Ventajas y desventajas del sistema de calefacción de baja temperatura. Radiadores de baja temperatura sistema REGULUS. Ventajas y desventajas de la calefacción a baja temperatura en una casa particular.

19.10.2019

Se consideran atributos sistemas de calefacción con un ajuste de temperatura alta. Pero los cimientos sobre los que se construyeron esas ideas están obsoletos. Actualmente no se prioriza el ahorro de metales y el aislamiento térmico frente al ahorro de recursos energéticos. Y las características de los radiadores actuales nos permiten hablar no solo de la probabilidad de su uso en comunicaciones de baja temperatura, sino también de las ventajas de tal conclusión. Así lo corroboran las investigaciones científicas realizadas a lo largo de un par de años a propuesta de la empresa Rettig ICC, propietaria de las marcas Purmo, Radson, Vogel, Finimetal, Myson: la reducción de la temperatura del refrigerante es la tendencia básica en el progreso de tecnología de calefacción en los últimos años en los países europeos. Esto se logró a medida que mejoró el aislamiento térmico de los edificios y se mejoraron los equipos de calefacción. En los años 80 los parámetros habituales se redujeron a 75/65 ºC (ida/retorno). La principal ventaja de esto fue la reducción de pérdidas durante la formación, transporte y distribución de calor, así como la seguridad para los consumidores. Los avances en materia de suministro de agua tampoco se detienen. Con el fin de proteger superficies internas tuberías contra la corrosión y nivel alto desgaste, use el obturador avk. Este es un determinado elemento de accesorios para tuberías, cuyas partes principales tienen la forma de un disco. Las características de alto rendimiento de la contraventana avk están garantizadas por el acero niquelado al carbono del que está fabricada, así como por un revestimiento epoxi. Una válvula avk se utiliza para agua y líquidos neutros.

Con la creciente popularidad de la calefacción por suelo radiante y otros tipos de paneles en los sistemas en los que se utilizan, la temperatura de suministro se ha reducido al nivel de 55 ºC, lo que fue tenido en cuenta por los creadores de generadores de calor, válvulas de equilibrio, etc. la temperatura de impulsión en sistemas de calefacción ultratecnológicos puede ser de 45 y 35 ºC. El impulso para lograr tales parámetros es la capacidad de operar de manera más eficiente fuentes como bombas de calor y calderas de condensación. A una temperatura del medio del circuito secundario de 55/45 ºC, el elemento de eficiencia COP para una bomba de calor de agua subterránea es de 3,6, y a 35/28 ºC ya es de 4,6 (durante el funcionamiento en calefacción). Y el uso de calderas en estado de condensación que requieran refrigeración. gases de combustión con agua de retorno por debajo de la “marca de rocío” (cuando se quema combustible - 47 ºC), se obtiene una bonificación en la eficiencia de aproximadamente el 15% o más. Así, reducir la temperatura del medio proporciona importantes ahorros de recursos y una reducción de la liberación de dióxido de carbono al aire. Hasta ahora, la solución básica para suministrar calor a estancias con baja temperatura del medio eran los “suelos cálidos”. y convectores con intercambiadores de cobre-aluminio.

La investigación iniciada por Rettig ICC permitió añadir a esta categoría los radiadores con paneles de acero. Con la ayuda de varias instituciones científicas, incluidas las de Helsinki y Dresde, se probaron en diversas condiciones de estudio. A la "base de pruebas" se han sumado también los resultados de otros trabajos sobre el funcionamiento de las modernas comunicaciones de calefacción: a finales de enero del año pasado, los resultados de la investigación fueron presentados a los periodistas de las principales publicaciones europeas en un evento celebrado en Purmo- Centro Radson en Erpfendorf.

Los radiadores se consideran tradicionalmente atributos de los sistemas de calefacción con parámetros de alta temperatura (en la literatura, los términos "alta temperatura" y "radiador" a menudo se utilizan incluso como sinónimos, en particular cuando se trata de circuitos de sistemas de calefacción). Pero los postulados en los que se basó este punto de vista están obsoletos. El ahorro de metal y el aislamiento térmico de los edificios hoy en día no está por encima del ahorro de recursos energéticos. A especificaciones Los radiadores modernos nos permiten hablar no solo de la posibilidad de su uso en sistemas de baja temperatura, sino también de las ventajas de dicha solución. esto esta probado Investigación científica, realizado durante dos años por iniciativa de Rettig ICC, propietario de las marcas Purmo, Radson, Vogel&Noot, Finimetal, Myson.

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Reducir la temperatura del refrigerante es la principal tendencia en el desarrollo de la tecnología de calefacción en las últimas décadas en los países europeos. Esto fue posible gracias a la mejora del aislamiento térmico de los edificios y de los dispositivos de calefacción. En los años 80, los parámetros estándar se redujeron a 75/65 ºC (flujo/retorno). El principal beneficio de esto fue la reducción de las pérdidas durante la generación, el transporte y la distribución de calor, así como una mayor seguridad para los usuarios.

Con la creciente popularidad de la calefacción por suelo radiante y otros tipos de paneles en los sistemas en los que se utilizan, la temperatura de suministro se ha reducido a 55 ºC, lo que tienen en cuenta los diseñadores de generadores de calor, válvulas de control, etc.

