Calefacción por agua en una casa particular: reglas, normas y opciones de organización
Las condiciones climáticas de la zona media y del norte de Eurasia requieren aislamiento térmico de las casas, pero el aislamiento por sí solo no es suficiente. Las pérdidas de calor deben compensarse mediante un sistema de calefacción. La calefacción por agua en una casa particular es un método común y el más eficaz.
La calidad del funcionamiento del circuito de calefacción depende directamente de las características del diseño, la elección del dispositivo de calefacción y el tipo de distribución. Cómo decidir el equipo y el esquema más adecuado lo sabrá al leer el artículo que le ofrecemos. La información presentada se basa en los requisitos de las normativas de construcción.
Hemos descrito detalladamente el principio de funcionamiento del sistema de calefacción por agua y analizado las opciones típicas de instalación. Para optimizar la comprensión de este complejo tema, hemos incluido esquemas, selecciones de fotos y videos.
Contenido del artículo:
Estructura y principio de funcionamiento
Las estructuras de calefacción con refrigerante líquido tienen un conjunto similar de componentes, que son:
- Equipo de calefacción – caldera (de gas, de combustible líquido o sólido), estufa, chimenea.
- Circuito cerrado en forma de tubería, que garantiza la circulación continua del refrigerante caliente y frío (anticongelante).
- Aparatos de calefacción – radiadores metálicos con aletas, paneles o tubos lisos, convectores, tuberías de suelos radiantes por agua.
- Válvulas de cierre, necesarias para desconectar aparatos o líneas individuales del sistema para reparación y mantenimiento;
- instrumentos para la regulación y control del funcionamiento del sistema (vaso de expansión, manómetro, válvulas de purga, etc.).
- Bombas de circulación, utilizadas para crear un suministro forzado de refrigerante; a veces se instala una bomba de refuerzo para garantizar una presión estable en el sistema.
Si cerca se encuentra una tubería de gas centralizada, la solución más económica es instalar una caldera de gas.
En ausencia de redes centralizadas para un sistema de suministro de gas independiente, será necesario instalar un depósito de gas. Sin embargo, esta opción solo es aplicable si se acondiciona una finca de superficie suficientemente grande.
En las casas construidas en terrenos pequeños en áreas no gasificadas, el funcionamiento autónomo del equipo de calefacción a gas se garantiza mediante un cilindro común. Como solución alternativa, se pueden utilizar estufas de combustible líquido o sólido, y solo en casos extremos, costosos dispositivos eléctricos.
Se prefiere la calefacción por agua en casas de campo debido a su sencillo principio de funcionamiento. Al calentarse en la caldera hasta una temperatura determinada, el agua a presión se envía a las tuberías que conducen a los radiadores o convectores.

Según el tipo de movimiento del fluido caloportador por los circuitos de calefacción, se dividen en:
- Naturales (por gravedad). La circulación del fluido caloportador en ellos se estimula por fenómenos naturales, según los cuales el agua caliente se eleva y, después de ceder calor a los radiadores y enfriarse, regresa hacia abajo. Allí vuelve a entrar en la caldera para reanudar el movimiento cíclico.
- Artificiales (también llamados con bomba o forzados). La circulación del fluido caloportador en los esquemas forzados está a cargo de una bomba de circulación que, por un lado del circuito, impulsa el fluido caliente y, por el otro, aspira el agua enfriada.
Esquema gravitacional – la opción más simple y accesible para implementar de forma independiente. Incluye un mínimo de equipamiento: tuberías de retorno y suministro, caldera, tanque de expansión de tipo abierto, radiadores. Debido a que el movimiento del refrigerante no requiere estimulación por bomba, los sistemas son completamente independientes energéticamente.

Entre las ventajas de la calefacción natural se deben incluir los costos de construcción insignificantes en comparación con el análogo de bomba. No es necesario equiparlos con dispositivos técnicos complejos que no son baratos. Durante el funcionamiento no hay costos de electricidad.
Un grave inconveniente de los sistemas gravitacionales es su radio de acción extremadamente limitado. Pueden funcionar a plena capacidad con una extensión horizontal de hasta 30 m. Este tipo de calefacción tarda mucho en “acelerarse” después de un período de inactividad. Existe el riesgo de congelación del refrigerante en el tanque abierto durante el período de heladas.

