Presión en el sistema de calefacción: cómo debe ser y cómo aumentarla si cae

Tras una caída de presión en el sistema de calefacción, surge el problema: disminuye la calidad de la calefacción de las habitaciones de la casa. Se puede, por supuesto, configurar el funcionamiento de la calefacción una vez y durante mucho tiempo, pero este período no será infinitamente largo. Un día, la presión normal en el sistema de calefacción cambiará, y de manera significativa.

Le explicaremos cómo mantener bajo control los indicadores físicos del refrigerante. Con nosotros aprenderá cómo garantizar una velocidad estable de movimiento del agua calentada por la tubería hacia los radiadores. Comprenderá cómo obtener y mantener una temperatura confortable en las habitaciones.

En el artículo que se presenta se detallan las causas de la caída de presión en sistemas de tipo abierto y cerrado. Se presentan métodos eficaces de equilibrado. La información para su consulta se complementa con esquemas, instrucciones paso a paso, fotos y guías en video.

Tipos de presión en los sistemas de calefacción

Dependiendo del principio de movimiento del refrigerante en la tubería del circuito, en los sistemas de calefacción la función principal la desempeña la presión estática o dinámica.

La presión estática, también llamada gravitacional, se desarrolla debido a la fuerza de gravedad de nuestro planeta. Cuanto más alto sube el agua por el circuito, más peso ejerce sobre las paredes de las tuberías.

Al elevar el refrigerante a una altura de 10 metros, la presión estática será de 1 bar (0,981 atmósferas). El sistema de calefacción abierto está diseñado para presión estática, su valor máximo es de aproximadamente 1,52 bares (1,5 atmósferas).

La presión dinámica en el circuito de calefacción se genera artificialmente mediante – el uso de una bomba eléctrica. Por lo general, los sistemas de calefacción cerrados están diseñados para la presión dinámica, cuyo circuito está formado por tuberías de diámetro significativamente menor que en los sistemas de calefacción abiertos.

El valor normal de la presión dinámica en un sistema de calefacción de tipo cerrado es de 2,4 bares o 2,36 atmósferas.

Consecuencias de la inestabilidad en los circuitos

Una presión insuficiente o excesiva en el circuito térmico es igualmente perjudicial. En el primer caso, algunos radiadores no calentarán eficazmente las habitaciones; en el segundo, se verá afectada la integridad del sistema de calefacción y fallarán algunos de sus elementos.

Una conexión correcta permitirá conectar la caldera al circuito de calefacción de la manera necesaria para un funcionamiento de calidad del sistema térmico.

El aumento de la presión dinámica en la tubería de calefacción ocurre si:

• el refrigerante está demasiado caliente;
• la sección de las tuberías es insuficiente;
• la caldera y la tubería están incrustadas de sarro;
• hay bolsas de aire en el sistema;
• se ha instalado una bomba booster demasiado potente;
• se produce una alimentación de agua.

También, la presión elevada en el circuito cerrado es causada por un equilibrado incorrecto con las válvulas (sistema sobreequilibrado) o por un fallo de algunos reguladores-válvulas.

Para el control de los parámetros de trabajo en los circuitos de calefacción cerrados y para su regulación automática se instala un grupo de seguridad:

La presión en la tubería de calefacción disminuye por las siguientes razones:

• fuga de refrigerante;
• fallo de la bomba;
• rotura de la membrana del vaso de expansión, grietas en las paredes del tanque de expansión convencional;
• averías del bloque de seguridad;
• fuga de agua del sistema de calefacción al circuito de alimentación.

La presión dinámica será elevada si las cavidades de las tuberías y radiadores están obstruidas, si los filtros recolectores están sucios. En tales situaciones, la bomba trabaja con mayor carga y la eficiencia del circuito de calefacción disminuye. La consecuencia típica del exceso de presión son las fugas en las conexiones e incluso la rotura de las tuberías.

Los parámetros de presión serán inferiores a los necesarios para un funcionamiento normal si en la tubería principal se instala una bomba de potencia insuficiente. No podrá mover el refrigerante a la velocidad requerida, por lo que al equipo llegará un medio de trabajo algo enfriado.

Un segundo ejemplo claro de caída de presión es cuando el flujo está bloqueado por una válvula. El síntoma de estos problemas es la pérdida de presión en un segmento individual de la tubería situado después del obstáculo para el refrigerante.

Dado que en todos los circuitos térmicos existen dispositivos que protegen contra la presión excesiva (como mínimo, una válvula de seguridad), el problema de baja presión ocurre con mucha más frecuencia. Examinemos las causas de la caída y las formas de aumentar la presión, y por tanto mejorar la circulación del agua, en los sistemas de calefacción de tipo abierto y cerrado.

