Cómo instalar la calefacción de una casa particular por uno mismo: esquemas de organización de un sistema de calefacción autónomo

Los propietarios de casas particulares saben bien que un sistema de calefacción autónomo es mucho más económico y eficiente que uno centralizado. Muchos propietarios confían la solución del problema de la calefacción de la vivienda a especialistas que realizan cálculos, diseñan y supervisan la instalación del sistema de calefacción.

Sin embargo, también hay artesanos que se atreven a instalar la calefacción de una casa particular por sus propias manos para no pagar de más por los servicios de los especialistas. Y eso no es un ahorro menor del presupuesto familiar, ¿no le parece?

Antes de comenzar con los cálculos y el diseño, es necesario decidir sobre la opción óptima del sistema y sus componentes. Le ayudaremos a resolver estas cuestiones.

En el artículo se presenta una revisión detallada de las posibles soluciones de ingeniería para una casa particular, se señalan los pros y contras de cada esquema, los principios de funcionamiento y los matices de instalación.

Sistemas de calefacción: ¿qué tipos existen?

Existen numerosas soluciones de ingeniería para la calefacción de la vivienda. Distinguimos tres tipos principales de sistemas de calefacción.

Sistema de calefacción con líquido térmico

El método de calefacción de vivienda más común en nuestro país. Implica la presencia de un circuito cerrado en el que circula un líquido caloportador.

Como tal, lo más común es usar agua, pero también pueden usarse diversos anticongelantes, que se distinguen ventajosamente por su baja temperatura de congelación. Para calentar el fluido térmico, se instala en el sistema una caldera de cualquier tipo adecuado.

El fluido térmico caliente se suministra a través de tuberías a las habitaciones, donde ingresa a los radiadores. Estos dispositivos están diseñados para transferir calor al aire. En los radiadores, el fluido se enfría, luego vuelve a través de las tuberías a la caldera, donde se calienta nuevamente.

Este ciclo se repite varias veces. Para regular el sistema se pueden usar termostatos, lo que permite mantener automáticamente la temperatura deseada, o grifos. En este caso, se realiza un ajuste manual.

La calefacción mediante un fluido térmico se considera un sistema bastante simple de diseñar y ejecutar. Si es necesario, se puede montar por uno mismo. Pero, sin duda, es recomendable mostrar el proyecto a especialistas para evitar errores que puedan reducir significativamente la eficiencia del sistema.

Los sistemas de calefacción con fluido térmico líquido siempre están diseñados como un circuito cerrado dentro del cual circula un líquido caliente.

Entre las ventajas se puede incluir la larga vida útil de la estructura, siempre que se haya realizado una instalación adecuada y no haya irregularidades en el funcionamiento.

El sistema funciona silenciosamente, es extremadamente sencillo en reparación y mantenimiento. Es importante que, con un proyecto bien ejecutado, sea posible mantener la temperatura deseada en todas las habitaciones calefaccionadas.

El sistema es eficiente y permite ahorrar recursos energéticos. La capacidad calorífica del fluido térmico es aproximadamente 4000 veces mayor que la del aire. Esto permite calentar el aire de las habitaciones hasta una temperatura confortable con relativa rapidez.

Un sistema de calefacción de este tipo consta de varios elementos, los principales son la tubería, la caldera y los radiadores (+)

Entre los inconvenientes cabe destacar que este tipo de calefacción solo se puede instalar durante la construcción o una reforma importante de la casa. Si se utiliza agua como fluido térmico, hay que tener en cuenta que su temperatura de congelación es bastante alta. Esto puede provocar daños en las tuberías si el sistema se congela.

Además, la presencia de aire en las tuberías con agua provoca una rápida corrosión de los elementos de la estructura.

Calefacción por aire

En este caso, el fluido térmico es aire caliente. Lo calienta un calentador de agua o vapor instalado en el edificio, así como un calentador de aire eléctrico o de combustión. Después del tratamiento térmico, el medio gaseoso preparado ingresa a la habitación.

Según el principio de funcionamiento, los esquemas de calefacción por aire se dividen en dos tipos:

• combinados con ventilación;
• recirculantes.