Hoy en día, la temperatura de suministro en los sistemas de calefacción de alta tecnología puede ser de 45 e incluso 35 ºC. El incentivo para alcanzar estos parámetros es la capacidad de utilizar de manera más eficiente fuentes de calor como bombas de calor y calderas de condensación. A una temperatura del refrigerante del circuito secundario de 55/45 ºC, el coeficiente de eficiencia COP para una bomba de calor tierra-agua es de 3,6, y a 35/28 ºC ya es de 4,6 (cuando funciona solo para calefacción). Y el funcionamiento de las calderas en modo condensación, que requiere enfriar los gases de combustión con agua de retorno por debajo del "punto de rocío" (cuando se quema combustible líquido - 47 ºC), proporciona una ganancia de eficiencia de aproximadamente el 15% o más. Así, reducir la temperatura del refrigerante proporciona importantes ahorros de recursos energéticos y, en consecuencia, una reducción de las emisiones de dióxido de carbono a la atmósfera.

Hasta ahora, la principal solución para calentar habitaciones con bajas temperaturas del refrigerante eran los “suelos cálidos” y los convectores con intercambiadores de calor de cobre y aluminio. La investigación iniciada por Rettig ICC ha permitido añadir a esta gama radiadores de paneles de acero. (Sin embargo, en este caso la práctica va por delante de la teoría y en Suecia estos dispositivos de calefacción se utilizan desde hace mucho tiempo como parte de sistemas de baja temperatura. .

Con la participación de varias organizaciones científicas, incluidas las universidades de Helsinki y Dresde, los radiadores se probaron en diversas condiciones controladas. La “base de evidencia” también incluye los resultados de otros estudios sobre el funcionamiento de sistemas modernos calefacción.

A finales de enero de 2011 se presentó material de investigación a periodistas de las principales publicaciones especializadas de Europa en un seminario celebrado en el centro de formación Purmo-Radson en Erpfendorf (Austria). Las presentaciones estuvieron a cargo del profesor de la Universidad de Bruselas (Vrije Universitet Bruselas, VUB) Lin Pieters y el jefe del Departamento de Sistemas Energéticos del Instituto de Física de la Construcción. Fraunhofer (Instituto Fraunhofer de Física de la Construcción, IBP) Dietrich Schmidt.

El informe de Lyn Peters abordó cuestiones de confort térmico, precisión y velocidad de respuesta del sistema de calefacción a las condiciones cambiantes y pérdidas de calor.

En particular, se observó que las causas del malestar térmico local son: asimetría de la temperatura de la radiación (dependiendo de la superficie que libera calor y de la orientación del flujo de calor); temperatura de la superficie del suelo (cuando sale del rango de 19 a 27 ºC); diferencia de temperatura vertical (la diferencia de temperatura del aire, desde el tobillo hasta la cabeza de una persona de pie, no debe exceder los 4 ºC).

Al mismo tiempo, las condiciones de temperatura más cómodas para una persona no son estáticas, sino "en movimiento" (conclusión de la Universidad de California, 2003). Espacio interior con zonas que tienen ligeras diferencias de temperatura, aumenta la sensación de confort. Pero los grandes cambios de temperatura son la causa del malestar.

Según L. Peters, los radiadores que transfieren calor tanto por convección como por radiación son los más adecuados para proporcionar confort térmico.

Los edificios modernos son cada vez más sensibles al calor gracias a las mejoras en su aislamiento térmico. Perturbaciones térmicas externas e internas (de luz de sol, electrodomésticos, presencia de personas) pueden influir en gran medida en el clima interior. Y los radiadores responden a estos cambios térmicos con mayor precisión que los sistemas de calefacción de paneles.

Como usted sabe, un “piso cálido”, especialmente uno instalado sobre una solera de concreto, es un sistema con una gran capacidad calorífica que responde lentamente a las influencias regulatorias.

Incluso si el "piso cálido" está controlado por termostatos, es imposible una respuesta rápida al suministro de calor externo. Al colocar tuberías de calefacción en solera de concreto El tiempo de respuesta de la calefacción por suelo radiante a los cambios en la cantidad de calor entrante es de aproximadamente dos horas.

El termostato ambiente, que reacciona rápidamente a la llegada del calor exterior, apaga la calefacción por suelo radiante, que sigue emitiendo calor durante unas dos horas más. Cuando se detiene el suministro de calor externo y se abre la válvula termostática, el calentamiento completo del piso se logra solo después del mismo tiempo. En estas condiciones, sólo el efecto de la autorregulación es eficaz.

La autorregulación es un proceso dinámico complejo. En la práctica, esto significa que el suministro de calor del calentador se regula naturalmente debido a las dos leyes siguientes: 1) el calor siempre se propaga de una zona más caliente a una más fría; 2) la magnitud del flujo de calor está determinada por la diferencia de temperatura. La conocida ecuación (se usa ampliamente a la hora de elegir dispositivos de calefacción) nos permite comprender la esencia de esto:

Q = Qnom. ∙ (ΔT/ΔTnom.)n,

donde Q es la transferencia de calor del calentador; ΔT - diferencia de temperatura entre el calentador y el aire de la habitación; Qnom. - transferencia de calor en condiciones nominales; ΔTnom. - diferencia de temperatura entre el aparato de calefacción y el aire del local en condiciones nominales; n es el exponente del calentador.

