Calefacción de estufa (aire)
Historia de los sistemas de calefacción
¿En qué piensas cuando se trata de hogar? Por supuesto, sobre familiares y amigos, sobre lo cómodo que te sientes en su entorno, sobre el cariño que te muestran, sobre los sentimientos que tienes por ellos ... Y también sobre una casa grande, luminosa en la que está limpia, acogedor y calido. Calidez del alma y calidez física: se necesita tan poco y al mismo tiempo tanto para que su hogar se convierta en un verdadero oasis de comodidad y bienestar. Así que me gustaría venir aquí yo mismo e invitar amigos, para sentir que tu casa es tu fortaleza. Desde tiempos inmemoriales, la gente ha buscado calentar su hogar. Los primeros "aparatos de calefacción" aparecieron en la Edad de Piedra y fueron hogares abiertos de fuego, sobre los que se cocinaba la comida, alrededor de los cuales se calentaban y sobre los que pronunciaban hechizos. Incluyendo hechizos para que el fuego del hogar no se apague, de lo contrario los habitantes de la cueva se enfrentarían a una muerte larga y dolorosa. Desde entonces, las ideas humanas sobre la comodidad han experimentado cambios significativos. Hoy no basta con estar calentito en casa. Es necesario que la temperatura sobre el suelo sea agradable, el combustible sea económico y asequible, los dispositivos de calefacción no acumulen polvo ... Nuestras necesidades se han vuelto más sofisticadas, por lo que los dispositivos de calefacción modernos no se parecen en nada a los hogares primitivos. Incluso el "heredero en línea recta" - la chimenea - y consiguió puertas resistentes al calor y reguladores de aire. Constantemente se están modernizando los equipos de calefacción existentes y se está inventando uno completamente nuevo. Los últimos avances de los científicos hacen posible utilizar la energía del sol para calentar el hogar. Dime, ¿ficción? Pero no. En más de 70 países de todo el mundo, existen programas de energía solar que involucran el uso de energía solar en diversas áreas de la vida humana. Pero mientras las mejores mentes de la humanidad se devanan los sesos por "casas solares" calentadas por la energía del sol y el viento, la gente sigue calentando sus hogares con estufas y chimeneas, radiadores de agua y calentadores eléctricos.
En condiciones urbanas, no es necesario elegir el tipo de calefacción. Calefacción de agua caliente centralizada, sin alternativas. Bueno, la verdad es que no se puede construir una estufa rusa en el vigésimo piso de un edificio nuevo de la ciudad. ¡Y no se les permitirá! Como último recurso, puede comprar un calentador eléctrico o colocar "pisos cálidos" en la cocina y luego como fuente adicional de calor.
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Tipos de calefacción
La calefacción es un calentamiento artificial de los locales para compensar las pérdidas de calor en ellos y mantener un nivel de temperatura determinado. Calienta locales residenciales y no residenciales. Para los primeros, es importante crear el confort térmico necesario para la vida de las personas. Para el segundo, la correspondencia de la temperatura del aire en la habitación con su propósito es importante. Por ejemplo, tales condiciones deben crearse en almacenes que aseguren la mejor conservación de las cosas en ellos. La temperatura del aire en la nave de producción debe cumplir con los requisitos del proceso tecnológico.
En lo que respecta a las casas de campo, estamos hablando principalmente de la calefacción de aquellos locales donde los vecinos van a pasar la mayor parte del tiempo durante todo el año o parte del mismo. Es decir, el objetivo principal de calentar una casa es crear condiciones de vida cómodas, que dependen, en primer lugar, de la temperatura del aire y, en segundo lugar, de la naturaleza de la distribución de esta temperatura dentro de la habitación. El sistema de calefacción local es "responsable" de mantener la temperatura al nivel adecuado. Sin embargo, no olvidemos que el calor está involucrado en la creación del microclima del local, no solo suministrado a través de las "venas" (tuberías o cables) del sistema de calefacción, sino también liberado por el cuerpo humano.
