipos de tuberías de calefacción descritos anteriormente son representantes del método perimetral. Pero hay una alternativa: el rayo. Con tal colocación, los tubos se suministran por separado a cada radiador: uno, a través del cual el refrigerante ingresa al calentador, el otro es inverso. Dicho sistema le permite ajustar un régimen de temperatura confortable en cada una de las instalaciones de la casa.Además, si uno de los radiadores o tuberías se rompe, no es necesario apagar toda la calefacción, basta con hacer esto solo en el área deseada.
En vista de la gran cantidad de tuberías durante la instalación del sistema de vigas, todas las comunicaciones se montan directamente en el piso o las paredes, lo que tiene un efecto beneficioso en el interior de la casa.
Lo más óptimo es utilizar la circulación de la bomba del refrigerante cuando se coloca radialmente.
Calefacción por suelo radiante
La forma más óptima de calentar uniformemente toda la habitación es colocar pisos calentados por agua en la casa. Es posible usar solo este sistema y es posible combinarlo con otros dispositivos de calefacción. Por ejemplo, cuando se instalan radiadores en las habitaciones y suelo radiante en los pasillos, baño y aseo. Es decir, la calefacción por suelo radiante será especialmente relevante para habitaciones con superficies de baldosas o mármol.
El uso del sistema de "piso caliente" es posible con la circulación forzada del refrigerante.
Entre las ventajas que ofrece el calentamiento de agua con la calefacción por suelo radiante, se pueden destacar:
- Calefacción uniforme de la habitación. La solera, que emite calor por radiación, lo emite en proporciones iguales en todos los cuadrados de la habitación.
- Distribución racional del calor. El calor se mueve de abajo hacia arriba.
- Confort y microclima.
- Falta de dispositivos de calefacción en las paredes en la mayoría de los casos.
Ventajas y desventajas del calentamiento por agua caliente.
El calentamiento de agua en el hogar, independientemente de su tipo y el esquema elegido, tiene sus pros y sus contras. De las ventajas se pueden distinguir los siguientes:
- Puede calentar toda la casa desde un lugar colocando la caldera en una de sus habitaciones (sala de calderas) y en el resto: dispositivos de calefacción (radiadores de varios tipos, pisos de agua caliente). Y si en el caso de calentar una casa con electricidad esto no es tan importante (en principio, se puede instalar un convector u otro calentador eléctrico en cada habitación), entonces al usar combustible sólido o gas para calentar es mucho más conveniente Tener una caldera que para instalar una estufa en cada habitación o un convector de gas.
- Temperatura superficial relativamente baja de los dispositivos de calefacción. La temperatura máxima del fluido caloportador no supera los 90-100 ° C. Pero en la práctica, las superficies de los radiadores de calentamiento de agua rara vez se calientan por encima de los 60 ° C, lo que evita que el polvo se queme en ellas, como en los intercambiadores de calor de los convectores eléctricos "secos". En sistemas de pisos de agua caliente, generalmente no es más de 40 ° C. Eso le permite calentar la habitación con un calor confortable "suave".
De las deficiencias se pueden distinguir los siguientes:
- La necesidad de diseñar el sistema de tuberías para suministrar el refrigerante desde la caldera a los dispositivos de calefacción, y este es el costo de las tuberías, los elementos de conexión, el equipo adicional y su instalación.
- El agua del sistema puede congelarse. Si la casa no es un residente permanente (casa de campo, casa de campo), entonces en la estación fría, en ausencia de inquilinos, el agua debe drenarse del sistema o debe funcionar en un modo que mantenga la temperatura mínima, o el agua no debe usarse como portador de calor, un líquido no congelante.
- Es posible que se produzcan fugas de refrigerante durante el funcionamiento.
Tuberías de calefacción
Por separado, debe considerar la cuestión de los tipos de tuberías que se utilizan para calentar casas privadas. Definitivamente, cada material tiene lados positivos y negativos. Veamos cuál de las opciones es la más óptima.
Calefacción con tubos metálicos
Los tubos de metal incluyen tubos de acero y cobre.
El cableado de calefacción de agua de una casa de acero le costará relativamente poco dinero (y esta es la principal ventaja de este material). Este metal es bastante versátil, apto tanto para calentar agua como vapor. Soporta una gran presión.La principal desventaja de las tuberías de acero es que se corroen rápidamente. Esto se refleja no tanto en la calidad de la calefacción como en la apariencia de su hogar: las tuberías oxidadas no son la mejor decoración de interiores.
Las tuberías de cobre tienen más ventajas: son extremadamente duraderas, mantienen bien la temperatura y no se corroen. Otra ventaja de las tuberías de cobre es la suavidad de su superficie interior, que proporciona una alta velocidad de movimiento del líquido a través del sistema de calefacción. La principal desventaja del cobre es su elevado precio.