La autorregulación es típica tanto de la calefacción por suelo radiante como de los radiadores. Al mismo tiempo, para un "piso cálido" el valor de n es 1,1, y para un radiador, aproximadamente 1,3 (los valores exactos se dan en los catálogos). Es decir, la respuesta a un cambio en ΔT en el segundo caso será más "pronunciada" y la restauración del régimen de temperatura dado se producirá más rápidamente.

Desde un punto de vista regulatorio, también es importante que la temperatura de la superficie del radiador sea aproximadamente igual a la temperatura del refrigerante y, en el caso de calefacción por suelo radiante no es así en absoluto.

Durante las entradas intensas y breves de calor externo, el sistema de control de "piso cálido" no puede hacer frente a su trabajo, lo que provoca fluctuaciones en la temperatura de la habitación y del suelo. Alguno soluciones tecnicas permitir que se reduzcan, pero no que se eliminen.

En arroz. 1 Los gráficos de cambios en la temperatura de funcionamiento se muestran en condiciones simuladas de una casa individual cuando se calienta con radiadores ajustables de alta y baja temperatura y "pisos cálidos" ( investigación L. Pieters y J. Van der Veken).

La casa tiene capacidad para cuatro personas y está equipada ventilación natural. Las fuentes de aportes de calor de terceros son las personas y los electrodomésticos. La temperatura de funcionamiento se establece como cómoda.

21ºC. Los gráficos consideran dos opciones para su mantenimiento: sin cambiar al modo de ahorro de energía (noche) y con él.

Nota: la temperatura de funcionamiento es un indicador que caracteriza el efecto combinado sobre una persona de la temperatura del aire, la temperatura de radiación y la velocidad del aire ambiente.

Los experimentos han confirmado que los radiadores reaccionan claramente más rápido que los “suelos cálidos” a las fluctuaciones de temperatura, lo que provoca desviaciones menores.

El siguiente argumento a favor de los radiadores presentado en el seminario es un perfil de temperatura más confortable y energéticamente eficiente en el interior de la habitación.

En 2008, John A. Myhren y Stuer Holmberg publicaron en la revista internacional Energy and Buildings el artículo “Patrones de flujo y confort térmico en una habitación con calefacción por paneles, suelo y pared”. En particular, compara la distribución vertical de la temperatura en habitaciones del mismo tamaño y distribución (sin muebles ni personas), calentadas por un radiador y un “suelo cálido” ( arroz. 2). La temperatura del aire exterior era de -5 ºC. El tipo de cambio del aire es 0,8.

A. Nikishov

El desarrollo del pensamiento técnico ha permitido al hombre moderno Disponemos de una gran selección de sistemas de calefacción, según las necesidades y las posibilidades de los materiales, que ni siquiera la generación anterior tenía. El desarrollo gradual de la tecnología de calefacción y energía doméstica ha llevado al hecho de que los sistemas de calefacción doméstica de baja temperatura, que se discutirán en este artículo, se hayan vuelto cada vez más populares entre la población.

La práctica ha demostrado que al comparar dos fuentes de calor, con temperaturas altas y bajas, las condiciones más cómodas para una persona se crean precisamente mediante un dispositivo de calefacción de baja temperatura, que proporciona una pequeña diferencia de temperatura en la habitación y no causa sensaciones negativas. El límite superior de las llamadas bajas temperaturas, tal como las definen los ingenieros energéticos, se sitúa en torno a los 40˚C. Los sistemas de calefacción de baja temperatura que utilizan refrigerante funcionan a temperaturas de 40-60˚C, tanto en la entrada como en la salida del dispositivo productor de calor. Y los sistemas de calefacción de aire, eléctricos y radiantes también utilizan temperaturas más bajas, comparables a la temperatura del cuerpo humano. Por tanto, el concepto mismo de bajas temperaturas es bastante arbitrario y, sin embargo, el uso de refrigerante u otras fuentes de calor con temperaturas de hasta 45˚ tiene muchas ventajas que influyen en la elección de dicho sistema para calentar una casa y, debido a sus características. , encaja orgánicamente en el uso de fuentes de energía renovables.

Todos los sistemas de calefacción tienen ciertos requisitos que están diseñados para hacer su uso más eficiente, cómodo y seguro. Los requisitos constructivos, climáticos, higiénicos y tecnológicos se detallan en DBN V.2.5-67:2013 en los apartados 4, 5, 6, 7, 9, 10 y 11. Estos requisitos permiten minimizar los efectos negativos y al mismo tiempo Al mismo tiempo aumentan los efectos positivos sobre el cuerpo humano, proporcionados por los sistemas de calefacción.

Cabe señalar que una de las condiciones más importantes para el funcionamiento eficiente de cualquier sistema de calefacción es una cuidadosa consideración de la pérdida de calor, y para los sistemas de baja temperatura esto es quizás lo más importante. De lo contrario, estos sistemas serán ineficaces y consumirán excesivamente energía y, por tanto, serán materialmente costosos.