La primera opción implica una mezcla parcial de aire fresco tomado del exterior y una expulsión de igual volumen de la masa de aire viciado.

En la segunda opción, todo el flujo de aire que circula por la habitación es capturado y dirigido al calentador de aire para su tratamiento. Luego regresa por completo. Está claro que, desde el punto de vista sanitario e higiénico, el primer esquema es el preferido.

Se puede calentar la casa sin el habitual líquido refrigerante. La calefacción por aire implica calentar masas de aire y suministrarlas directamente a las habitaciones climatizadas (+)

El aire calentado a 55-60 °C entra en los conductos, a través de los cuales se distribuye a las habitaciones. Allí se reparte de manera lo más uniforme posible. Después de enfriarse, las masas de aire descienden y pasan a través de aberturas cubiertas con rejillas hacia el conducto de retorno, por el cual regresan al calentador. El ciclo se repite muchas veces.

Un sistema de calefacción de este tipo solo se regula mediante automatismos, lo que hace que la temperatura en las habitaciones sea extremadamente confortable.

La calefacción por aire es extremadamente segura, ya que la automatización monitorea todos los parámetros del sistema y, si surgen problemas, bloquea sus elementos. Además, en la construcción no hay tuberías llenas de líquido caliente que, en circunstancias desfavorables, podrían romperse o tener fugas.

En los sistemas de calefacción por aire no hay radiadores habituales para el usuario, lo que, junto con la ausencia de tuberías, afecta significativamente el costo de construcción del sistema. No hay válvulas de cierre propias de los sistemas de calefacción por vapor y agua.

Al instalar un circuito combinado con ventilación, también se resuelve de manera inteligente la cuestión de la renovación de la composición de la masa de aire.

La vida útil, con una instalación adecuada de calefacción por aire, es de aproximadamente 20 años. Entre las ventajas también se puede incluir el atractivo estético de la calefacción por aire. Las redes de tuberías necesarias para los sistemas con líquido caloportador en este caso están ausentes.

El calentador de aire puede funcionar con gas u otro tipo de combustible. El tipo de quemador del aparato puede ser atmosférico o de ventilador (+)

Entre las desventajas, cabe mencionar posibles problemas con la calidad del aire. El sistema aspira masas de aire contaminadas desde el exterior, lo que requiere la instalación de filtros. Es necesario cambiarlos con bastante frecuencia.

Además, es recomendable usar humidificadores, ya que las masas de aire caliente a menudo resultan demasiado secas. Si alguna sustancia tóxica, como el monóxido de carbono, entra en el sistema, se propaga muy rápidamente por toda la casa.

Sistemas de calefacción eléctricos

Para la instalación de calefacción autónoma en una casa particular, se utilizan con bastante frecuencia sistemas que funcionan con electricidad. Existen varios tipos; veremos dos de los más demandados.

Los convectoros eléctricos son aparatos de calefacción compactos que se pueden instalar dentro de la habitación a calentar. Dependiendo de la potencia del dispositivo, puede ser uno o varios.

El principio de funcionamiento de los diferentes tipos de convectores eléctricos es similar. El aire frío entra a través de la rejilla al interior del aparato, donde se calienta mediante un elemento calefactor eléctrico.

Gracias a la convección natural o al esfuerzo del ventilador, las masas de aire caliente ascienden, se mezclan con el aire de la habitación y lo calientan. La temperatura del local aumenta. El aire enfriado desciende, vuelve a entrar en el aparato y el ciclo se repite.

El uso de convectores eléctricos es el método más sencillo para calentar los espacios habitables. Sin embargo, considerando el coste de la electricidad, resulta bastante costoso.

La calefacción eléctrica puede implementarse mediante el uso de radiación infrarroja. Una fina película infrarroja flexible se instala en el techo o el suelo y actúa como un dispositivo de calefacción que calienta el aire de la habitación hasta una temperatura confortable.

El sistema funciona de la siguiente manera. Al aplicar corriente eléctrica a la película, los elementos de carbono se calientan y comienzan a emitir ondas infrarrojas en un rango seguro para el ser humano.