Presión en el sistema de calefacción abierto

A diferencia de un circuito térmico cerrado, un sistema de calefacción abierto bien construido no requiere equilibrio con los años de funcionamiento: es autorregulable. El funcionamiento de la caldera y la presión estática garantizan una circulación constante de agua en el sistema.

La densidad del agua caliente que circula por la columna de suministro es menor que la densidad del fluido térmico enfriado. El agua caliente tiende a ocupar el punto más alto del circuito, mientras que la enfriada tiende a estar en la parte más baja.

La presión necesaria para la circulación del agua se logra mediante la altura de la columna de suministro o una bomba booster (+)

La presión generada por la columna de agua en la columna de suministro favorece la circulación del fluido térmico y compensa la resistencia presente en la tubería del circuito. Es causada por la fricción del agua contra la superficie interior de las tuberías, así como por resistencias locales (giros y derivaciones de la tubería, caldera, válvulas).

Por cierto, las tuberías de mayor diámetro se utilizan para montar el sistema de calefacción abierto precisamente con el objetivo de reducir la fricción.

Para entender cómo aumentar la presión en un sistema de calefacción abierto, primero hay que comprender el principio de lograr la altura de circulación en el circuito térmico.

Su fórmula:

P_c = h • (r_°-r_g),

donde:

• P_c – altura de circulación;
• h – distancia vertical entre los centros de la caldera y el radiador de calefacción inferior;
• r_g – densidad del fluido térmico caliente;
• r_o – densidad del fluido térmico enfriado.

La presión estática será mayor si la distancia entre los ejes centrales de la caldera y el radiador más cercano a ella es lo más grande posible. En consecuencia, la intensidad de circulación del fluido térmico será mayor.

Para lograr la máxima presión posible en el circuito de calefacción, es necesario colocar la caldera lo más baja posible, en el sótano.

Cuanto más cerca esté el radiador de la caldera en el circuito de suministro, mejor se calienta. Los reguladores permiten distribuir el calor entre todos los radiadores del sistema de calefacción.

La segunda razón de la caída de presión en un sistema de calefacción abierto está relacionada con su autorregulación. Al cambiar la temperatura de calentamiento del fluido térmico, cambia la intensidad de su flujo. Al aumentar el calentamiento del agua para el circuito térmico en los fríos días de invierno, los propietarios reducen drásticamente su densidad.

Sin embargo, al pasar por los radiadores de calefacción, el agua cede calor a la atmósfera de la habitación, mientras que su densidad aumenta. Y según la fórmula presentada anteriormente, una alta diferencia de densidades entre el agua caliente y la enfriada contribuye al aumento de la altura de circulación.

Cuanto más caliente esté el fluido térmico y más frío esté en las habitaciones de la casa, mayor será la presión en el sistema. Sin embargo, después de que la atmósfera de las habitaciones se caliente y la emisión de calor de los radiadores disminuya, la presión en el sistema abierto caerá: se reducirá la diferencia entre la temperatura del agua en la ida y en el retorno.

Equilibrado de un sistema térmico abierto de doble circuito

Los sistemas de calefacción por gravedad se realizan con uno o varios circuitos. La longitud horizontal de cada tubería en anillo no debe superar los 30 m.

Pero para lograr la presión y el empuje óptimos en un sistema abierto con movimiento natural del refrigerante, es mejor hacer las tuberías aún más cortas – menos de 25 m. Entonces al agua le resultará más fácil combatir la resistencia hidráulica. En un circuito con varios anillos, además de la limitación de longitud, se debe cumplir la condición para los radiadores de calefacción – el número de secciones en todos los anillos debe ser aproximadamente igual.

La falta de presión en un sistema térmico abierto de dos circuitos se debe a errores de diseño o a la suciedad en las tuberías (+)

El equilibrado de los anillos horizontales que forman parte de un circuito vertical se requiere en la etapa de diseño del sistema de calefacción. Si la resistencia hidráulica de algún anillo resulta mayor que la de los demás, la presión estática en él será insuficiente y el caudal prácticamente cesará.

Para mantener la presión necesaria en un sistema de calefacción de dos circuitos, se requiere reducir la sección de las tuberías en la entrada a los radiadores. También se pueden instalar válvulas de termorregulación (manuales o automáticas) delante de los radiadores.