Clasificación

Los sistemas de calefacción de baja temperatura se pueden dividir en monolíticos, bivalentes y combinados según el método de generación de calor. Los sistemas monolíticos se caracterizan por el uso de una o más unidades productoras de calor. Los generadores de calor bivalentes utilizan dos generadores de calor que tienen diferentes principios de funcionamiento, uno de los cuales puede conectarse como fuente de calor adicional a temperaturas exteriores muy bajas. Varias unidades productoras de calor conectadas en paralelo forman un sistema de calefacción combinado.

El calentamiento del refrigerante en todos los sistemas de calefacción se puede realizar directa o indirectamente. Ejemplo calentamiento directo son calderas de calentamiento de agua varios tipos que funcionan con combustibles sólidos, líquidos o gaseosos, así como calderas electricas. El refrigerante se calienta indirectamente en intercambiadores de calor (calderas) o acumuladores de calor. Este método muy utilizado en sistemas alimentados por fuentes de energía renovables: eólica y solar.

Además, los sistemas de calefacción de baja temperatura se pueden dividir por tipo de refrigerante (líquido, gas, aire y eléctrico), y por tipo de dispositivos de calefacción: superficie, convección y panel radiante.

Descripción de sistemas

Los sistemas de calefacción de baja temperatura son cada vez más populares debido a que se combinan de manera muy armoniosa con equipos que funcionan con fuentes de energía renovables. En un momento en el que la energía tradicional es cada vez más cara, este es un factor importante.

Calentamiento de agua

Todos los sistemas de este tipo se caracterizan por tres parámetros principales: la temperatura del refrigerante a la salida del dispositivo productor de calor (en este caso, se utilizan calderas de calentamiento de agua para combustible sólido, líquido, gaseoso y eléctrico), la temperatura a su entrada y la temperatura del aire en la habitación calentada. Esta secuencia de números se indica en todos los documentos de calderas.
Los sistemas de calefacción modernos de baja temperatura se basan principalmente en la norma europea EN422, que introduce el concepto de "calor suave", que implica el uso de un refrigerante con una temperatura en la salida del dispositivo productor de calor de 55˚C, y en la entrada - 45˚C.

Este tipo de calefacción implica el uso de bombas de circulación en el sistema, que se colocan de la misma forma que en los sistemas de calefacción convencionales. Los más económicos se consideran sistemas "abiertos" con colocación. Tanque de expansión en el punto más alto. La instalación de bombas en la línea de suministro de refrigerante le permite evitar posibles zonas de vacío que surgen al instalar bombas de circulación en la línea de retorno.

En sistemas cerrados que operan a alta presión, junto con bomba de circulación Es necesario utilizar una válvula de alivio y ventilación automática, así como un manómetro que indique la presión en el sistema. El tanque de expansión en este caso está ubicado en un lugar conveniente para el usuario.

Uno de los requisitos que determina la eficiencia de los sistemas de calefacción de tipo abierto es la necesidad de un buen aislamiento térmico del depósito de expansión. A veces, si se coloca en los áticos de los edificios, también se requiere su calentamiento forzado.

Uno de los tipos más comunes de sistemas de calefacción de baja temperatura es el conocido “suelo cálido” (Fig. 1). Los sistemas de calefacción de superficie, por ejemplo de la empresa Oventrop (Alemania), incluyen tuberías que se pueden instalar en el suelo, el techo y las paredes. En este caso el interior no se ve afectado en absoluto.

Arroz. 1. Sistema de calefacción con “suelo cálido”

En estos sistemas, gracias al intercambio de calor predominantemente radiante, no hay absolutamente ningún movimiento de aire y el calor se distribuye uniformemente por toda la habitación. Los controladores electrónicos programables aumentan significativamente la eficiencia del sistema.

La línea de suministro de los sistemas de calefacción de superficie contiene un refrigerante a una temperatura de 40-45˚C, lo que permite utilizar las capacidades de las calderas de condensación, así como fuentes de energía alternativas (renovables), con el máximo efecto. El sistema suele utilizar una tubería de polietileno reticulado con una capa de barrera al oxígeno.

Calentamiento de vapor

Este tipo de calefacción se caracteriza por el uso de vapor “saturado” como refrigerante, lo que exige asegurar una adecuada recogida de condensado. Y si hay un dispositivo de calefacción en el sistema de calefacción, lo que no crea problemas, a medida que aumenta su número, se vuelve cada vez más difícil eliminar el condensado. La solución a este problema se encontró utilizando vapor "frío" como refrigerante. Su papel en los modernos sistemas de calefacción por vapor a baja temperatura lo desempeña, en particular, el freón-114, un compuesto inorgánico no inflamable, no tóxico, inodoro y químicamente estable.

El sistema de vapor “frío” funciona aprovechando el calor generado por la condensación de vapor saturado, que calienta los dispositivos de calefacción. Las tuberías de condensado funcionan en modo "húmedo", lo que se debe al remanso de condensado. En este caso, no se necesitan trampas de condensado: el condensado regresa por gravedad al evaporador. Tampoco se requiere una bomba de refuerzo. Tanto las tuberías de vapor como las de condensado se montan tanto horizontal como verticalmente. Además, no es absolutamente necesario respetar la pendiente. Cuando instalación vertical La línea de suministro de vapor se puede colocar en la parte superior o inferior.

