Sistemas de calefacción de aire para una casa privada.

Bombas de calor y acondicionadores de aire por conductos

En ocasiones se pueden encontrar sistemas de climatización combinados, que incluyen componentes como:

• Acondicionador de aire por conductos, que, dependiendo de la climatología, es capaz de calentar, enfriar y deshumidificar el aire.
• Filtro de polvo.
• Un filtro ultravioleta que desinfecta el aire.
• Sistema de ventilación de suministro y escape.

Aires acondicionados de conducto

En este caso, la fuente de energía térmica es la energía eléctrica. Al estudiar las revisiones, se puede notar que tal esquema de trabajo es muy conveniente. Después de todo, solo tiene una unidad de control que controla absolutamente todas las características desde un punto. En comparación con el sistema tradicional, donde el ventilador está en algún lugar del ático, los acondicionadores de aire están en las habitaciones y el aire caliente a través de tuberías está en otro lugar, este sistema parece más inteligente y mejorado.

Además, con un sistema combinado de este tipo, puede salvar el interior del local.De hecho, en este caso, solo serán visibles las rejillas de ventilación, ya que el calentamiento del aire, como se ve en la foto, no requiere la instalación de cableado y radiadores.

Salida de aire caliente para sistema de calefacción de aire.

Por supuesto, hay varias desventajas de este tipo de esquema. El costo del sistema terminado es bastante alto. Por ejemplo, si tomamos acondicionadores de aire por conductos chinos con una potencia calorífica de 15 kWh para calefacción, costarán alrededor de 70,000 rublos.

La unidad exterior, que toma calor del aire atmosférico, puede funcionar a una temperatura no inferior a -15 - -25 grados centígrados. Y con una caída de la temperatura exterior, la eficiencia del sistema solo disminuirá.

Una alternativa a dicho sistema es una bomba de calor geotérmica. Entonces, si en invierno el aire se enfría a un régimen de temperatura muy bajo, entonces, por debajo de la profundidad de congelación, la tierra se calienta constantemente hasta 8-12 grados. Se sumerge un intercambiador de calor con un área suficiente en el suelo, y tendrá un recurso casi infinito de calor que debe bombearse a su hogar.

Los últimos sistemas de calefacción.

Un ejemplo de un sistema bastante asequible y al mismo tiempo efectivo, adecuado tanto para una casa de campo como para un apartamento, es la calefacción por suelo radiante eléctrico. Habiendo incurrido en gastos relativamente pequeños para la instalación de dicha calefacción, es posible proporcionar calor a un hogar y no comprar calderas. El único inconveniente es el costo de la electricidad. Pero dado que la calefacción por suelo radiante moderna es bastante económica, sí, si tienes un contador multitarifa, esta opción puede ser aceptable.

Para referencia.Al instalar un suelo radiante eléctrico, se utilizan 2 tipos de calentadores: una película delgada de polímero con elementos de carbono revestidos o un cable calefactor.

En las regiones del sur con alta actividad solar, otro sistema de calefacción moderno funciona bien. Estos son colectores solares de agua instalados en el techo de edificios u otros lugares abiertos. En ellos, con pérdidas mínimas, el agua se calienta directamente del sol, luego de lo cual se alimenta a la casa. Un problema: los colectores son absolutamente inútiles por la noche, así como en las regiones del norte.

Varios sistemas solares que toman el calor del suelo, el agua y el aire y lo transfieren a una casa privada son instalaciones en las que se implementan las tecnologías de calefacción más modernas. Al consumir solo 3-5 kW de electricidad, estas unidades pueden "bombear" desde el exterior 5-10 veces más calor, de ahí el nombre: bombas de calor. Además, con la ayuda de esta energía térmica, puede calentar el refrigerante o el aire, a su discreción.

Un ejemplo de bomba de calor de aire es un acondicionador de aire convencional, el principio de funcionamiento es el mismo para ellos. Solo el sistema solar calienta igualmente bien una casa de campo en invierno y la refresca en verano.