Estas ondas se desplazan hasta el primer objeto grande que encuentran. Puede ser el suelo, los muebles o algo similar. Los objetos acumulan las ondas infrarrojas, se calientan y ceden calor al aire. El calentamiento es muy rápido.

Asimismo, la distribución del calor es la más favorable para el ser humano: en la parte inferior de la habitación se encuentra el aire más cálido, y en la superior, un poco más frío.

Los médicos confirman que la calefacción por infrarrojos es similar a los rayos solares y se considera la más beneficiosa para el ser humano. A pesar de la notable diferencia en el principio de funcionamiento, ambos tipos de sistemas tienen ventajas similares. Principalmente, los costos mínimos de construcción.

Las tarifas poco atractivas de las compañías comercializadoras de energía no disuaden a quienes desean instalar calefacción eléctrica. Para el control del equipo se utiliza automatización, lo que permite configurar el sistema para que funcione en el modo de máxima eficiencia energética.

La película infrarroja calefactora puede colocarse en el suelo o en el techo. En cualquier caso, calentará la estancia de manera eficaz y segura (+).

La electricidad es muy cómoda de usar. No es necesario emplear ningún combustible, lo que elimina el problema de su almacenamiento y compra.

Además, las calderas de combustible sólido, por ejemplo, se consideran muy 'sucias', ya que durante su funcionamiento se producen hollín y cenizas. El equipo eléctrico no tiene estos problemas. Es totalmente seguro, no hace ruido y no emite sustancias tóxicas.

Los sistemas que funcionan con electricidad suelen ser muy compactos. Los aparatos que se utilizan pueden tener diseños muy variados. Estos sistemas son duraderos y solo requieren un mantenimiento regular.

Su principal desventaja es la explotación costosa, debido al elevado precio de la electricidad. A pesar de la eficiencia de los sistemas, las facturas de electricidad suelen ser considerables.

Variedades de sistemas con líquido térmico

Como muestra la práctica, la mayoría de las veces para la instalación de calefacción autónoma se elige un sistema con refrigerante líquido, por lo que hablaremos de sus variedades. Dicho sistema se realiza en forma de uno de dos esquemas posibles.

Esquema más simple – de un tubo

Representa un circuito cerrado en forma de anillo, dentro del cual se instalan radiadores de calefacción en serie. El refrigerante ingresa al primero, luego al siguiente y así sucesivamente, hasta que regresa a la caldera. Es un esquema extremadamente simple, pero no es el más eficaz.

El principal inconveniente del sistema de calefacción monotubo radica en el enfriamiento del caloportador en las “aproximaciones” a los radiadores más alejados de la caldera.

El esquema de distribución de un solo tubo implica la disposición secuencial de las baterías. El sistema es muy simple, pero tiene limitaciones en su aplicación (+).

El líquido sale del intercambiador de calor de la caldera a una temperatura de aproximadamente 75 °C. Con la misma temperatura ingresa al primer radiador, en el segundo está un poco más frío y así sucesivamente. Si la longitud de la tubería es pequeña y hay pocos radiadores, esto no es preocupante.

Pero si hay muchas baterías, en las últimas el refrigerante estará calentado a 45-50 °C, lo que no es suficiente para calentar adecuadamente la habitación.

Puede haber dos formas de solucionar la situación. La primera es aumentar la temperatura del refrigerante o agregar secciones a los últimos radiadores en la cadena para aumentar su transferencia de calor. Ambas opciones requerirán inversiones adicionales, pero no garantizan el resultado.

Otra forma de solucionar el problema es la instalación de una bomba de circulación. Esto realmente aumentará la eficiencia del sistema de un solo tubo, pero también lo hará dependiente de la energía y más costoso de operar.

Esquema mejorado – de dos tubos

La principal diferencia con el primer esquema es que el fluido térmico llega a cada radiador prácticamente al mismo tiempo. Para suministrarlo a los aparatos se utiliza un tubo de suministro, y para la recogida y evacuación se emplea un tubo llamado de retorno.

El fluido térmico a los radiadores puede suministrarse mediante un esquema de colector o mediante un esquema de tes. En el primer caso, a cada aparato se le lleva su propia alimentación con retorno. Las tuberías se colocan desde el colector en forma de “rayos”, de ahí el segundo nombre “radial”.