El ajuste de un sistema que funciona con vapor "frío" se realiza influyendo en la presión del vapor y su temperatura, para lo cual el sistema está diseñado para una presión correspondiente a la temperatura máxima posible del vapor.

Los radiadores seccionales y los paneles convectores se suelen utilizar como dispositivos de calefacción en un sistema de calefacción de vapor a baja temperatura. Para regular la transferencia de calor, cada dispositivo calefactor está equipado con una válvula de membrana.

Sistemas de aire

El uso de este tipo de sistemas (Fig. 2) es bastante limitado. Esto está influenciado por varios factores. En primer lugar, el grado de intercambio de calor entre el aire y el dispositivo productor de calor o intercambiador de calor es bastante bajo. En segundo lugar, por razones higiénicas. Las corrientes de aire transportan polvo y los canales de aire y los dispositivos de intercambio de calor crean buenas condiciones para el desarrollo de bacterias y microorganismos no deseados, y requieren una protección especial. Y en tercer lugar, estos sistemas requieren mucho material y, por lo tanto, tienen un coste elevado.

Arroz. 2. Sistema de calefacción de aire

Pero a pesar de esto, sistemas de aire La calefacción a baja temperatura se puede utilizar en los siguientes casos:

si es necesario prever calefacción centralizada a baja velocidad del aire en los canales. Este método es adecuado para calentar. Casas pequeñas y cabañas que utilizan un conducto de aire en el zócalo;
si es necesario proporcionar calefacción central con alta velocidad de aire en los canales, el sistema alta presión. En este caso, se requiere un equipo especial de distribución de aire para garantizar un flujo de aire uniforme en todas las habitaciones y tener propiedades de absorción de ruido. El ajuste de este sistema se realiza de dos maneras: primaria, en el intercambiador de calor, y secundaria, según la cantidad de aire caliente suministrado;
si necesita calefacción local de varias habitaciones o de una grande. Estos sistemas son familiares para todos en las grandes tiendas: utilizan cortinas de aire en la entrada de las instalaciones y conductos de aire adicionales con aire caliente en los lugares necesarios.

Calefacción eléctrica

Este sistema está representado en el mercado de sistemas de calefacción por muchos fabricantes. Se basa en el principio de calentar un cable resistivo especial (Fig. 3) con corriente eléctrica. El calor extraído del cable se transfiere a ambiente, creando un suave calentamiento de la habitación. El paquete del sistema puede incluir cables calefactores o tapetes prefabricados, termostatos y un kit de instalación que garantiza una instalación rápida y sencilla.

Arroz. 3. “Piso cálido” eléctrico

Elementos estructurales de sistemas.

Todos los sistemas de calefacción, como se mencionó anteriormente, están diseñados para mantener una relación óptima y cómoda de tres parámetros: la temperatura del refrigerante después del dispositivo generador de calor, la temperatura dispositivo de calentamiento y temperatura del aire interior. Esta relación puede garantizarse mediante la selección correcta de elementos importantes del sistema.

Dispositivos productores de calor.

Todos los dispositivos para producir calor se pueden dividir en tres grupos.

El primer grupo son los generadores de calor basados en el uso de combustible tradicional y electricidad. En su mayor parte se trata de diversos calderas de agua caliente, que funcionan con combustibles sólidos, líquidos, gaseosos y energía eléctrica. Incluso para calentamiento indirecto El vapor "frío" en los sistemas de calefacción de vapor a baja temperatura utiliza los mismos dispositivos de calentamiento de agua.

En este grupo de dispositivos podemos destacar la caldera de condensación doméstica, que es un dispositivo que surgió como resultado de desarrollos innovadores para el uso racional del vapor de agua generado durante la combustión del combustible. Investigación que tiene como objetivo utilizar mejor la energía minimizando impacto negativo sobre el medio ambiente, ha permitido crear un nuevo tipo de equipo de calefacción, la caldera de condensación, que permite, mediante la condensación, obtener calor adicional a partir de los gases de combustión.

Por ejemplo, el fabricante italiano Baxi produce una línea de calderas de condensación, tanto de suelo como de pared. La alineación Las calderas murales Luna Platinum (Fig. 4) se componen de calderas de condensación de circuito simple y de doble circuito, con una potencia de 12 a 32 kW. El elemento clave es el intercambiador de calor fabricado en acero inoxidable AISI 316L. Los distintos componentes de la caldera están controlados por una placa electrónica, hay un panel de control extraíble con pantalla de cristal líquido y función de control de temperatura incorporada. El sistema de modulación de potencia del quemador permite adaptar la potencia de la caldera a la energía consumida por el edificio en un rango de 1:10.

Arroz. 4. Caldera de condensación BAXI Luna Platino

El segundo grupo son las instalaciones que utilizan calor de refrigerantes fuera del sistema. En tales casos se utilizan acumuladores de calor.