Es un hecho bien conocido que cuanto más eficiente es una innovación en un sistema de calefacción, más costosa es, aunque requiere menores costos de operación. Por el contrario, los sistemas de calefacción eléctrica de alta tecnología que son baratos de instalar nos hacen pagar más tarde por la electricidad que usamos. Las bombas de calor son tan caras que no están disponibles para la mayoría de los ciudadanos del espacio postsoviético.

La segunda razón por la que los propietarios de viviendas se decantan por los sistemas tradicionales es la dependencia directa de los modernos equipos de calefacción de la disponibilidad de electricidad.Para los residentes de áreas remotas, este hecho juega un papel importante, ya que prefieren construir hornos de ladrillo y calentar la casa con leña.

El principio de funcionamiento y tipos de calentamiento de aire.

Debe saber que hay dos tipos diferentes de calefacción por aire, cada uno de los cuales se puede usar en la práctica.

El primero se implementa en sistemas con calentador. Es esencialmente similar al calentamiento con un portador de calor líquido, con la diferencia de que se usa aire caliente en lugar de un líquido. El calentador de conducto calienta el aire que se mueve a través de tuberías especiales a las habitaciones climatizadas.

Los conductos de aire llenos de aire caliente calientan la habitación. Dichos sistemas se usan poco hoy en día, ya que los canales se dañan inevitablemente durante la operación. Debido a la alternancia de calefacción y refrigeración, los conductos de aire se expanden o se estrechan, lo que debilita las juntas y aparecen grietas en las paredes.

Esto conduce a una violación del proceso de distribución del aire y, como resultado, a un calentamiento desigual de las instalaciones, lo cual no es deseable. Un sistema de calefacción al aire libre se considera más práctico.

El dispositivo de calentamiento de aire tiene mucho en común con el tipo de agua tradicional y el vapor de uso menos común. La principal diferencia es la ausencia de dispositivos de calefacción estándar: radiadores.

El principio de su funcionamiento es el siguiente. El generador de calor calienta el aire, que se suministra a través de un sistema de tuberías a las habitaciones calentadas. Aquí sale al exterior y se mezcla con el aire presente en la habitación, elevando así la temperatura en ella.

El aire enfriado se envía hacia abajo, donde ingresa a tuberías especiales y, a través de ellas, nuevamente ingresa al generador de calor para calentar.

El refrigerante de los sistemas de calefacción de aire pertenece a la categoría de secundario, porque. antes de eso, es calentado por el refrigerante primario - vapor o agua (+)

Según el radio de acción del sistema de calefacción con aire caliente, se dividen en locales y centrales. Los primeros incluyen circuitos diseñados para servir a un objeto (casa de campo, habitación, dos o más locales adyacentes), los últimos son edificios de apartamentos, instalaciones públicas e industriales.

Todos los sistemas se dividen en esquemas con recirculación completa del refrigerante, con recirculación parcial y flujo directo.

Los sistemas locales con recirculación de aire completa son con conductos (a) y sin conductos (b). Estos son esquemas con el movimiento natural del aire caliente. Si la calefacción se combina con la ventilación, se utilizan otros esquemas (c, d) con recirculación parcial. Según qué parte del aire se mezcla con la masa de aire de la habitación sin pasar por los canales

Todos los sistemas centrales pertenecen a la categoría de flujo directo. Para ellos, el aire refrigerante se calienta en el centro de calefacción del edificio y luego se entrega a las instalaciones a través de distribuidores de aire. Los esquemas centrales son sólo de canal.

Los sistemas de aire de un solo paso son demasiado costosos para el sector privado. Están dispuestos donde se está construyendo una ventilación que procesa una masa de aire igual en volumen a la masa de aire requerida para calentar.

La calefacción central de aire se dispone en industrias que producen o utilizan en la fabricación de productos inflamables, tóxicos, explosivos, etc. sustanciasEn la disposición de casas de campo, este tipo se usa si se requiere el transporte de aire caliente a larga distancia.

La organización del esquema para comerciantes privados no es práctica debido a la necesidad de utilizar equipos de ventilación potentes.

¿Cómo funciona?