Los primeros aparatos de calefacción, a pesar de las difíciles condiciones de vida y gracias al ingenio humano, aparecieron en la Edad de Piedra, casi simultáneamente con la aparición de las primeras viviendas en cuevas. El tipo más antiguo de calefacción artificial era calentar quemando combustible en un hogar, erigido directamente dentro de la cueva. El hogar sirvió simultáneamente tanto para calentar como para cocinar, y para calentar agua, e incluso con fines rituales. Desde entonces, se han desarrollado muchos diseños de hogares y estufas, utilizados en la vida cotidiana. También se han probado muchos tipos de combustibles sólidos para calentar hogares, a los que se les añadió gas natural y productos derivados del petróleo en el siglo XIX. El tipo más común de calefacción a base de agua en este momento apareció incluso durante el sistema esclavo. Se sabe que el calentamiento de agua se utilizó con éxito en el Antiguo Egipto y sirvió como prototipo para la creación de los famosos sistemas de calefacción en el Imperio Romano y en el territorio de la Turquía moderna. Los baños de la ciudad sirvieron como fuente de calefacción en el Antiguo Egipto: se hicieron desagües en los cuartos de semi baños para el agua caliente que se dirigía al desagüe general de la ciudad y proporcionaba calor a los egipcios. El sistema de calefacción del antiguo Egipto es un ejemplo de uno de los primeros sistemas de calefacción central. En el siglo X a.C. mi. en la ciudad de Éfeso, ubicada en el territorio de la Turquía moderna, apareció un sistema de calentamiento de agua autónomo, en el que las viviendas se calentaban por medio de tuberías simples y calderas ubicadas en el sótano de cada casa individual.
A finales del siglo I a.C. mi. el arquitecto e ingeniero romano Vitruvio describió en detalle el sistema de calefacción de aire que estaba muy extendido en el territorio de la Antigua Roma. Fue el primer sistema de calefacción artificial para espacios urbanos mediante gases calientes. Para calentar los baños romanos y las viviendas, se utilizó un hipocausto, un dispositivo de calefacción que consistía en una estufa ubicada fuera de la habitación climatizada y un sistema de tuberías que conducen el aire caliente. El aire exterior que entraba al hipocausto se calentaba con gases calientes y, a través de un sistema de tuberías y canales bajo el piso del edificio, entraba a la habitación climatizada. Los castillos medievales en Europa se calentaron según el mismo principio. Además, durante bastante tiempo, dicha calefacción siguió siendo el tipo principal de calefacción en las ciudades medievales, hasta que en el siglo XV apareció la calefacción por estufa en la forma en que la conocemos, y no determinó la naturaleza de la calefacción de locales residenciales durante varios siglos. venir. Con el calentamiento de la estufa, el aire de la habitación se calentaba cuando entraba en contacto con las superficies de una estufa caliente ubicada dentro de la habitación calentada, y los productos de la combustión del combustible se descargaban al exterior a través de chimeneas especiales.
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Calefacción centralizada y autónoma
Por el momento, se hace una distinción entre sistemas de calefacción centralizados y autónomos (locales). En los sistemas de calefacción de distrito, el calor se genera fuera de los edificios con calefacción y luego se transporta a través de tuberías largas y ramificadas a las habitaciones objetivo. Este tipo de calefacción es típico de las ciudades, especialmente para edificios de varios pisos y locales no residenciales.
En edificios de poca altura y zonas rurales, la calefacción centralizada es inaplicable debido a la considerable lejanía de los consumidores de la fuente de energía térmica. Por lo tanto, los sistemas de calefacción autónomos se utilizan con mayor frecuencia aquí, que se caracterizan por la ubicación de un generador de calor en un edificio con calefacción. En condiciones de calefacción local, se utiliza un generador de calor para calentar un edificio y, a menudo, es un dispositivo multifuncional diseñado no solo para calentar una habitación, sino también para calentar agua. En los últimos años, cuando, con la llegada del frío, todos nos convertimos en testigos, e incluso partícipes, de numerosas tragedias humanas, cuya causa es la incapacidad del sistema de calefacción centralizado para proporcionar a las personas el calor necesario, el problema de la autonomía. la calefacción se vuelve inesperadamente relevante (incluso en condiciones urbanas).Los fondos presupuestarios asignados a la calefacción son, por decirlo suavemente, insuficientes. Las redes de calefacción se encuentran en un estado deplorable. Las pérdidas de calor útil alcanzan aproximadamente el 30% (a modo de comparación: en el próspero Oeste, ¡esta cifra es solo del 2%!). Todo esto apunta a una grave crisis en la calefacción urbana, cuya salida consiste en crear numerosos sistemas de calefacción independientes. Además, esto se ve facilitado por la construcción de casas de campo en rápido desarrollo.
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Calentamiento de agua
En el territorio de Rusia, el calentamiento de agua es el tipo más común de calefacción centralizada y autónoma. De hecho, no es del todo correcto denominar "agua" a este tipo de calefacción, ya que no solo se puede utilizar agua como portador de calor, sino también cualquier otro líquido de calor intensivo que cumpla con los requisitos físicos y técnicos necesarios. Es más correcto llamar a tal calefacción "tradicional", especialmente porque este término existe, y se debe precisamente a la amplitud de distribución de los sistemas de calentamiento de agua.