El tercer grupo incluye dispositivos que utilizan un refrigerante externo para calentamiento indirecto. Utilizan con éxito intercambiadores de calor esféricos de superficie, en cascada o burbujeantes. Este tipo se utiliza para calentar vapor "frío" en sistemas de calentamiento de vapor de baja temperatura.

Dispositivos de calefacción

Los dispositivos de calefacción se dividen en 4 grupos:

dispositivos con igual superficie, tanto en el lado del refrigerante como en el del aire. Este tipo de dispositivo es conocido por todos: son radiadores seccionales tradicionales;
Dispositivos de tipo convección, en los que la superficie en contacto con el aire es mucho mayor que la superficie del lado del refrigerante. En estos dispositivos la radiación térmica es de carácter secundario;
calentadores de aire de placas con flujo de aire incentivado;
dispositivos tipo panel: piso, techo o pared. En esta línea de paneles calefactores, podemos destacar, por ejemplo, los radiadores checos de paneles de acero Korado, llamados Radik, fabricados en dos versiones: con conexión lateral (Klasik) y con conexión inferior con válvula termostática incorporada (VK). . Kermi (Alemania) también ofrece radiadores de paneles de acero.

Arroz. 5. Panel radiador de acero Korado

Los dispositivos de calefacción para sistemas de baja temperatura incluyen varios tipos de calentadores seccionales y de paneles, convectores de calefacción, calentadores de aire y paneles calefactores.

acumuladores termicos

Estos dispositivos son necesarios en sistemas de calefacción bivalentes de baja temperatura que utilizan energía procedente de fuentes renovables o calor residual. Los acumuladores térmicos pueden estar llenos de líquido o sólido, utilizando la capacidad calorífica del relleno para acumular calor.

Cada vez están más extendidos los dispositivos en los que se libera calor durante las transformaciones de fase. En ellos se acumula calor durante la fusión de una sustancia o cuando su estructura cristalina sufre determinados cambios.

También funcionan eficazmente los acumuladores de calor termoquímicos, cuyo principio de funcionamiento se basa en la acumulación de calor como resultado de reacciones químicas que se producen con la liberación de calor.

Los acumuladores de calor se pueden conectar al sistema de calefacción de forma dependiente o independiente, cuando acumulan calor de un refrigerante fuera del sistema.

Los acumuladores de calor también pueden ser de tierra, de roca e incluso se pueden utilizar lagos subterráneos como almacenamiento de calor.

Los acumuladores de calor del suelo se obtienen colocando registros de tuberías en incrementos de uno y medio a dos metros. Los acumuladores de calor de roca se construyen perforando pozos verticales o inclinados en la roca a una profundidad de 10 a 50 m, donde se bombea el refrigerante. El uso de lagos subterráneos como acumuladores de calor es posible si en las capas inferiores de agua se colocan tuberías con refrigerante bombeado hacia ellos. El calor se recoge de tuberías ubicadas en las capas superiores de los lagos subterráneos.

Bombas de calor

Cuando se utiliza una fuente de calor en sistemas de calefacción de baja temperatura, cuya temperatura es más baja que la temperatura del aire en la habitación, y también para reducir el consumo de material de los dispositivos de calefacción, se pueden incluir bombas de calor en el sistema (Fig.6). . Los dispositivos más comunes de este grupo son las bombas de calor por compresión, que producen temperaturas de condensación de 60 a 80˚C.

Arroz. 6. Principio de funcionamiento de la bomba de calor.

El funcionamiento eficiente de una bomba de calor en un sistema de calefacción de baja temperatura está garantizado mediante la inclusión de un acumulador de calor en el circuito del evaporador, que ayuda a estabilizar la temperatura de evaporación del vapor "frío". El ajuste de este sistema se realiza cambiando la potencia calorífica de la propia bomba.

Ventajas y desventajas

Los sistemas de calefacción de baja temperatura ganan adeptos al crear condiciones interiores más cómodas que los sistemas de calefacción tradicionales con alta temperatura. No se produce un "secado" excesivo del aire y no se forma (también excesivamente) polvo en la habitación debido al inevitable movimiento del aire con los aparatos de calefacción muy calientes.

El uso de acumuladores de calor en el sistema permite acumular calor y utilizarlo instantáneamente si es necesario.

La baja diferencia de temperatura entre el dispositivo productor de calor y el aire ambiente facilita la regulación del sistema mediante termostatos programables.

En cuanto a las desventajas, básicamente solo hay una: el costo de un sistema completo es varias veces, o incluso varias veces mayor, que uno tradicional de alta temperatura.

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Los radiadores se consideran tradicionalmente atributos de los sistemas de calefacción con parámetros de alta temperatura. Pero los postulados en los que se basó este punto de vista están obsoletos. El ahorro de metal y el aislamiento térmico de los edificios hoy en día no está por encima del ahorro de recursos energéticos. Y las características técnicas de los radiadores modernos nos permiten hablar no solo de la posibilidad de su uso en sistemas de baja temperatura, sino también de las ventajas de dicha solución.