El principio de funcionamiento del sistema de aire se basa en el uso de un generador de calor, en cuyo intercambiador de calor se calienta el aire a valores óptimos de 50-60C. Luego, las corrientes calientes se distribuyen a través del conducto y se trasladan a las habitaciones, calentándolas uniformemente. El sistema también tiene en su diseño huecos especiales en forma de rejillas empotradas en las paredes o en el suelo. A través de ellos, el aire enfriado regresa al generador de calor a través de conductos de aire. Por lo tanto, podemos decir que dicho dispositivo actúa simultáneamente como elemento calefactor, ventilador e intercambiador de calor.

Los sistemas de aire a menudo funcionan con una bomba de calor o un quemador de gas, pero a veces el aire se calienta con agua caliente proveniente de las comunicaciones centrales. La velocidad de calentamiento de las habitaciones, por regla general, depende de su tamaño. Por tanto, el caudal de aire puede ser de 1000 a 4000 m3 por hora, siempre que la presión en el sistema sea de al menos 150 Pa. Para minimizar las pérdidas de calor en habitaciones grandes, el dispositivo se complementa con elementos térmicos auxiliares. Además, se recomienda instalar conductos de aire de hasta 30 m de largo, estos acortan el camino de paso del aire, manteniendo su temperatura.

El efecto operativo del sistema también se incrementa mediante la instalación de unidades de aire acondicionado. Gracias a este esquema, en la estación fría, las instalaciones se calentarán bien y en verano, se enfriarán.Esto mantendrá un microclima constante que sea favorable para vivir en la casa.

1 Calentamiento de aire en el hogar: hay muchas ventajas, pero pocas desventajas

Muchos sistemas de calefacción modernos tienen deficiencias bastante serias. Esto obliga a los propietarios a buscar opciones de calefacción más eficientes. En los últimos años han comenzado a ganar bastante popularidad los sistemas de aire, que calientan por igual tanto grandes locales (tanto residenciales como industriales o administrativos), como viviendas muy pequeñas de varias estancias. Este tipo de calefacción se caracteriza por las siguientes ventajas:

1. 1. No es necesario gastar dinero en la compra de tuberías y radiadores, así como en su instalación.
2. 2. La eficiencia de los sistemas de aire se acerca al 90%.
3. 3. La posibilidad de organizar, en el marco de un proyecto, un complejo combinado para mantener la temperatura requerida en una casa privada (aire acondicionado más calefacción).
4. 4. Completa seguridad en la operación del equipo. Los sistemas que estamos considerando están equipados con automatización altamente sensible. Es ella quien controla el funcionamiento de la calefacción cada segundo. En cuanto se produce cualquier avería, existe peligro de fuga, el automatismo desconecta las instalaciones de aire usado.
5. 5. Bajo consumo de energía, costo asequible y recuperación rápida de los equipos de calefacción instalados. La calefacción de aire para cualquier casa privada será verdaderamente rentable y económica.
6. 6. Estética. La vivienda no necesita estar abarrotada de radiadores y carreteras que los conecten. Debido a esto, todo el espacio libre de las habitaciones se puede utilizar para crear interiores elegantes.
7. 7. Operación fácil.Iniciar el sistema, seleccionar el modo requerido de su operación, detener el equipo y muchos otros procesos se llevan a cabo en modo de control automático. La probabilidad de cometer un error por parte de una persona al usar la calefacción por aire se reduce, de hecho, a cero.

Además, el tipo de calentamiento descrito es duradero y confiable. Si el proyecto de calefacción se elabora correctamente, la instalación se completa sin errores y el mantenimiento regular se realiza a tiempo, la red durará de 20 a 25 años sin el menor accidente. También notamos la tasa excepcionalmente alta de calentamiento del aire. En los casos en que la temperatura en la habitación fuera cero o negativa, después de encender el equipo, se tarda un máximo de 30-40 minutos en calentar completamente la habitación.

Calentamiento de aire en casa.

La desventaja del calentamiento por aire es la necesidad de un mantenimiento bastante frecuente (y necesariamente regular). Otra desventaja es la dependencia energética de los complejos descritos. El equipo es alimentado por electricidad. Si no hay luz en la casa, el sistema se detendrá. Solo hay una forma de resolver este problema: ocuparse de instalar una fuente adicional (autónoma) de energía eléctrica.

Calentamiento a vapor

la caldera calienta el agua a la temperatura en que el agua se convierte en vapor. colectiva y directa.