La circulación forzada es buena porque maneja libremente edificios de varios pisos con una red de calefacción ramificada y extensa. El esquema es más eficiente que el tipo anterior, pero más caro y complejo de construir. Antes de su construcción es necesario realizar cálculos adecuados y desarrollar un proyecto.
La calefacción con circulación artificial se equipa no solo con bombas, sino también con todo tipo de dispositivos técnicos para regular la emisión de calor y controlar el funcionamiento del sistema. Entre ellos se incluyen purgadores de aire automáticos y mecánicos, termostatos, manómetros, válvulas de seguridad para descargar el exceso de refrigerante al alcantarillado, etc.

El equipo de calefacción forzada debe seleccionarse en base a cálculos. Por ejemplo, para el movimiento del refrigerante a lo largo de cada 10 m del circuito de calefacción, se necesitan 0,6 m de presión generada por la bomba. Para seleccionar el dispositivo necesario, se debe conocer exactamente la longitud de la tubería y la resistencia hidráulica en todas las secciones.
A menudo ocurre que para equipar la calefacción artificial por agua de una casa de campo, una sola bomba no es suficiente. Entonces se instala una bomba de circulación adicional o una bomba de refuerzo.
El principal inconveniente de la calefacción forzada es la dependencia de un suministro continuo de electricidad. En caso de cortes, se recomienda disponer de un generador, que tampoco se caracteriza por un bajo precio.

Normas y requisitos para la calefacción autónoma
Antes de diseñar la estructura de calefacción, es necesario consultar la normativa SNiP 2.04.05-91, donde se establecen los requisitos básicos para tuberías, dispositivos de calefacción y válvulas de cierre.
Las normas generales se resumen en garantizar un microclima confortable en la casa para las personas que viven en ella, equipar correctamente el sistema de calefacción, habiendo elaborado y aprobado previamente el proyecto.
Muchos requisitos se formulan como recomendaciones en la normativa SNiP 31-02, que regula las reglas para la construcción de casas unifamiliares y su dotación de servicios.
Por separado se estipulan las disposiciones relacionadas con la temperatura:
- los parámetros del refrigerante en las tuberías no deben exceder la marca de +90 ºC;
- los valores óptimos se encuentran dentro del rango de +60-80 ºC;
- la temperatura de la superficie exterior de los dispositivos de calefacción que se encuentran en una zona de acceso directo no debe exceder los 70 ºC.
Se recomienda instalar las tuberías de los sistemas de calefacción con tubos de latón, cobre y acero. En el sector privado se utilizan principalmente tuberías de polímero y metal-plástico autorizadas para su uso en la construcción.

El método de tendido de la tubería de calefacción puede ser:
- Abierto. Implica la colocación sobre estructuras de construcción con fijación mediante clips y abrazaderas. Se permite en la instalación de circuitos de tuberías metálicas. El uso de análogos poliméricos está permitido siempre que se evite su daño por impacto térmico o mecánico.
- Oculto. Implica la colocación de tuberías en rozas o canales realizados en estructuras de construcción, en rodapiés o detrás de pantallas protectoras y decorativas. El empotrado del circuito se permite en edificios diseñados para al menos 20 años de funcionamiento y con una vida útil de las tuberías no inferior a 40 años.
Se da prioridad al método de colocación abierto, ya que el diseño del trazado de la tubería debe garantizar el libre acceso a cualquier elemento del sistema para realizar reparaciones o sustituciones.
Las tuberías se ocultan en raras ocasiones, solo cuando dicha solución está dictada por una necesidad tecnológica, higiénica o constructiva, por ejemplo, en la instalación de “suelos radiantes” en una capa de hormigón.