En un sistema de calefacción tradicional, un portador de calor líquido calentado a la temperatura requerida, que a menudo es agua aireada, que pasa a través de un sistema de tuberías y dispositivos de calefacción, emite su calor al aire en la habitación calentada. La razón de la popularidad de la calefacción tradicional se explica por la combinación de una serie de ventajas: - bajo costo y consumo económico de materiales - se requieren tuberías de un diámetro más pequeño para una tubería de calentamiento de agua que para una de aire; - alta capacidad calorífica del portador de calor - una unidad de volumen de agua contiene una mayor cantidad de calor en comparación con otros tipos de portadores de calor (por ejemplo, la capacidad calorífica del agua es 4000 veces mayor que la capacidad calorífica del aire calentado a la misma temperatura); - creación de un régimen de temperatura confortable.
Sin embargo, a diferencia de otros tipos de calefacción de vivienda artificial, la calefacción tradicional es laboriosa de instalar y operar. En primer lugar, la creación de una tubería de agua solo es posible durante la construcción o revisión del edificio, ya que requiere una gran cantidad de trabajo de construcción. En segundo lugar, el funcionamiento ininterrumpido del sistema de calefacción está garantizado por el calentamiento continuo del refrigerante, lo que significa que debe controlar constantemente el funcionamiento del generador de calor. En tercer lugar, los inconvenientes adicionales esperan a quienes abandonan sus casas de campo durante mucho tiempo, especialmente en la estación fría. Antes de una salida a largo plazo, se debe drenar toda el agua del sistema de calefacción. De lo contrario, a temperaturas negativas, el agua se congelará, lo que provocará la ruptura de la tubería. Por otro lado, la ausencia de agua en el sistema de descarga tradicional tampoco es buena, ya que los procesos corrosivos son más intensos en una tubería llena de aire.
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Calefacción eléctrica directa
En condiciones de calefacción eléctrica directa, las habitaciones se calientan sin la participación de un portador de calor: la energía eléctrica se convierte en energía térmica sin intermediarios. La calefacción eléctrica directa es el tipo de calefacción más prometedor en Rusia y el tipo de calefacción más popular en Europa. Por el momento, la calefacción eléctrica directa en Rusia es notablemente inferior a la calefacción tradicional y por aire (principalmente estufa). Y hay buenas razones para ello: el costo relativamente alto de la electricidad y las constantes interrupciones en su suministro, hacen que el uso de la electricidad como única fuente de calor sea ineficaz.
De hecho, a primera vista, parece que el uso de sistemas de calefacción eléctrica requiere grandes costos financieros. Sin embargo, un cálculo más cuidadoso revela una imagen ligeramente diferente,
que se discutirá con más detalle a continuación.Además, la calefacción eléctrica directa tiene muchas ventajas significativas, que incluyen: - facilidad y facilidad de uso del sistema, - capacidad eficaz para regular el suministro de calor, - pequeñas dimensiones generales de los dispositivos de calefacción que, además, no requieren cuidados especiales, - altas prestaciones higiénicas y medioambientales calentadores eléctricos, - la silenciosidad del sistema de calefacción, ya que no se necesitan bombas de circulación para su funcionamiento.
Se debe prestar especial atención al aspecto medioambiental del uso de calefacción eléctrica directa. Todos los tipos de combustibles, a excepción de la electricidad, contaminan el medio ambiente en mayor o menor medida: cuando se quema gas natural, se forma condensado líquido, cuando se quema combustible diesel, se forma un montón de sustancias venenosas volátiles, y todo Se escriben tratados sobre los peligros del uso de combustibles sólidos. Un problema particular son las fugas de gas y combustible líquido en sistemas de calefacción defectuosos, que no solo contaminan el medio ambiente, sino que también se convierten en una seria amenaza para la vida de los habitantes de la casa. Todo esto es desconocido para aquellos cuyas casas están equipadas con sistemas de calefacción eléctrica directa. Como último recurso, sus calentadores eléctricos obsoletos "quemarán" oxígeno.
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Calefacción de estufa (aire)
El aire calentado actúa como refrigerante en el sistema de calefacción del horno (aire), que fluye a través de las tuberías hacia las habitaciones climatizadas. Este tipo de calentamiento implica la instalación de calentadores-intercambiadores de calor o la construcción de hornos en los que se calienta el aire ambiente. La superficie del generador de calor calentada desde el interior, que emite calor al aire, se enfría desde el exterior. Por lo tanto, la transferencia de calor del dispositivo depende directamente del área de su superficie de calentamiento. Los dispositivos de calefacción pueden funcionar con electricidad o combustible y no implican un dispositivo de alcantarillado para el refrigerante.