En la variante de tes, los aparatos se conectan en serie a la alimentación y al retorno mediante conectores con tres bocas – las tes.

El esquema de dos tubos para la disposición del sistema de calefacción supone que a cada radiador se le tenderá una tubería de suministro de fluido térmico y una tubería de retorno (+)

El colector implica la instalación de válvulas de cierre en cada derivación hacia el radiador, lo que permite desconectarlo si es necesario. El funcionamiento del esquema de calefacción por radiación se basa en la circulación forzada del líquido, porque para el movimiento natural del caloportador hay demasiados obstáculos hidráulicos en los múltiples anillos.

Las variedades de tes pueden funcionar tanto por gravedad natural como mediante la inclusión de una bomba de circulación en el sistema. Esta impulsa el fluido térmico, por lo que al disponer los anillos de calefacción no es necesario mantener una pendiente, ni instalar el tubo de alimentación por debajo de los aparatos de calefacción.

La principal ventaja del esquema de dos tubos es garantizar un calentamiento uniforme de todos los radiadores del edificio, sin importar cuántos haya. Pero para su instalación se necesitarán muchas más tuberías y otros elementos, por lo tanto, resultará más costosa. Este es el principal inconveniente del sistema de dos tubos.

Sistema con circulación por gravedad

El fluido térmico dentro del circuito de calefacción debe moverse. Esto puede ocurrir mediante circulación natural. Surge debido a la diferencia de densidades que existe entre el fluido frío y el calentado.

El líquido calentado tiene menor densidad, por lo que comienza a ascender espontáneamente desde la caldera por la columna, desde donde se dirige a las tuberías de salida y luego a los radiadores. El portador de calor que se enfría aumenta su densidad, lo que lo hace más pesado.

La eficiencia del funcionamiento del sistema con circulación natural del líquido portador de calor depende de la diferencia de temperaturas, la altura de elevación del portador de calor y el ángulo de colocación de la tubería correctamente elegido (+)

Por esta razón, desciende más abajo, se acumula en la tubería de retorno, por donde llega a la caldera. Así, mientras el equipo está en funcionamiento, se produce una circulación del portador de calor de tipo gravitatorio. Sin embargo, su velocidad es relativamente baja y puede variar.

Depende principalmente de dos factores:

1. Ubicación de los elementos del sistema. Los radiadores deben colocarse considerablemente más arriba que la caldera o elevarse hasta el techo, y mejor aún en el ático, el tubo ascendente principal del que saldrán las derivaciones hacia los radiadores.
2. Diferencia de temperaturas del portador de calor enfriado y calentado. Cuanto mayor sea, mayor será la velocidad del movimiento del líquido. Por esta razón, el tubo ascendente principal puede estar aislado con un material especial para evitar pérdidas de calor, mientras que el tubo de retorno, por el contrario, no se cubre con nada.

Entre las ventajas del esquema de sistema de calefacción de una casa particular con circulación natural se incluyen su bajo costo y simplicidad en el diseño, instalación y mantenimiento. Durante su funcionamiento es completamente silenciosa y no presenta vibraciones.

Los inconvenientes del esquema de circulación natural son bastantes. Se pone en marcha lentamente, lo que se explica por la baja velocidad de avance del caloportador con una pequeña diferencia de temperatura.

Un sistema con circulación natural de portador de calor líquido bien diseñado puede ser bastante complejo y abarcar no solo una, sino más plantas (+)

Además, para la circulación normal del líquido en el circuito se requiere una tubería ensamblada con tubos de diámetro relativamente grande. Dichos sistemas tienen limitaciones de tamaño debido a la baja presión natural en la tubería principal. La longitud de esta construcción no puede exceder los 30 m en horizontal.

Esquema con circulación forzada

En el sistema se incluye una bomba de circulación, que impulsa el caloportador a moverse a una cierta velocidad. La bomba se instala en cualquier lugar de la línea de calefacción.

Para la instalación en la impulsión, solo se debe comprar una bomba de fabricantes de confianza, ya que tendrá que trabajar en condiciones adversas, aunque todos los modelos de circulación actuales están diseñados para tal operación.