En tendido abierto de la tubería principal, los tramos que cruzan habitaciones sin calefacción deben contar con aislamiento térmico acorde a los datos climáticos de la región de construcción.
Las tuberías de calefacción autónoma con circulación natural deben instalarse en la dirección del movimiento del refrigerante, para que el agua caliente llegue por gravedad a los radiadores y, después de enfriarse, se desplace de la misma manera por la tubería de retorno hacia la caldera. Las tuberías principales de los sistemas con bomba se construyen sin pendiente, ya que no es necesaria.
Se estipula el uso de diferentes tipos de tanques de expansión:
- los abiertos, utilizados en sistemas tanto con bombeo como con circulación natural, deben instalarse sobre la columna principal;
- los dispositivos cerrados de membrana, utilizados exclusivamente en sistemas forzados, se instalan en la tubería de retorno antes de la caldera.
Los tanques de expansión están diseñados para compensar la dilatación térmica del líquido al calentarse. Son necesarios para descargar el exceso al alcantarillado o simplemente al exterior, como en el caso de los modelos abiertos más simples. Las cápsulas cerradas son más prácticas porque no requieren intervención humana para ajustar la presión del sistema, pero son más caras.

Al elegir válvulas de cierre, se da preferencia a las llaves de paso esféricas; al elegir la unidad de bombeo, se prefiere el equipo con una presión de hasta 30 kPa y un caudal de hasta 3,0 m³/h.
Las variedades abiertas económicas deben rellenarse periódicamente debido a la evaporación normal del líquido. Para su instalación, es necesario reforzar significativamente el forjado del ático y aislar el ático.

Tipos de sistemas de calefacción por agua
El tipo de sistema de calefacción está determinado por una combinación de varios factores. Estos incluyen la circulación del fluido caloportador, el método de ensamblaje del sistema, la disposición inferior o superior del tubo de suministro, entre otros.
Independientemente del tipo de aparato de calefacción, ya sea un radiador tradicional, un convector de zócalo o una serpentina de “suelo radiante”, el agua caliente los alcanza y, después de enfriarse, los abandona de la manera estándar para todos los sistemas.
Construcciones bitubo y monotubo
Los objetos finales de entrega de calor son los aparatos ubicados en todas las habitaciones calefaccionadas de la casa. En gran medida, la eficiencia de la calefacción depende del esquema de instalación de la tubería, por lo que nos detendremos con más detalle en la distribución de uno y dos tubos.
La clasificación más común consta de dos puntos:
- Opción monotubo – conexión en serie de los radiadores. La esencia es que el fluido caloportador que ingresa al sistema fluye secuencialmente de un aparato a otro. Al llegar a los puntos más alejados, logra enfriarse significativamente.
- Sistema de dos tuberías – sistema con conexión paralela de la tubería de ida y retorno. Su principio se basa en que el suministro se realiza a todos los aparatos casi simultáneamente. El agua enfriada no fluye al siguiente aparato, sino que se recoge en el colector de retorno y se desplaza hacia la caldera.
Los esquemas monotubulares pueden ser tanto con circulación natural como forzada del agua. Dentro de su clase se dividen en dos variedades: de flujo directo y con bypass.
En los esquemas de flujo directo, el portador de calor se enfría mucho al llegar al radiador más lejano, por lo que en las habitaciones distantes se recomienda instalar aparatos con un número aumentado de secciones.
La incorporación de un sistema de bypass permite redirigir parcialmente el refrigerante caliente a los siguientes dispositivos, por lo que casi todas las baterías reciben y emiten casi la misma cantidad de calor. La regulación del movimiento del agua caliente se realiza mediante dos válvulas instaladas en el bypass y la tubería de suministro, o mediante una válvula de tres vías.
La principal diferencia de las construcciones bitubulares radica en el uso de dos ramales: de ida y de retorno. El primero sirve para suministrar el portador de calor caliente a los radiadores, el segundo para devolver el agua a la caldera.

El esquema de distribución bitubular se utiliza en sistemas con ambos tipos de movimiento del portador de calor. Según el número de circuitos procesados, puede ser de uno o dos circuitos.
En el primer caso, la caldera se instala al inicio de la tubería, y las tuberías se distribuyen a izquierda y derecha del equipo a lo largo del perímetro del objeto a calentar. En el segundo caso, la caldera se instala en el centro, y los circuitos de calefacción se colocan de modo que sus anillos queden a ambos lados del equipo.
El sistema de dos tubos es más funcional y fiable, permite distribuir el calor uniformemente por todas las habitaciones. Gracias a las válvulas adicionales y dispositivos de regulación, se puede controlar el suministro de calor a cada radiador individual. Si un elemento falla, las cualidades operativas de los demás dispositivos no se verán afectadas.