Cabe señalar que tanto las tuberías de acero como las de cobre solo son adecuadas para sistemas de calefacción abiertos y no se pueden instalar en paredes o suelos. Por tanto, como podemos ver, su universalidad tiene un límite.
Calentar una casa con tuberías de polipropileno.
La principal ventaja de las tuberías de polipropileno es su resistencia a factores ambientales externos: corrosión, descomposición, bacterias y compuestos químicos.
Además una de las grandes ventajas de este material es su ligereza. Por lo tanto, se siguen otras ventajas: tales tuberías son más fáciles de instalar, son adecuadas tanto para su uso en la pared de soporte como en la pared interior.
La calefacción de polipropileno permite ahorrar el consumo de combustible (gas o electricidad) utilizado para calentar la caldera debido al bajo coeficiente de fricción, ya que el refrigerante pasa fácilmente a través del sistema de calefacción. Pero la diferencia es insignificante.
Además, las tuberías de polipropileno son bastante plásticas, tienen diferentes modificaciones con muchas juntas y también se complementan con una gran selección de varios componentes, lo que permite la instalación de sistemas de calefacción complejos.
Y finalmente, el calentamiento con tuberías de polipropileno se puede realizar tanto en sistemas abiertos como cerrados, cuando todas las tuberías están ocultas en el suelo o paredes.
Con todas las ventajas visibles, estas tuberías tienen desventajas. En primer lugar, con una resistencia bastante alta al ataque químico, tales tuberías son fácilmente susceptibles a la acción mecánica (puede cortarlas con un cuchillo de cocina común). En segundo lugar, el polipropileno no es adecuado para todos los tipos de sistemas de calefacción. Definitivamente no se puede usar en combinación con un generador de vapor, pero son excelentes para el calentamiento de agua que estamos considerando. Además, el calentamiento de agua con polipropileno implica la presencia de una gran cantidad de juntas, lo que afecta en gran medida la confiabilidad del sistema.
Calefacción con tubos de metal-plástico
Si hablamos de las ventajas de las tuberías de metal y plástico, podemos destacar las mismas ventajas que las de las contrapartes de polipropileno. Pero cabe destacar que son capaces de mantener una temperatura más elevada. Y además, y este es su principal rasgo distintivo, el metal-plástico se dobla a la perfección. Al mismo tiempo, no puedes tener miedo de dañarlo. Y este hecho convierte a este tipo de tuberías en una opción ideal para el sistema de "suelo caliente".
Entre las desventajas se encuentra un precio más alto en comparación con los análogos de polipropileno.
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Sistemas de ingeniería: suministro de agua de calefacción:
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Calefacción con rodapié de agua
Al final de nuestro artículo, queremos contarle sobre la "última palabra" en el campo de los sistemas de calentamiento de agua. Si desea que el calor de su hogar sea invisible en el verdadero sentido de la palabra, entonces la calefacción de rodapiés es su opción.
Dicho dispositivo de calefacción es un cuerpo que se parece a un zócalo ordinario, dentro del cual hay un elemento calefactor: tubos especiales. Primero se calientan, luego el cuerpo, luego el calor se distribuye a lo largo de las paredes.
Este tipo de calefacción es una solución ideal para nuestras tiras, donde a menudo se forma moho en las paredes debido a la humedad. Además, como ya se mencionó, su interior no se verá estropeado por tuberías o radiadores.
Pero este sistema también tiene sus inconvenientes:
- no se puede usar en las paredes a lo largo de las cuales se instalan los muebles
- para habitaciones grandes, será necesario instalar 2-3 edificios, ya que la longitud máxima del circuito de calefacción es de 15 metros.
Calefacción con convectores de agua
Probablemente lograste chocar con convectores eléctricos. Hay lo mismo, solo agua. Están conectados en calentamiento de agua de acuerdo con las mismas reglas que los radiadores. Y son esencialmente los mismos radiadores, solo que con un principio diferente de transferencia de calor.
Los convectores de agua funcionan según el principio de convección. El aire frío entra desde abajo, el aire caliente sale desde arriba. Debido a esto, la habitación se calienta muy rápidamente.
Las desventajas de tales dispositivos de calentamiento de agua incluyen su alto costo, en comparación con los radiadores convencionales.
Si estudió detenidamente nuestro artículo, vio qué variedad de soluciones para llevar a cabo el calentamiento de agua en una casa privada representa el mercado moderno de equipos de calefacción. Solo tienes que elegir la mejor opción, en base a los parámetros de tu propio hogar y capacidades materiales. ¡Paz y calidez a tu hogar!