La potencia de la bomba se selecciona según la longitud de la tubería y puede variar. Gracias a la circulación forzada, el circuito puede tener diferentes longitudes, incluso muy extensas. La velocidad de avance del líquido refrigerante no depende de la diferencia de temperatura, lo que permite implementar los más diversos esquemas de ingeniería.

Además, surge la posibilidad de usar tuberías de diámetro pequeño, lo que beneficia la apariencia de dicho sistema de calefacción.

La inclusión de una bomba de circulación en el esquema permite implementar soluciones de ingeniería más complejas y hace que el sistema sea más eficiente (+)

Entre los inconvenientes de la calefacción con circulación por bomba cabe destacar la dependencia energética. Esto significa que en ausencia de suministro eléctrico, la calefacción no funcionará. Para lugares donde los cortes de electricidad son frecuentes, esto es un inconveniente muy grave.

Además, la instalación de la bomba requerirá costos adicionales por su compra, montaje y posterior operación.

Elementos principales del sistema de calefacción

El conjunto de elementos incluidos en un sistema de calefacción con refrigerante líquido puede ser muy variado. Todo depende del tipo de esquema elegido. Sin embargo, siempre están presentes algunos elementos básicos. En primer lugar, la caldera. El equipo genera calor, que se transfiere al líquido refrigerante.

Según el tipo de combustible utilizado, todas las calderas se dividen en:

1. De combustible sólido. Para su funcionamiento se utilizan todo tipo de combustibles sólidos: leña, carbón, turba, etc. En el mercado se pueden encontrar variedades de estos dispositivos: equipos de pellets y pirólisis.
2. De gas. Funcionan con gas natural de red o con gas licuado.
3. Eléctricas. Generan calor transformando la energía eléctrica.
4. De combustible líquido. Utilizan diésel, gasolina y materiales similares como combustible.
5. Mixtas. Los dispositivos están equipados con varios quemadores diferentes y pueden funcionar con varios tipos de combustible.

Las calderas combinadas se consideran las más prácticas. Ayudan a no quedarse sin calefacción en condiciones de interrupciones en el suministro del combustible principal. Sin embargo, el costo de estos modelos es mucho más alto que el de los estándar.

Radiador de panel – uno de los dispositivos de calefacción más fiables y sencillos.

Otro elemento obligatorio del sistema de calefacción son los dispositivos acumuladores de calor. También pueden ser diferentes.

Se distinguen los siguientes tipos de radiadores:

• De panel, que consisten en un panel de acero macizo de varios tamaños.
• De placas, compuestos por varias placas cuyo grosor puede variar significativamente.
• Tubulares. Se realizan en forma de colector inferior y superior conectados por tramos de tubería.
• Seccionales. Están ensamblados a partir de secciones de calefacción, cuyo número puede ser cualquiera.

Y el último elemento obligatorio de un sistema de calefacción de este tipo es la tubería.

Para su montaje se utilizan tubos metálicos o plásticos. Los primeros son muy resistentes, pero propensos a la corrosión y difíciles de instalar. Los segundos son muy fáciles de montar, no se oxidan, pero la resistencia de los diferentes tipos de plásticos puede variar significativamente. Por lo tanto, es muy importante no equivocarse en la elección del material para la tubería de plástico.

Conclusiones y video útil sobre el tema

¿Qué método de calefacción de una casa particular es más rentable?

Todo sobre el esquema de calefacción monotubo:

Principio de funcionamiento de la calefacción por aire:

La calefacción autónoma se puede instalar de muchas maneras diferentes. La elección de la solución, sin duda, se verá afectada por las características climáticas de la zona donde se encuentra la casa.

Probablemente no sea recomendable instalar un costoso sistema con un portador de calor líquido donde el invierno dura uno o dos meses y la temperatura rara vez baja de cero. También es importante tener en cuenta las características del edificio y las capacidades financieras. Si se toma la decisión correcta, siempre hará calor en la casa.

¿Tiene algo que añadir o tiene preguntas sobre el tema de la organización de la calefacción autónoma de una casa particular? Por favor, deje comentarios en la publicación. El formulario de contacto se encuentra en el bloque inferior.