Variaciones en la conexión de tuberías y aparatos
Todos los tipos mencionados de calefacción de agua para el acondicionamiento de una casa de campo se dividen en subtipos:
- Según la ubicación de los montantes que conectan los dispositivos de calefacción. Se dividen en horizontales y verticales. Está claro que los primeros se usan en edificios de una planta, los segundos en edificios de varias plantas. En los sistemas monotubo con circulación natural, solo hay montantes de suministro.
- Según la ubicación de las tuberías de suministro y retorno. Pueden ser con distribución superior o inferior. Las primeras implican tender el suministro por los puntos más altos del sistema, por lo que el refrigerante llega a los dispositivos desde arriba. En el segundo caso, el retorno junto con el suministro se tiende por debajo de los radiadores.
Los sistemas gravitacionales con distribución inferior se usan muy raramente debido a las dificultades para evacuar el aire en los dispositivos lejanos. La distribución inferior se combina mejor con la circulación por bomba, y cada dispositivo de esta se equipa con un purgador de aire.

La calefacción con distribución superior se instala en casas de campo sin sótanos pero con ático. Ocasionalmente, en ausencia de ático, el suministro se tiende a lo largo de la línea de unión del techo con las paredes, lo que afecta negativamente la apariencia interior. La distribución inferior es adecuada para casas con techo plano sin ático, pero con sótano.

Método de montaje del conducto
La clasificación según el método de construcción de la tubería divide los sistemas de calefacción en de tres vías, colectores y combinados.
Los esquemas en T pueden considerarse sin duda clásicos del género. Implican el ensamblaje de tuberías y la conexión de aparatos mediante tes, utilizados en los puntos de conexión de las tuberías a los montantes, de los radiadores a las tuberías, etc. Fundamentalmente, se trata de un esquema en serie.
La construcción colectora o también radial aumenta las posibilidades de la calefacción por agua de una casa de campo. Es una especie de sistema modificado con ramales (rayos) de tubería independientes extendidos hasta cada dispositivo y con un elemento distribuidor en el centro.
El nodo de distribución – el colector está equipado con múltiples derivaciones, gracias a lo cual se puede controlar la transferencia de calor de cada aparato individualmente, apagarlo para reparaciones. Si se desea y se tienen los recursos financieros, cada derivación puede equiparse con su propio dispositivo de bombeo.

La distribución por colector se instala principalmente para esquemas horizontales con tendido inferior de la tubería de suministro. Al instalarse en casas de 2 y 3 pisos, se recomienda montar un colector de distribución en cada planta – así se puede regular la temperatura del aire en cualquier rincón del edificio.
El bloque de regulación para casas de campo de varios pisos consta de dos nodos interconectados: el colector de suministro y su equivalente para el retorno. El primero se encarga de entregar el fluido calefactor caliente a los aparatos, el segundo estimula la evacuación del líquido enfriado.

La distribución por colector se instala basándose en sistemas de calefacción de uno y dos tubos, y se utiliza en combinación con la perimetral (en T).
Particularidades de la calefacción por zócalo
Los radiadores o baterías en el sentido tradicional no son los únicos dispositivos de calefacción para crear un microclima confortable en habitaciones particulares. Hace no mucho tiempo aparecieron los «zócalos cálidos» – elementos calefactores que, por su forma y ubicación, se asemejan a los análogos constructivos homónimos.

El principio de funcionamiento del dispositivo, ubicado en el perímetro, ayuda a mantener constantemente la temperatura establecida. Primero se calientan los tubos dentro del cuerpo, luego la caja, desde la cual el aire caliente asciende, aumentando la temperatura de las paredes.
Así, el aire de la habitación se calienta directamente desde los rodapiés y desde todas las paredes a lo largo de las cuales están colocados.

