Calefacción doméstica: comprensión de los sistemas de calderas de agua caliente

Los sistemas de calderas para la calefacción de toda la casa son más comunes en las casas antiguas que en las modernas, principalmente porque sistemas de calefacción que incluyen refrigeración y ventilación los han reemplazado en gran medida. Sin embargo, los sistemas de calefacción por caldera, también conocidos como sistemas de calefacción hidrónicos, ofrecen ventajas sobre los sistemas de aire forzado que vale la pena considerar incluso si está construyendo una casa nueva. Y si se muda a una casa antigua que ya tiene radiadores o calentadores de placa base, debe tomarse un momento para apreciar los beneficios del calor hidrónico. También debe aprender cómo funciona su sistema de calefacción hidrónica para que pueda aprovecharlo al máximo y saber qué hacer en caso de que las cosas no funcionen.

Cómo funcionan los sistemas de calderas

Muchos sistemas de calefacción de calderas más antiguos son sistemas de gravedad y se basan en el hecho de que el vapor se eleva naturalmente al punto más alto del sistema. Los sistemas contemporáneos, por otro lado,

El corazón del sistema es el caldera, un nombre de los días en que la mayoría de las calderas hervían agua. Al igual que los tanques de vapor de antaño, muchas calderas modernas están hechas de hierro fundido (aunque muchas no lo son), pero aunque hacen circular agua en lugar de aire, funcionan casi exactamente como hornos. Un combustible, que puede ser gas natural, propano, petróleo o electricidad, produce calor, que se transfiere al agua mediante un intercambiador de calor, y una bomba hace circular el agua caliente por todo el sistema. El agua transfiere calor a los elementos en cada uno de los calentadores individuales colocados por toda la casa y regresa a la caldera para ser recalentada. Eso es todo: los sistemas de calderas son la esencia de la simplicidad.

Debido a que el agua se expande cuando se calienta, un sistema de caldera necesita un Tanque de expansión, generalmente ubicado cerca de la caldera, para actuar como depósito y evitar la sobrepresurización del sistema. Si la caldera quema un combustible, también necesita un conducto de humos para expulsar los gases de combustión. Para aumentar la eficiencia energética, los sistemas de calderas pueden equiparse con válvulas de zona para permitir que el sistema caliente selectivamente ciertas partes de la casa y no otras. Normalmente, cada válvula tiene su propio termostato y, al ajustarlo, los propietarios pueden calentar un dormitorio y dejar el resto de la casa a una temperatura más fría.

¿Qué tan eficientes son los sistemas de calderas?

La eficiencia de las calderas, como la de los hornos, se mide por la eficiencia de utilización anual de combustible (AFUE) sistema de clasificación, y la Comisión Federal de Comercio requiere que cada caldera tenga una etiqueta que muestre su AFUE clasificación. La clasificación mínima permitida depende del tipo de combustible y de si el sistema de calefacción funciona con vapor o agua caliente.

Las calderas de agua caliente a gas deben tener una calificación AFUE mínima del 82 por ciento, mientras que para las calderas de vapor a gas, el mínimo es del 80 por ciento. Para una caldera de aceite, estas clasificaciones son del 84 por ciento para agua caliente y del 82 por ciento para vapor. Para obtener la etiqueta ENERGY STAR, las calderas de aceite deben tener una calificación AFUE de al menos el 87 por ciento, mientras que el mínimo para las calderas de gas es del 90 por ciento. Las calderas de condensación deben tener una calificación AFUE de al menos el 88 por ciento, y algunas tienen calificaciones mucho más altas que el mínimo.