Se puede equilibrar un sistema de dos circuitos de tipo abierto de la siguiente manera:

• Manual. Ponemos en marcha el sistema de calefacción, luego medimos la temperatura ambiente de cada habitación climatizada. Donde sea más alta, apretamos la válvula; donde sea más baja, la aflojamos. Para ajustar el balance térmico, será necesario realizar mediciones de temperatura y ajustes de las válvulas varias veces;
• Usando válvulas termostáticas. El equilibrado ocurre prácticamente solo; solo es necesario ajustar la temperatura deseada en cada habitación en las perillas de las válvulas. Cada uno de estos dispositivos controlará por sí mismo el suministro de fluido caloportador al radiador, aumentando o disminuyendo dicho suministro.

Es especialmente importante que el valor de la resistencia hidráulica total del sistema de calefacción (todos los anillos dentro de los circuitos) no resulte superior al valor del caudal de circulación. De lo contrario, el calentamiento del fluido caloportador y los intentos de equilibrar el sistema no mejorarán la circulación.

Bomba de circulación para un sistema térmico abierto

A veces sucede que las medidas de equilibrado del circuito de calefacción de un sistema por gravedad no dan resultado. No todas las causas de baja presión se resuelven con ajustes: la elección de un diámetro incorrecto de tuberías no se puede corregir sin una reconstrucción completa del circuito.

Entonces, para aumentar la presión y mejorar el movimiento del agua sin una modificación significativa de la calefacción, se instala una bomba de circulación o un dispositivo de bombeo elevador. Lo único que requerirá su instalación es el traslado del tanque de expansión o su reemplazo por un expansomat de membrana (tanque cerrado).

En caso de una caída grave de presión, no se necesita una bomba de circulación, sino una bomba de refuerzo más potente. Sin embargo, para sistemas de calefacción abiertos, las bombas de refuerzo no son adecuadas, ya que generan una presión dinámica significativa.

El consumo de energía de las bombas de circulación no supera los 100 W. Por lo tanto, no hay que temer que expulse el refrigerante del circuito.

El volumen de agua en el sistema de calefacción es más o menos constante, siempre que se controle el llenado del circuito abierto. Por lo tanto, por mucha agua que la bomba de circulación empuje por el circuito, la misma cantidad entrará por la tubería de retorno.

Al llevar la presión del sistema térmico al nivel necesario, la bomba permitirá alargarlo, reducir el diámetro de la tubería y lograr el equilibrio del circuito ante una alta resistencia hidráulica.

Presión en el sistema de calefacción cerrado

La instalación de una caldera moderna, especialmente de doble circuito, es considerada por los vendedores como la solución ideal para la calefacción doméstica. Con una instalación de calidad de la nueva caldera, el sistema cerrado forzado funciona correctamente durante varios años, pero un día la presión en él disminuye brusca o gradualmente. ¿Cómo encontrar la causa de la baja presión dinámica?

El sistema de calefacción cerrado necesita una atención minuciosa. La caída o el aumento de presión son igualmente peligrosos para él. Quedarse sin calefacción en invierno – la peor pesadilla del propietario.

En primer lugar, se revisan tanto la bomba elevadora como la bomba de circulación presente en el circuito térmico. Este dispositivo se desgasta más rápidamente que la caldera, el expansomat o la tubería, por lo que su estado se determina primero. Es importante asegurarse de que la bomba 'silenciosa' recibe alimentación eléctrica y solo entonces tomar medidas para reemplazar el dispositivo.

En general, es más racional incorporar dos bombas de antemano en el circuito de calefacción: una en la tubería principal y la otra en el bypass. Un sistema de calefacción cerrado no puede funcionar con baja presión dinámica. Por lo tanto, una bomba de repuesto activada a tiempo protegerá la casa y la tubería de la congelación.

Si la bomba funciona correctamente, la fuente de pérdida de presión se encuentra en la caldera o en el sistema de tuberías. Verificamos la caldera al final, primero el circuito de calefacción.

Pasos para buscar fugas del refrigerante

Es posible detectar fugas en el sistema de calefacción por sí mismo si las tuberías están instaladas de manera visible y hay acceso a las llaves y a todos los elementos de conexión. También es necesario retirar el revestimiento decorativo de los radiadores de calefacción.

Se debe recorrer todo el circuito térmico con una linterna, examinando minuciosamente cada conexión, cada elemento del sistema (también la tubería de la caldera). Buscamos charcos de agua, manchas de humedad en el suelo, rastros de agua seca, manchas de óxido en tuberías, radiadores y válvulas de cierre.

Tomamos un espejo pequeño, iluminamos con una linterna y examinamos la parte posterior de cada sección del radiador de calefacción. Si las baterías son modulares, de hierro fundido o aluminio, se deben inspeccionar las conexiones entre las secciones. La corrosión, las manchas de óxido son signos de una fuga, incluso si el suelo debajo del radiador está seco.

