Proceso de calentamiento o sistema

Calentamiento de aire caliente

Debido a su baja densidad, el aire transporta menos calor en distancias más cortas que el agua caliente o el vapor. Sin embargo, el uso del aire como el principal transportador de calor es la regla en los hogares y oficinas estadounidenses, aunque ha habido una creciente preferencia por los sistemas de agua caliente, que se han utilizado en los países europeos durante algún tiempo. El calor del horno se transfiere al aire en los conductos, que se elevan a las habitaciones por encima de donde se emite el aire caliente a través de los registros. El aire caliente de un horno, que es más liviano que el aire más frío que lo rodea, puede transportarse por gravedad en los conductos a las habitaciones, y hasta alrededor de 1930 este era el método habitual empleado. Pero un sistema de gravedad requiere conductos de diámetro bastante grande (20–36 cm [8–14 pulgadas]) para reducir la fricción del aire, y esto resultó en que el sótano se llenara con conductos. Además, las habitaciones distantes del horno tendían a estar subcalentadas, debido a la pequeña diferencia de presión entre el aire de suministro calentado y el aire más frío que regresaba al horno. Estas dificultades se resolvieron mediante el uso de ventiladores accionados por motor, que pueden forzar el aire calentado a través de pequeños conductos rectangulares compactos a las habitaciones más distantes de un edificio. El aire calentado se introduce en habitaciones individuales a través de registros, rejillas o difusores de varios tipos, incluidos arreglos que se asemejan a zócalos a lo largo de las paredes. Las corrientes de aire a través de puertas abiertas y salidas de aire de retorno ayudan a distribuir el calor de manera uniforme. El aire caliente, después de ceder su calor a la habitación, regresa al horno. Todo el sistema está controlado por termostatos que muestrean temperaturas y luego activan el quemador de gas y los sopladores que hacen circular el aire caliente a través de los conductos. Una ventaja del calentamiento forzado de aire caliente es que el aire puede pasar a través de filtros y limpiarse a medida que circula por el sistema. Y si el conducto tiene el tamaño adecuado, la adición de una bobina de enfriamiento conectada a la maquinaria de refrigeración adecuada convierte fácilmente el sistema en un sistema de aire acondicionado durante todo el año.

Air también funciona en conjunto con otros sistemas. Cuando el medio calentado primario es vapor o agua caliente, el aire forzado impulsado por los ventiladores distribuye el calor por convección (movimiento de aire). Incluso el radiador de vapor común depende más de la convección que de la radiación para la emisión de calor.

Calentamiento de agua caliente

El agua es especialmente favorecida para los sistemas de calefacción central porque su alta densidad le permite retener más calor y porque su temperatura se puede regular más fácilmente. Un sistema de calentamiento de agua caliente consiste en la caldera y un sistema de tuberías conectadas a radiadores, tuberías u otros emisores de calor ubicados en habitaciones para calentar. Las tuberías, generalmente de acero o cobre, suministran agua caliente a los radiadores o convectores, que ceden su calor a la habitación. El agua, ahora enfriada, vuelve a la caldera para recalentar. Dos requisitos importantes de un sistema de agua caliente son (1) disposiciones para permitir la expansión del agua en el sistema, que llena la caldera, los emisores de calor y las tuberías, y (2) medios para permitir que el aire escape manualmente. o válvula de accionamiento automático. Los primeros sistemas de agua caliente, como los sistemas de aire caliente, operados por gravedad, el agua fría, que es más densa, vuelve a la caldera y obliga al agua más ligera calentada a subir a los radiadores. Ni el sistema de gravedad de aire caliente ni el de gravedad de agua caliente podrían usarse para calentar habitaciones debajo del horno o la caldera. En consecuencia, las bombas accionadas por motor ahora se utilizan para conducir agua caliente a través de las tuberías, lo que permite ubicar la caldera a cualquier altura en relación con los emisores de calor. Al igual que con el aire caliente, se pueden usar tuberías más pequeñas cuando se bombea el fluido que con la operación por gravedad.

Calentamiento de vapor

Los sistemas de vapor son aquellos en los que se genera vapor, generalmente a menos de 35 kilopascales (5 libras por pulgada cuadrada) en la caldera, y el vapor se conduce a los radiadores a través de tuberías de acero o cobre. El vapor cede su calor al radiador y el radiador a la habitación, y el enfriamiento del vapor lo condensa en agua. El condensado se devuelve a la caldera por gravedad o por una bomba. La válvula de aire en cada radiador es necesaria para permitir que el aire escape; de lo contrario, evitaría que el vapor ingrese al radiador. En este sistema, tanto el suministro de vapor como el retorno de condensado son transportados por la misma tubería. Los sistemas más sofisticados utilizan un sistema de distribución de dos tubos, manteniendo el suministro de vapor y el retorno del condensado como dos corrientes separadas. La principal ventaja de Steam, su alta capacidad de transporte de calor, es también la fuente de sus desventajas. La alta temperatura (aproximadamente 102 ° C [215 ° F]) del vapor dentro del sistema hace que sea difícil de controlar y requiere ajustes frecuentes en su tasa de entrada a las habitaciones. Para funcionar de manera más eficiente, los sistemas de vapor requieren más aparatos que los sistemas de agua caliente o aire caliente, y los radiadores utilizados son voluminosos y poco atractivos. Como resultado, el aire caliente y el agua caliente generalmente han reemplazado el vapor en la calefacción de las casas construidas a partir de los años treinta y cuarenta.

Calor electrico

La electricidad también se puede utilizar en calefacción central. Aunque generalmente es más costoso que los combustibles fósiles, su costo relativamente alto puede compensarse con el uso de corriente eléctrica cuando la demanda normal disminuye, ya sea de noche o en invierno, es decir, cuando las demandas de iluminación, energía y aire acondicionado son bajas. es el exceso de capacidad de potencia en las redes eléctricas regionales o locales. El método más común para convertir la electricidad en calor es mediante resistencias, que se calientan cuando una corriente eléctrica se envía a través de ellas y encuentra resistencia. La corriente se activa automáticamente mediante termostatos en las habitaciones a calentar. Las resistencias se pueden usar para calentar el aire o el agua que circulan o, en forma de convectores de placa base, pueden calentar directamente el aire a lo largo de las paredes de una habitación individual, estableciendo corrientes convectivas.