Calderas de condensación, como hornos de condensación, tienen cámaras de combustión selladas y condensan los gases de combustión para extraer la máxima cantidad de calor. Estas calderas de alta eficiencia tienen ventilaciones de escape de PVC que no pueden ser corroídas por el escape ácido y frío. gases, mientras que las calderas de combustión convencionales tienen conductos de acero galvanizado para evacuar los gases, que son todavía caliente. Las calderas eléctricas no queman combustible, por lo que no tienen salidas de aire. Sobre el papel, son los más eficientes de todos, aunque su funcionamiento es más caro, debido al mayor coste de la electricidad. Además, esta eficiencia no tiene en cuenta la cantidad significativa de energía necesaria para generar la electricidad en una central eléctrica convencional.

Elementos calefactores para sistemas de calderas

El calor hidrónico es calor radiante y se eleva por convección natural de los elementos calefactores, que normalmente se colocan en el suelo o cerca del mismo. Este tipo de calor calienta los objetos a su paso en lugar de solo el aire, lo que permite un calentamiento uniforme y más cómodo en toda la habitación. Los tres tipos de elementos calefactores que puede utilizar en un sistema de calefacción hidrónica son radiadores, calefactores de zócalo y tuberías de calefacción en el suelo.

La radiadores en los sistemas hidrónicos modernos tienen la forma de los de hierro fundido que se encuentran en las casas más antiguas con sistemas de calderas, pero están hechos de metal liviano y son más pequeños, aunque irradian la misma cantidad de calor. Pueden hacer esto porque la tubería interna es más compleja y está mejor diseñada, lo que permite que el calor del agua o del vapor entre en contacto con más metal. Los elementos calefactores que se encuentran en la mayoría calentadores de zócalo constan de múltiples aletas de metal unidas a la tubería de agua principal. Cada aleta irradia calor y su gran número aumenta en gran medida la cantidad de calor que emite el elemento.

Aunque todos los elementos calefactores hidrónicos irradian calor, cuando los técnicos de HVAC hablan de calor radiante, por lo general se refieren a elementos de calefacción en el piso. Estas son tuberías conductoras de calor, generalmente de cobre pero a veces PEX, que generalmente se instalan mientras se construye la casa para que puedan enterrarse debajo del piso. Es posible modernizar un piso de madera existente con tubos de calor radiante quitando el revestimiento del piso e instalando los tubos entre las vigas. Incluso es posible instalarlos desde debajo del piso colgándolos en la parte inferior de las vigas del piso, lo que hace innecesario quitar el revestimiento del piso.

Maneras de mejorar la eficiencia de un sistema de caldera

Al igual que con cualquier sistema de calefacción, puede mejorar la eficiencia sellando los huecos en las paredes, el techo y el piso, agregando más aislamiento a su casa e instalando sistemas energéticamente eficientes. puertas y ventanas. Podría considerar contratar a un contratista para que realice una auditoría energética para identificar pequeñas brechas que necesitan atención. El contratista usará un soplador para crear una pequeña cantidad de presión negativa en la casa, lo que facilita la búsqueda de espacios ya que el aire soplará a través de ellos.

Otro método para mejorar la eficiencia de los sistemas de calderas es instalar un controlador de reinicio al aire libre en el costado de la casa. Esto se suministra con la mayoría de los sistemas de calderas nuevos, pero si se muda a una casa con un sistema existente, es posible que nunca se haya instalado el reinicio exterior. Este dispositivo monitorea la temperatura exterior y baja la temperatura del agua cuando hace calor y se necesita menos calor interior. Cuesta alrededor de $ 400 instalar uno, y se amortiza rápidamente en ahorros de energía.

También puede ahorrar energía ampliando la banda muerta de su termostato o instalando un termostato de retroceso, que tiene capacidad de banda muerta. La banda muerta es un rango de temperaturas a cada lado de la temperatura objetivo de la habitación en el que la caldera permanece apagada. Por ejemplo, si la temperatura objetivo es de 70 grados y la banda muerta es de ± 2 grados, el termostato dejará que la temperatura baje a 68 grados antes de encender la caldera. Si amplía la banda muerta a ± 5 grados, el sistema permitirá que la temperatura descienda a 65 grados, lo que es algo más frío pero aún cómodo para la mayoría de las personas. Si su termostato actual no se puede ajustar de esta manera, considere reemplazarlo por uno que sí lo sea.