Hay situaciones en las que la presión en el circuito disminuye lentamente, día tras día. Además, no hay rastros visibles de fuga en los elementos del sistema de calefacción ni en el suelo. Más bien, hay fugas y no son pocas, pero no es posible detectarlas.

El agua que se fuga se evapora en la tubería, el radiador o la superficie del suelo, es decir, no se forman charcos notables. Es necesario identificar los posibles puntos de fuga del refrigerante y colocar debajo de ellos hojas de papel suave, como servilletas o papel higiénico. Después de unas horas, verificamos si el papel está húmedo. Si está mojado, significa que la fuga está aquí.

El correcto funcionamiento del grupo de seguridad de la caldera no solo depende del manómetro, la válvula de seguridad y el purgador de aire. Ningún elemento o conexión desmontable debe tener fugas.

En una casa equipada con un sistema de tuberías de calefacción parcialmente oculto, es imposible encontrar fugas por sí mismo. Solo queda llamar a los técnicos de calefacción, quienes realizarán la búsqueda de fugas en el circuito térmico con equipo especial.

La búsqueda térmica de fugas en el sistema de calefacción se realiza en una secuencia determinada. Primero, se drena el refrigerante del circuito.

Luego, se conecta un compresor mediante una conexión roscada a toda la tubería de calefacción o a sus segmentos individuales equipados con válvulas de cierre. Como último recurso, se puede conectar una bomba de automóvil a la tubería.

Unos minutos después de comenzar a inyectar aire en el circuito térmico, se escuchará un sonido perceptible de aire que escapa en los lugares de las fugas. Cada sección del sistema de calefacción empotrada en la pared o el piso con una fuga detectada por el sonido debe abrirse quitando la capa de cemento.

Luego, la fuga se elimina reemplazando el segmento de tubería, apretando la conexión con estopa o cinta de teflón, retirando e instalando una nueva válvula de cierre.

Variaciones de presión en la caldera de calefacción

Señalemos de inmediato que solo un ingeniero térmico del servicio técnico puede determinar la avería exacta del equipo de la caldera. Es decir, el propietario no podrá descubrir por sí mismo y, mucho menos, reparar una avería grave que haya provocado una caída de presión en la caldera de calefacción.

Consideremos las posibles causas del cambio 'lento' de presión en el manómetro de la caldera, que ocurre cuando la caldera parece estar en buen estado externamente.

Grieta en el intercambiador de calor. Con los años de uso, las paredes del intercambiador de calor de la caldera pueden desarrollar microfisuras. Las causas de su formación son el desgaste de la unidad, la disminución de la resistencia durante las limpiezas, las pruebas de presión (golpe de ariete) o un defecto de fábrica. El refrigerante se filtra a través de ellas y la caldera requiere un relleno de agua cada 3 o 5 días.

Visualmente no se detecta la fuga: el agua gotea lentamente y, con el quemador encendido, la humedad acumulada en la caldera se evapora. Se requiere reemplazar el intercambiador de calor; con menos frecuencia se puede soldar.

La válvula de tres vías es ideal para sistemas de calefacción de múltiples circuitos. Sin embargo, la capacidad de flujo de dicha válvula está firmemente relacionada con la frecuencia con la que se limpie de impurezas.

La presión aumenta debido a la válvula de llenado abierta. En el contexto de una baja presión dinámica en la caldera y una presión más alta en la tubería de agua, entra agua 'extra' al sistema de calefacción a través de la válvula de llenado. La presión en el circuito térmico aumenta hasta el punto en que se requiere su descarga a través de la válvula de seguridad de la unidad de la caldera.

Si la presión del agua en la tubería baja, el refrigerante del circuito de calefacción forzará su entrada a la caldera, por lo que la presión en el sistema de calefacción disminuirá. Un problema similar ocurre cuando el grifo de carga está defectuoso. Es necesario cerrar el grifo o reemplazarlo.

Aumento de presión debido a la válvula de tres vías. Si la válvula instalada en una caldera de doble circuito está defectuosa, el agua del sector de calefacción «doméstico» ingresará al sistema de calefacción. La válvula de tres vías necesita limpieza o reemplazo.

Las lecturas del manómetro de la caldera no cambian. Si al modificar los modos de funcionamiento de la caldera, al aumentar o disminuir la temperatura en el circuito, el manómetro muestra la misma presión, está «atascado». Es decir, a través del tubo se acumuló suciedad del sistema de calefacción. Se requiere reemplazar el manómetro.