Radiadores son tradicionalmente considerados atributos de los sistemas de calefacción con parámetros de alta temperatura (en la literatura, los términos "alta temperatura" y "radiador" a menudo se utilizan incluso como sinónimos, en particular cuando se trata de circuitos de sistemas de calefacción). Pero los postulados en los que se basó este punto de vista están obsoletos. El ahorro de metal y el aislamiento térmico de los edificios hoy en día no está por encima del ahorro de recursos energéticos. Y las características técnicas de los modernos. radiadores Permítanos hablar no solo sobre la posibilidad de su uso en sistemas de baja temperatura, sino también sobre las ventajas de tal solución. Así lo demuestra una investigación científica realizada durante dos años por iniciativa de Rettig ICC, propietario de las marcas Purmo, Radson, Vogel&Noot, Finimetal, Myson.

Hasta ahora, la principal solución para calentar habitaciones con bajas temperaturas del refrigerante eran los “suelos cálidos” y los convectores con intercambiadores de calor de cobre y aluminio. La investigación iniciada por Rettig ICC permitió completar esta serie radiadores de paneles de acero. (Sin embargo, en este caso la práctica va por delante de la teoría y en Suecia estos dispositivos de calefacción se utilizan desde hace mucho tiempo como parte de sistemas de baja temperatura. arroz. 1).

Figura 1

Con la participación de varias organizaciones científicas, incluidas las universidades de Helsinki y Dresde, radiadores han sido probados bajo diversas condiciones controladas. En la “base de evidencia” también se incluyen los resultados de otros estudios sobre el funcionamiento de los sistemas de calefacción modernos.

El informe de Lyn Peters abordó cuestiones de confort térmico, precisión y velocidad de respuesta del sistema de calefacción a las condiciones cambiantes y pérdidas de calor.

En particular, se observó que las causas del malestar térmico local son: asimetría de temperatura de radiación(depende de la superficie de transferencia de calor y de la orientación del flujo de calor); temperatura de la superficie del suelo (cuando sale del rango de 19 a 27 ºC); diferencia de temperatura vertical (la diferencia de temperatura del aire, desde el tobillo hasta la cabeza de una persona de pie, no debe exceder los 4 ºC).

Al mismo tiempo, las condiciones de temperatura más cómodas para una persona no son estáticas, sino "en movimiento" (conclusión de la Universidad de California, 2003). Un espacio interior con zonas que tienen ligeras diferencias de temperatura aumenta la sensación de confort. Pero los grandes cambios de temperatura son la causa del malestar.

Según L. Peters, los radiadores que transfieren calor tanto por convección como por radiación son los más adecuados para proporcionar confort térmico.

Los edificios modernos son cada vez más sensibles al calor gracias a las mejoras en su aislamiento térmico. Las perturbaciones térmicas externas e internas (producidas por la luz solar, los electrodomésticos, la presencia de personas) pueden afectar en gran medida el clima interior. Y radiadores Responden a estos cambios térmicos con mayor precisión que los sistemas de calefacción de paneles.

Incluso si el "piso cálido" está controlado por termostatos, es imposible una respuesta rápida al suministro de calor externo. Al colocar tuberías de calefacción sobre una solera de hormigón, el tiempo de respuesta de la calefacción por suelo radiante a los cambios en la cantidad de calor entrante es de aproximadamente dos horas.

Q = Qnom. ∙ (ΔT/ΔTnom.)n,

Desde un punto de vista normativo, también es importante que la temperatura de la superficie del radiador sea aproximadamente igual a la temperatura del refrigerante, pero en el caso de la calefacción por suelo radiante esto no es así en absoluto.

Durante las entradas intensas y breves de calor externo, el sistema de control de "piso cálido" no puede hacer frente a su trabajo, lo que provoca fluctuaciones en la temperatura de la habitación y del suelo. Algunas soluciones técnicas pueden reducirlos, pero no eliminarlos.

No hay estadísticas especiales aquí, si la altura de los pisos lo permite, entonces la elección es claramente a favor de los refrigerantes de agua (líquidos). En igualdad de condiciones, dicha calefacción será mucho más barata que la calefacción eléctrica durante mucho tiempo.

También se utilizan calentadores eléctricos, que requieren un mantenimiento mínimo y brindan amplias oportunidades para controlar no solo el clima, sino también las secciones individuales del convertidor incorporado. Por lo tanto, estas opciones también son muy populares, especialmente teniendo en cuenta que no requieren un canal profundo para su instalación.

Una solución elegante que demuestra la eficacia de los convertidores integrados son los ejemplos de calefacción de habitaciones mediante una línea de retorno. Cuando el refrigerante de enfriamiento ingresa por primera vez al convertidor y emite el calor restante al aire calentado. Este tipo de circuitos "secundarios" son en realidad el ejemplo más sorprendente del funcionamiento eficiente de los convertidores en circuitos de baja temperatura, donde la temperatura del portador puede ser tan baja como 40 grados. Y la temperatura del aire y un gran volumen de calefacción están garantizados por las dimensiones físicas del convertidor, la altísima superficie de los elementos que desprenden calor.