Beneficios de los sistemas de calefacción hidrónicos

Además de proporcionar un calor más cómodo y uniforme, los sistemas de calderas ofrecen una serie de otros beneficios, entre los que se destaca que las calderas pueden funcionar calentadores de agua y puede ayudar a calentar agua (a menudo junto con un calentador de agua) para usar en el baño y la cocina, así como para la calefacción. sistema. Ya sea que diseñe o no su sistema para hacer eso, no tendrá que ir a los gastos de instalación ductos, que es difícil e incluso más caro de hacer si su casa no tiene espacio para conductos. Otras cosas que te gustarán incluyen:

• ​Sin soplador:Un sistema hidrónico no necesita soplador, por lo que no hay ruido y hay menos posibilidades de que circulen alérgenos y otros contaminantes por la casa porque se olvidó de cambiar los filtros. Un soplador típico consume alrededor de 400 vatios de electricidad por hora y cuesta entre $ 1,00 y $ 1,50 por hora. día para operar, mientras que una bomba de circulación hidrónica consume de 100 a 200 vatios y cuesta la mitad de mucho.

• ​Poco efecto sobre la humedad.: A diferencia de un sistema de calefacción de aire forzado, un sistema hidrónico no crea corrientes de aire enérgicas que succionen la humedad de la habitación. De hecho, un sistema de calefacción hidrónico tiene un efecto insignificante sobre la humedad de la habitación y la calidad del aire en general.

• ​Sin problemas de presión de aire: Debido a que un sistema hidrónico irradia calor en lugar de calentar y hacer circular aire, nunca hay bolsas de aire demasiado frío o demasiado caliente, y las puertas nunca serán difíciles de abrir debido a la presión del aire diferenciales.

• ​Menos costoso de operar:En promedio, los sistemas de calefacción hidrónicos cuestan alrededor de un 20 por ciento menos de operar que los hornos de aire forzado.

Algunas cosas que puede que no te gusten

Aunque la calefacción hidrónica tiene muchas ventajas, tiene importantes inconvenientes que la convierten en una mala elección para determinadas situaciones. Uno de los principales inconvenientes es también una de sus ventajas: no hay conductos, por lo que si la casa necesita un sistema de aire acondicionado o un sistema de ventilación, estos deben instalarse independientemente de la calefacción sistema. Muchas casas contemporáneas están construidas con tanta fuerza que un intercambiador de aire Es una necesidad sacar el aire viciado de la casa y reemplazarlo con aire fresco, y si va a instalar conductos para eso, también podría instalar un horno. Además de esto, los sistemas de calefacción hidrónica presentan otros problemas:

• ​Tuberías de agua en las paredes.: Cada vez que coloque tuberías de plomería en las paredes, existe la posibilidad de que se produzcan fugas, e incluso una pequeña fuga puede causar daños importantes en la estructura, los paneles de yeso y el aislamiento, por no hablar de permitir molde crecer. Además, si la casa sufre un corte de energía en el invierno, las tuberías podrían congelarse y estallar.
  
• ​Tiempo de calentamiento prolongado: Pueden pasar varios minutos hasta que los elementos calefactores hidrónicos se calienten lo suficiente para irradiar calor y varios minutos más para que el calor se extienda por toda la habitación. Por otro lado, los elementos permanecen calientes durante varios minutos después de que se apaga la caldera, lo que puede ser algo bueno o malo.
  
• ​Los elementos calefactores ocupan espacio:Tienes que diseñar la decoración de tu habitación en torno a los elementos calefactores porque no puedes poner muebles delante de uno o dejar que esté parcialmente cubierto por cortinas.
  
• ​Esclusas de aire: Si entra aire en las tuberías de agua, se pueden formar burbujas que impiden la circulación del agua. Si los elementos calefactores no tienen válvulas de purga, la única forma de purgar el aire es drenar la caldera.