Presión baja debido al vaso de expansión

Con las calderas de doble circuito en sistemas de calefacción cerrados a menudo ocurre la siguiente situación: al arrancar en modo de calefacción, la presión aumenta bruscamente según el manómetro de la caldera. Si el circuito está completamente lleno de agua, la presión aumenta hasta 3 bar y se activa la válvula de alivio, que descarga parte del agua.

El propietario apaga el quemador y espera a que el agua se enfríe. Mientras tanto, la presión baja al mínimo. Luego, el propietario intenta encender la caldera. Pero el aparato no funciona y emite una señal de «avería». Aunque a veces es posible activar el funcionamiento de la caldera de doble circuito si la presión no baja demasiado.

La ubicación del vaso de expansión junto a la caldera de calefacción se explica por su importancia para el sistema térmico. Es necesario vigilar atentamente el estado y el correcto funcionamiento del tanque de expansión.

Solo queda intentar aumentar la presión agregando agua al sistema en modo «frío» (con el quemador apagado) y logrando lecturas del manómetro de entre 1,2 y 1,5 bares. Pero el reinicio de la caldera da el mismo resultado: la presión aumenta; se activa la válvula de alivio; se drena el agua; la presión está al mínimo; la caldera no funciona.

Puede haber varias causas de este fallo. Sin embargo, una fuente frecuente del problema es el tanque de expansión. Y no importa dónde esté ubicado – dentro de la caldera o fuera de ella.

El vaso de expansión está dividido por una membrana flexible en dos partes. En una parte está el refrigerante, en la otra el gas (generalmente nitrógeno) a una presión de 1,5 bares. El agua que se expande al calentarse, contenida en el circuito térmico, presiona a través de la membrana sobre el compartimento de gas del tanque de membrana. Para compensar el aumento de presión en el sistema, el gas en el vaso de expansión se comprime.

Después de años de uso del circuito de calefacción cerrado, el niple a través del cual se realizaba la carga de gas en el vaso de expansión comienza a tener fugas. A veces, los propietarios mismos liberan el gas, sin comprender la función del niple.

En cualquier escenario, el gas en el expansomat se vuelve cada vez menos. Pronto el depósito de expansión ya no puede compensar la presión del refrigerante en expansión en el sistema, sus valores alcanzan el máximo.

El sistema de calefacción cerrado reaccionará a una falla del depósito de expansión con un aumento y una caída bruscos de la presión dinámica.

Analicemos cómo resolver el problema de la falta de gas en el expansomat. Primero, apague la caldera; si es eléctrica, desconéctela también de la red eléctrica.

Si el depósito de expansión está integrado en la caldera, debe cerrar el paso de agua a ambos circuitos (o a uno). Drene completamente el agua de la caldera. Si el expansomat está separado de la caldera, debe aislar su tramo de tubería de la red general y drenar el agua de allí.

Luego, tome una bomba de automóvil equipada con manómetro (el manómetro es obligatorio), conéctela al niple del expansomat y bombee. Del sector bloqueado de la tubería (o de la caldera, si el depósito está en ella) saldrá agua; continúe bombeando.

Supervise el manómetro de la bomba. El agua ha dejado de fluir y la presión ha alcanzado 1,2-1,5 bares; deje de bombear aire.

Queda abrir las válvulas de cierre, alimentar el circuito con agua hasta 1,2-1,5 bares, luego encender la caldera. El sistema de calefacción funcionará. Si descubre que el problema de presión reaparece después de un tiempo, reemplace el niple del expansomat, ya que tiene una fuga importante.

Tenga en cuenta que puede haber otro problema más grave con el depósito: la rotura de la membrana. En ese caso, bombear aire no servirá; habrá que cambiar el expansomat.

Conclusiones y video útil sobre el tema

Video #1. Cómo realizar el equilibrado de los radiadores de calefacción en un sistema de calefacción doméstico. Recordamos que sin válvulas en cada radiador de calefacción no será posible equilibrar el sistema.

Video #2. Recomendaciones de un técnico en calefacción para restablecer la presión de trabajo en circuitos de calefacción de tipo cerrado. En el video también se explica el procedimiento para inflar el expansomat que ha perdido el gas de fábrica:

Un sistema de calefacción correctamente equilibrado funcionará durante varios años. Pero algún día cambiarán las características del refrigerante o fallarán elementos críticos del circuito térmico. Por lo tanto, es necesario supervisar constantemente las lecturas del refrigerante en los manómetros para reaccionar a tiempo a las fluctuaciones de presión.

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