Por eso ahora el convertidor más común es el agua, y en menor medida el eléctrico. Existen sistemas combinados en el mercado en los que la calefacción eléctrica ayuda a controlar la temperatura con precisión o, en general, tiene como objetivo hacer un uso eficiente del convertidor. En un sistema de este tipo, la calefacción eléctrica es un eslabón intermedio para aumentar la temperatura del refrigerante y, por ahora, pertenecen a tipos exóticos de convertidores.

Solo tengamos en cuenta que esta combinación es aconsejable cuando se calienta el refrigerante, en otras situaciones es más razonable calentar el aire con un elemento calefactor eléctrico. Y es precisamente la combinación en la que el refrigerante del convertidor se calienta mediante electricidad la que presenta una ventaja especial. Para un convertidor cerrado de este tipo (con calentamiento eléctrico del refrigerante) no se requieren tuberías, lo que permite modernizar el sistema de calefacción de una manera ya casas terminadas con acabado.

Independientemente del tipo utilizado, los convectores incorporados, además de calentar, generalmente ayudan a mantener un mejor microclima. No sólo los de agua, sino también convectores electricos No “secan” el aire de esa manera, por lo que no es necesario comprar un humidificador ni siquiera con un convertidor grande.

Hay otras ventajas, que se comentan a continuación, pero a la hora de elegir qué calentará su convertidor, proceda de los costes operativos. La calefacción eléctrica costará más y el calentamiento de agua requerirá mantenimiento y cuidado. Válvulas de cierre, automatización (o control manual): todas estas son conexiones, lo que significa que es necesario monitorear las fugas y, en general, prestar atención a este sistema.

Algunas ventajas de los convertidores incorporados en circuitos de baja temperatura

En primer lugar, permítanos recordarle que el convertidor le permite utilizar refrigerantes tanto calientes como de baja temperatura, el resultado seguirá siendo bueno. Pero el diseño del convertidor en sí es tal que elimina las quemaduras al tocar una superficie caliente (está cubierta con una parrilla), etc. Energía "radiante" del calentador. Este efecto lo conoce bien cualquiera que haya pasado por delante de un radiador caliente, cuando parece que pared fría"Hace frío". El hecho es que el radiador produce parte del calentamiento mediante radiación térmica, cuando el metal calentado no calienta el aire, sino todo lo que lo rodea. El convertidor incorporado no produce un efecto tan desagradable.

Operar el sistema de calefacción a una temperatura baja del refrigerante prolonga significativamente su vida útil. Esta es una conclusión bastante obvia, ya que no hay deformaciones térmicas significativas, el refrigerante no funciona en modos críticos y el sistema en su conjunto es más cómodo. Hay menos depósitos de sal dentro de las tuberías, todas las conexiones duran más, la presión en el sistema puede ser menor que en un sistema convencional, lo que reduce el riesgo de golpes de ariete y situaciones de emergencia.

La seguridad del elemento calefactor del convertidor permite a los fabricantes utilizar materiales con una transferencia de calor muy alta: cobre, aluminio, etc. Varios radiadores modernos utilizan materiales similares, pero todo el radiador está cubierto con una caja protectora, lo que reduce la eficiencia. de calentamiento de aire. Y el espesor de las placas, los calentadores más eficientes, en el radiador es mayor por razones de resistencia estructural general.

La estética del propio dispositivo de calefacción también importa. Para los circuitos de baja temperatura se utilizan rejillas decorativas de convertidores fabricadas en piedra u otros materiales, lo que hace de este calefactor un elemento del interior, y no un lugar que se quiera ocultar.

La instalación de un ventilador en convertidores con convección forzada permite un intercambio de calor eficiente. En un circuito de baja temperatura, la diferencia en la temperatura del refrigerante en la entrada y salida puede ser de 10 a 15 grados, pero esta diferencia es suficiente para calentar la habitación. Recuerde el principio del artículo, en los radiadores para calentar una habitación esta diferencia puede ser de 20-25 grados, sin el uso de medidas adicionales.

El aislamiento térmico del convertidor incorporado reduce la pérdida de calor y, al mismo tiempo, el suelo a su alrededor también se calienta, calentando el aire. En una ubicación estándar, el radiador sólo calienta la pared de la que está colgado y el suelo de debajo puede estar muy frío.

El convertidor, en términos de área de calentamiento, está cerca de piso cálido, pero carece de su inconveniente: la baja temperatura del suelo. Si el piso se calienta a 25 grados, esto resolverá por completo el problema de calentar el aire, pero caminar sobre ese piso será muy problemático. Y al mismo tiempo, el convertidor funciona precisamente en la zona del suelo, proporcionando una calefacción confortable allí donde se necesita, porque siempre es desagradable caminar sobre un suelo frío, incluso en una habitación cálida.

Y, en última instancia, en los circuitos de baja temperatura, los convectores incorporados no solo resuelven con éxito y eficacia los problemas de calefacción de habitaciones, sino que también lo hacen con cuidado. En las habitaciones que calienta el convertidor no existen las llamadas zonas de temperatura diferente, cuando hace calor cerca del radiador y frío cerca de la puerta. La uniformidad y consistencia del calentamiento es otra ventaja de este dispositivo calefactor, al que le recomendamos que preste mucha atención.

Si, por supuesto, tiene la oportunidad de planificar la instalación de dicho calentador.