Ventajas de la calefacción por rodapié:
- creación de un microclima confortable que excluye la circulación activa del aire;
- posibilidad de aislar zonas de riesgo en las uniones del suelo y las paredes, donde suele aparecer moho;
- instalación sencilla que se puede realizar sin contratar especialistas;
- elección de módulos por tipo (de una y dos filas) y potencia (por ejemplo, 310 W y 510 W);
- diseño variado que no requiere camuflaje;
- precio asequible.
Entre las desventajas se incluyen condiciones especiales de ubicación: a lo largo de los elementos horizontales no se pueden colocar muebles, ya que esto perjudicaría el proceso de transferencia de calor. Cada circuito del sistema no debe exceder los 15 metros de longitud, por lo que para una habitación grande se requiere la instalación de 2 o 3 circuitos (como alternativa, calefacción combinada).

Además de los rodapiés de agua, se utilizan rodapiés eléctricos, pero su mantenimiento para una casa particular es demasiado caro.
Equipo del sistema «Suelo radiante»
Una construcción eficaz y económica, denominada suelo radiante, que calienta la habitación desde el suelo, se ha consolidado desde hace tiempo solo por el lado positivo. Se utiliza activamente en apartamentos urbanos para crear un ambiente confortable en baños, aseos, dormitorios, cocinas y logias.

La tubería debe tener alta conductividad térmica, resistencia, elasticidad y mínima resistencia, por lo que se fabrica con metal-plástico o polietileno reticulado. La capa de protección y estabilización es una solera de cemento.
Ventajas de los suelos radiantes:
- eficacia con cualquier tipo de revestimiento de suelo (laminado, linóleo, moqueta, baldosa cerámica);
- ahorro notable de calor – del 30% al 50%;
- coste e instalación económicos;
- posibilidad de instalación por sus propias manos;
- uso en sistemas de calefacción combinados (junto con radiadores y convectores).
La calefacción autónoma por agua no depende del suministro de energía eléctrica, ya que se alimenta de una caldera de gas (u otra).

Entre las desventajas de los suelos radiantes de agua se pueden mencionar la imperfección en la regulación y la imposibilidad de instalación en la ciudad con calefacción centralizada, pero esto no aplica a los sistemas locales suburbanos. Si se infringen las normas de instalación, puede ocurrir una situación de emergencia e inundación, por lo tanto, se debe prestar atención tanto a la selección del equipo como a la instalación.
Más información sobre el refrigerante y sus propiedades
No existe un líquido ideal para cualquier sistema de calefacción. Cada una de las opciones presentadas en el mercado de fluidos calefactores tiene características específicas, por ejemplo, el rango de temperaturas de trabajo.
Si se superan los límites del rango indicado, el sistema de calefacción simplemente se detendrá, y en el peor de los casos, las tuberías se reventarán y el costoso equipo quedará fuera de servicio.
Además de los parámetros de temperatura, el líquido para tuberías posee propiedades como viscosidad, resistencia a la corrosión y capacidad de liberar sustancias tóxicas. El análisis de las cualidades necesarias mostró que los mejores fluidos térmicos son el agua purificada y una solución química especial: el anticongelante.

El llenado de anticongelante es necesario en casas que no son residencia permanente. Por lo general, al dejar el edificio en la temporada de frío, los propietarios drenan el agua para evitar accidentes y averías en el equipo. No es necesario eliminar el anticongelante; al regresar, se puede encender la caldera inmediatamente sin temor a fugas o roturas.
A temperaturas extremas, el fluido térmico químico, al cambiar su estructura, conserva sus dimensiones originales. En términos simples, se convierte en un gel que mantiene sus propiedades sin cambios. Cuando la temperatura alcanza un nivel confortable, la estructura gelatinosa vuelve a ser líquida, conservando completamente su volumen original.
Un poco más de información útil sobre el anticongelante:
- dura al menos 5 años, una sola carga puede soportar 10 temporadas de calefacción;
- la fluidez es 2 veces mayor que la del agua, por lo tanto, es necesario controlar la estanqueidad de las conexiones;
- la alta viscosidad requiere la instalación de una bomba de circulación más potente;
- la capacidad de expansión al calentarse implica la instalación de un tanque de expansión de gran volumen.
Y siempre hay que recordar que la solución química es tóxica y peligrosa para la salud humana.