La industria moderna nacional y extranjera produce generadores de calor con tiro de aire tanto natural como forzado. En calentadores de aire y estufas con tiro natural de aire caliente, existe el riesgo de sobrecalentamiento de la pared de separación del intercambiador de calor. Para evitar esto, es mejor comprar generadores de calor con tiro de aire forzado, que están equipados con un ventilador que estimula el movimiento de los flujos de aire. Solo aquí surgen dos problemas a la vez. En primer lugar, es difícil comprar intercambiadores de calor con tiro de aire forzado, ya que se producen en cantidades limitadas. En segundo lugar, el ventilador tiene un tamaño considerable y producirá mucho ruido.
En comparación con los nacionales, los calentadores de aire importados tienen un modo de funcionamiento económico y generalmente se encienden en ausencia de residentes. Esta dignidad no es tan incondicional como podría parecer a primera vista y, de hecho, es un arma de doble filo. En el modo económico, el polvo doméstico se deposita en superficies horizontales, y cuando el calentador de aire se cambia al modo de funcionamiento estándar, las corrientes de aire levantan polvo, que ni siquiera la limpieza en húmedo puede soportar.
Por sí mismo, el aire (o gas) calentado tiene una serie de ventajas sobre otros tipos de fluidos de transferencia de calor, como un calentamiento rápido y una alta capacidad de penetración. Sin embargo, una vez popular en las áreas rurales, la calefacción por aire se usa cada vez menos para calentar las viviendas, y gradualmente se reemplaza por la calefacción eléctrica directa y tradicional.
Esto se debe a una serie de desventajas, satélites inevitables del sistema de calentamiento de aire: - dimensiones voluminosas del generador de calor (estufa, chimenea, etc.); - bajo coeficiente de transferencia de calor del aire: la capacidad de calentamiento del aire es diez veces menor que la del agua, lo que significa que se requieren miles de veces más aire caliente para calentar la habitación,que el agua; - Dificultades en la distribución del aire caliente en habitaciones con calefacción debido al valor insignificante de la presión del aire resultante; - bajas cualidades ecológicas; - el alto costo del sistema - antes, las estufas se construían con sus propias manos, pero ahora prácticamente no saben cómo hacer esto, y no hay necesidad de esto, ya que si tiene dinero puede comprar un generador de calor .
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Sistema de calefacción por infrarrojos
La radiación infrarroja térmica es eficaz para calentar habitaciones debido a oscilaciones electromagnéticas.
Beneficios:
- Trabaja desde una red de 220 V;
- Calentamiento estable constante del espacio;
- El calor se propaga, cayendo primero sobre los objetos y luego al espacio desde ellos;
- Posibilidad de combinar con otros sistemas de calefacción;
Desventajas:
- Calefacción puntual en una habitación, en algún lugar más cálido, en algún lugar más fresco;
- La habitación a veces huele a cosas calientes, especialmente si hay mucho equipo de plástico en ella;
- Los electrodomésticos colgantes no siempre quedan bien en el interior;
- A pesar de la recuperación de la inversión, a veces todavía es necesario aislar primero la casa para reducir la pérdida de calor.
Otros sistemas
Dado que los precios de la energía están subiendo obstinadamente, existe la opción de buscar fuentes alternativas de calefacción para una casa privada. Por cierto, no siempre es posible reemplazar completamente los métodos tradicionales, pero es posible reducir las pérdidas monetarias.
Paneles solares
Donde hay muchos días soleados, se pueden instalar varios paneles solares en el techo. ¿Por qué no aprovechar los dones del sol, cuya energía se transforma y se acumula?
El colector solar permitirá el uso de energía solar "conservada". El colector funciona con la ayuda de un radiador que calienta al sol de gran capacidad. El agua dentro del radiador se calienta con el sol, lo que le da calor.
Es razonable utilizar un colector de vacío, en cuyo interior se obtiene un efecto "termo".
Turbinas de viento
La instalación de aerogeneradores literalmente da energía "a cambio de nada". Y desde un molino de viento se puede transportar a donde se requiera, en nuestro caso se trata de calentar una casa particular.
Es racional instalar aerogeneradores en regiones donde a menudo soplan fuertes vientos. El único inconveniente está en el costo de los materiales y su instalación, que, sin embargo, aún dará sus frutos.