Ventajas del calentamiento por vapor:

• instalación económica y dimensiones compactas
• sin pérdida de calor en los intercambiadores de calor
• alta transferencia de calor
• el vapor, a diferencia del agua, no se congela en las tuberías
• economía

Desventajas del calentamiento por vapor:

• el vapor destruye gradualmente las tuberías
• es imposible regular suavemente la temperatura en la visita
• la superficie de los radiadores se calienta a una temperatura alta y, si se toca accidentalmente, puede quemarse

Etapas de preparación para la instalación de calefacción a vapor:

1ª etapa: elegir una caldera de vapor. Su potencia es similar a la de una caldera de agua. También funciona con gas natural, combustibles sólidos y líquidos.

2ª etapa: elegir los conductos por los que fluirá el vapor. Las tuberías de acero son buenas para todos, pero tienen pocas propiedades anticorrosivas. Las tuberías galvanizadas e inoxidables resisten bien la corrosión, pero son bastante caras. Las tuberías de cobre tienen el mismo inconveniente, pero son fáciles de empotrar en las paredes, soportan bien las altas temperaturas y la presión. Las tuberías de plástico son peligrosas de usar porque no pueden soportar la presión. La condición principal, independientemente del material de la tubería, es comprar tuberías fabricadas en fábrica. Montarlos es necesario entre ellos en el edificio, y no en la calle.

3ra etapa: hacemos un diagrama del dispositivo del futuro sistema de calefacción. Se tiene en cuenta la longitud total de la tubería con todos los ramales, el material del que estará hecha, la instrumentación, las válvulas de seguridad y de cierre, el número de tees y transiciones. Nuevamente, todo esto lo pueden hacer los empleados de la empresa, donde comprará todo lo que necesita.

4ª etapa: instalar una caldera de vapor. La habitación donde se colocará debe tener al menos 2,2 metros de altura. La distancia de la pared a la caldera debe ser de al menos un metro. Las paredes deben ser de ladrillo o revestidas con tejas resistentes al fuego. La habitación debe tener una ventana y un sistema de ventilación. La caldera se monta por debajo del nivel de los radiadores. Esto permitirá que el vapor se eleve y el condensado acumulado se drene automáticamente de regreso a la caldera.Junto con la caldera, se instalan sensores, válvulas, fusibles y otros dispositivos.

5ª etapa: se realiza la instalación de radiadores. Deben tener al menos 7 rodillas. Se pueden fijar a la pared con un taladro, un punzón y destornilladores. Los radiadores se montan en el sistema de calefacción mediante una conexión roscada o soldadura. ¡La estanqueidad es vital! De lo contrario, los radiadores perderán vapor. La instalación de tuberías se lleva a cabo no antes de la instalación de radiadores.

Características del sistema de calefacción de flujo directo.

En un sistema de flujo directo, el aire se toma de la calle, se calienta con un calentador y, después de distribuirse por toda la casa, se vuelve a sacar a la calle a través de los conductos de extracción. Tal esquema es bueno porque se suministra constantemente aire limpio y fresco a las instalaciones, y se eliminan irrevocablemente la contaminación, los olores desagradables y el exceso de humedad.

Pero junto con ellos, una parte sustancial del calor también sale volando hacia la tubería, lo que conduce a un consumo excesivo de combustible. Para eliminar esta deficiencia, se utilizan sistemas con recuperación, en los que el calor del aire eliminado a través del aire de escape en un intercambiador de calor especial se transfiere al aire fresco recién entrante.

Cómo conectar una caldera de combustible sólido

El esquema canónico para conectar una caldera de combustible sólido contiene dos elementos principales que le permiten funcionar de manera confiable en el sistema de calefacción de una casa privada. Se trata de un grupo de seguridad y una unidad de mezcla basada en una válvula de tres vías con cabezal térmico y sensor de temperatura, que se muestra en la figura:

Nota. El tanque de expansión no se muestra aquí de manera convencional, ya que puede ubicarse en diferentes lugares en diferentes sistemas de calefacción.