A pesar de las excelentes características del anticongelante, el agua como fluido térmico es más popular. Tiene la máxima capacidad calorífica posible, que es de aproximadamente 1 kcal. Esto significa que el fluido calentado a 75 °C, al enfriarse en el radiador a 60 °C, liberará alrededor de 15 kcal de calor a la habitación.
El agua está disponible. Si se equipa el sistema de suministro de agua con filtros confiables, se puede usar la opción gratuita: agua del propio pozo. No contiene compuestos químicos peligrosos y, en caso de accidente, no causará intoxicaciones.
El lado negativo del agua es el contenido de algunas sales minerales que causan corrosión. El problema se resuelve hirviéndola o usando agua de lluvia (o derretida) en lugar de agua de pozo.

No se recomienda usar agua en casas para residencia intermitente.
Elección de tuberías para la distribución
El resultado final, que consiste en la conservación y el ahorro de calor, depende de la calidad de cada componente del sistema, por lo que también se debe prestar atención a los elementos más extensos: las tuberías.
Desde el punto de vista tecnológico, las tuberías y accesorios deben poseer las siguientes cualidades:
- resistencia;
- ligereza;
- aptitud para reparación;
- estanqueidad;
- bajo nivel de ruido.
El bajo costo también es un factor importante en la elección, porque para equipar un sistema de calefacción se requiere una gran cantidad de productos de diferentes usos.

Hoy en día, pocos se aventurarían a instalar tuberías metálicas. Los productos de acero, cobre y galvanizado están quedando en el pasado, dando paso a alternativas más baratas y funcionales.
La mejor alternativa son los productos poliméricos, que se pueden dividir en tres grupos:
- polipropileno;
- metaloplásticos.
Las ventajas de las tuberías de polipropileno son el bajo costo, la facilidad de soldadura y la larga vida útil. La desventaja es la elasticidad insuficiente. Al reemplazar una tubería, será necesario cambiar todo un fragmento desde una conexión hasta la otra.

Las resistentes tuberías de metal-plástico son resistentes a cambios bruscos de temperatura. Pueden servir sin reparaciones importantes hasta 30 años. El punto débil son los elementos de conexión: accesorios con una sección de paso injustificadamente estrecha. En caso de congelación del fluido térmico, es probable que ocurra una rotura.
Al elegir tuberías, guíese por las principales características técnicas del equipo y el tipo de refrigerante.
Conclusiones y video útil sobre el tema
En interesantes videos se presenta información útil sobre esquemas, componentes, instalación de sistemas de calefacción líquida, así como sobre experiencias personales de instalación.
Video #1. Características del sistema de calefacción monotubular:
Video #2. Revisión de los esquemas del sistema de calefacción de dos tubos:
Video #3. Aplicación práctica del esquema radial:
Video #4. Instrucciones detalladas para la instalación del sistema de calefacción:
Un consejo para todos los que deseen equipar de forma independiente un sistema de calefacción complejo en una casa de campo: al elaborar el proyecto, consulte necesariamente con un especialista para no enfrentarse a imprevistos después de la instalación. Los fontaneros ayudarán a elegir equipos fiables, sugerirán un esquema de distribución más eficiente, harán cálculos precisos, y el resultado será la comodidad y el calor en el hogar.
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En nuestra casa tenemos una caldera de gas que calienta el agua y distribuye calor a todas las habitaciones. Sin embargo, las habitaciones más alejadas – son las más frías. Hay que suministrar más gas para calentar esas habitaciones, por lo tanto, el consumo de energía es mayor. Ahora estamos pensando en cómo rediseñar la calefacción de la casa para que todas las habitaciones se calienten de manera uniforme y el consumo de energía no sea demasiado alto.
Mi esposa y yo reflexionamos sobre instalar calefacción por agua en la casa de campo. Yo personalmente no sabía mucho sobre el tema. Al hacer clic en el enlace, encontré el tema que me interesaba. La información era más que suficiente y estaba explicada en un lenguaje bastante claro. Los videos al final me ayudaron especialmente. Después de estudiar el artículo, encontré respuestas a muchas de mis preguntas. Ahora creo que puedo empezar a ocuparme de este asunto sin miedo a ser un inexperto.