El diagrama presentado muestra cómo conectar la unidad correctamente y siempre debe acompañar a cualquier caldera de combustible sólido, preferiblemente incluso de pellets. Puede encontrar varios esquemas generales de calefacción en cualquier lugar: con un acumulador de calor, una caldera de calefacción indirecta o una flecha hidráulica, en la que no se muestra esta unidad, pero debe estar allí. Más sobre esto en el video:

La función del grupo de seguridad, instalado directamente a la salida del tubo de entrada de la caldera de combustibles sólidos, es descargar automáticamente la presión en la red cuando supera el valor establecido (normalmente 3 bar). Esto se realiza mediante una válvula de seguridad y, además, el elemento está equipado con una purga de aire automática y un manómetro. El primero libera el aire que aparece en el refrigerante, el segundo sirve para controlar la presión.

¡Atención! En el tramo de tubería entre el grupo de seguridad y la caldera, no está permitido instalar válvulas de corte

Cómo funciona el esquema

La unidad de mezcla, que protege el generador de calor del condensado y de las temperaturas extremas, funciona de acuerdo con el siguiente algoritmo, comenzando desde el encendido:

1. La leña se está quemando, la bomba está encendida, la válvula del lado del sistema de calefacción está cerrada. El refrigerante circula en un pequeño círculo a través de la derivación.
2. Cuando la temperatura en la tubería de retorno sube a 50-55 °C, donde se encuentra el sensor de cabeza de tipo remoto, el cabezal térmico, a su mando, comienza a presionar el vástago de la válvula de tres vías.
3. La válvula se abre lentamente y el agua fría ingresa gradualmente a la caldera, mezclándose con el agua caliente del bypass.
4. A medida que todos los radiadores se calientan, la temperatura general aumenta y luego la válvula cierra la derivación por completo, pasando todo el refrigerante a través del intercambiador de calor de la unidad.

Este esquema de tuberías es el más simple y confiable, puede instalarlo usted mismo de manera segura y garantizar así el funcionamiento seguro de la caldera de combustible sólido. Con respecto a esto, hay un par de recomendaciones, especialmente al atar un calentador de leña en una casa privada con tuberías de polipropileno u otro polímero:

1. Haga una sección de la tubería desde la caldera hasta el grupo de seguridad de metal y luego coloque plástico.
2. El polipropileno de paredes gruesas no conduce bien el calor, por lo que el sensor superior mentirá francamente y la válvula de tres vías llegará tarde. Para que el equipo funcione correctamente, la zona entre la bomba y el generador de calor, donde se encuentra el bulbo de cobre, también debe ser metálica.

Otro punto es el lugar de instalación de la bomba de circulación. Es mejor que se pare donde se muestra en el diagrama, en la línea de retorno frente a la caldera de leña. En general, puede poner la bomba en el suministro, pero recuerde lo que se dijo anteriormente: en caso de emergencia, puede aparecer vapor en la tubería de suministro. La bomba no puede bombear gases, por lo tanto, si ingresa vapor, la circulación del refrigerante se detendrá. Esto acelerará la posible explosión de la caldera, ya que no será enfriada por el agua que sale del retorno.

Manera de reducir el costo de flejado

Se puede reducir el costo del esquema de protección de condensado instalando una válvula mezcladora de tres vías de un diseño simplificado que no requiere la conexión de un sensor de temperatura adjunto y un cabezal térmico. En él ya está instalado un elemento termostático, ajustado a una temperatura de mezcla fija de 55 o 60 ° C, como se muestra en la figura:

Válvula de 3 vías especial para unidades de calefacción de combustibles sólidos HERZ-Teplomix

Nota. Válvulas similares que mantienen una temperatura fija de agua mezclada en la salida y están diseñadas para instalarse en el circuito primario de una caldera de combustible sólido son producidas por muchas marcas conocidas: Herz Armaturen, Danfoss, Regulus y otras.

La instalación de un elemento de este tipo definitivamente le permite ahorrar en la tubería de una caldera TT. Pero al mismo tiempo, se pierde la posibilidad de cambiar la temperatura del refrigerante con la ayuda de un cabezal térmico, y su desviación en la salida puede llegar a 1–2 °C. En la mayoría de los casos, estas deficiencias no son significativas.