Cómo instalar calefacción por aire en una casa de campo: reglas y esquemas de construcción

Tradicionalmente, se utiliza agua como fluido caloportador en los sistemas de calefacción. Este método habitual de calefacción tiene ventajas y desventajas. Al construir su propia vivienda, las posibilidades de experimentación para el propietario son casi ilimitadas.

Tiene sentido considerar opciones alternativas. La más interesante de ellas – la calefacción por aire para casas de campo. En ella nos detendremos con más detalle en este artículo.

¿Cómo calentar la casa con aire?

El aire – un refrigerante bastante efectivo, mucho más conveniente que el agua. La opción más simple de tal calefacción – un calefactor común. Este aparato, compuesto por un ventilador y una espiral calefactora, puede calentar una habitación pequeña literalmente en cuestión de minutos. Por supuesto, para una casa particular se necesitará un equipo más serio.

Como fuente de calor, se puede utilizar una caldera de gas o una caldera de combustible sólido. También sirve un calentador eléctrico, pero esta opción no se considera muy rentable, ya que los costos de electricidad aumentan significativamente.

Una opción interesante y ecológica de calefacción – el uso de paneles solares o un colector solar. Estos sistemas se colocan en el tejado. Ellos transfieren directamente la energía térmica del sol al intercambiador de calor, o la convierten en energía eléctrica económica. En el último caso, también se puede alimentar el ventilador desde la batería.

El aire se calienta en el intercambiador de calor y llega a las habitaciones individuales a través de conductos de aire. Son estructuras bastante voluminosas, fabricadas en metal resistente. La sección de los conductos de aire es considerablemente mayor que el diámetro de la tubería de calefacción por agua.

Para la calefacción por aire son adecuadas tanto las calderas de gas como otros tipos de equipos de calefacción. La eficiencia de estos sistemas alcanza el 90%, y se utilizan no solo en viviendas, sino también en talleres y almacenes.

Sin embargo, no se necesitan radiadores para la calefacción por aire. El aire caliente simplemente llena las habitaciones a través de rejillas especiales. Como es sabido, el gas caliente tiende a subir. El aire frío, mientras tanto, será desplazado hacia abajo.

Desde allí, las corrientes de aire frío se desplazan de vuelta al intercambiador de calor, se calientan, entran en las habitaciones, etc.

Este esquema muestra claramente la disposición de la calefacción por aire de tipo recirculación con toma parcial de aire exterior, así como con aire acondicionado, ionizador y purificador ultravioleta.

Casi todos los sistemas de calefacción por aire contemplan la instalación de un ventilador que impulsa el aire caliente y lo obliga a circular por el sistema de calefacción. La presencia de dicho dispositivo hace que el sistema dependa de la energía eléctrica.

También se puede hacer un sistema en el que el aire caliente circule de forma natural, sin ningún ventilador. Sin embargo, la eficiencia de dichos sistemas suele dejar mucho que desear, ya que las habitaciones se calientan demasiado lentamente en este caso.

Un argumento convincente a favor de la organización de un sistema de calefacción por aire es la eliminación de fugas accidentales e inundaciones con el consiguiente daño a la propiedad. Además, en caso de daño en los conductos de aire, la automatización detendrá el funcionamiento del sistema.

Características de la calefacción por aire

En comparación con la calefacción por agua tradicional, los sistemas de aire tienen muchas ventajas. Por ejemplo, se observa un alto rendimiento de dicho sistema, que puede ser del 90%. El rendimiento de la calefacción por agua rara vez alcanza el 65%.

Si la calefacción por aire está correctamente instalada, el aire calienta las habitaciones extremadamente rápido, literalmente en cuestión de minutos. La temperatura en los espacios se regula mediante equipos automáticos que encienden y apagan el dispositivo calefactor según sea necesario.

Como resultado, la casa siempre está cálida y los costos de calefacción se reducen. Es más fácil usar el sistema de calefacción por aire. Los conductos de aire no se obstruyen con tanta frecuencia como las tuberías de calefacción por agua, por lo tanto, necesitan limpieza con menos frecuencia.

Por razones obvias, los propietarios de sistemas de calefacción por aire no tienen problemas con fugas, ni con la amenaza de congelación de tuberías, si en la temporada de frío la caldera dejara de funcionar por alguna razón.

Habiendo conocido las ventajas de la calefacción por aire, también se deben evaluar sus desventajas. Para empezar, instalar dicho sistema en una casa ya construida es muy difícil, y no siempre posible. No se pueden simplemente desmontar las tuberías y radiadores de la calefacción por agua e instalar conductos de aire y rejillas en su lugar, ya que aquí se utilizan principios completamente diferentes.

Los voluminosos conductos de aire ocuparán considerablemente más espacio, y además, no se verán muy estéticos a lo largo de las paredes. Generalmente se colocan detrás de techos suspendidos, paneles falsos, etc. De hecho, para tal reorganización de la calefacción, será necesaria una renovación importante de toda la casa.

Los conductos de aire – son estructuras bastante voluminosas que es mejor ocultar detrás de un techo suspendido y en el espacio debajo del piso.

Antes de comenzar a derribar paredes, será necesario realizar serios cálculos de ingeniería. Por eso, se recomienda instalar la calefacción por aire en la casa durante su construcción. Y todos los cálculos necesarios se realizan ya durante el diseño del edificio. En este caso, se puede obtener un sistema de calefacción conveniente, confiable y de alta eficiencia.

Otro problema – la dependencia del funcionamiento de la calefacción por aire de una casa particular de la disponibilidad de electricidad. El ventilador no gira, el aire caliente no se mueve, las habitaciones se enfrían tan rápido como se calentaron. Habrá que gastar en alguna fuente alternativa de electricidad, por ejemplo, un generador.

Principios de diseño del sistema

Al diseñar sistemas de calefacción por aire, se tienen en cuenta muchos factores importantes. En primer lugar, la necesidad de calor de cada habitación individual, así como las pérdidas de calor para cada habitación. Las puertas, ventanas, aberturas de ventilación y otros objetos contribuyen a que los preciosos kilojulios de energía térmica se escapen al exterior.

La estufa Bulerián – es una opción económica de calentador que se puede utilizar para organizar la calefacción por aire. Una estufa de leña de combustión prolongada también puede ser una excelente solución.

El punto más importante – la presencia de un aislamiento de calidad del edificio. Si la casa tiene ventanas de plástico, buenas puertas, y su fachada está bien aislada, las pérdidas de calor serán menores y se podrán reducir notablemente los costos de calefacción. Si se trata de la reconstrucción del edificio, se debe comenzar precisamente con el diseño del aislamiento.

Después de haber relacionado la necesidad de energía térmica y sus costos, se calcula la potencia del equipo de calefacción y se selecciona su tipo. Luego se calculan los parámetros del flujo de aire caliente. Se realizan cálculos aerodinámicos especiales para determinar las dimensiones necesarias de los conductos de aire.

A la salida del conducto de aire se instala una rejilla difusora. Sus dimensiones y configuración pueden afectar la velocidad del flujo de aire.

Se puede calcular preliminarmente la potencia del equipo basándose en las siguientes cifras: para calentar cada 10 metros cuadrados de espacio se necesitarán aproximadamente 0,7-0,8 kW de calor. Esto es bajo la condición de que la casa esté bien aislada; de lo contrario, se necesitará un equipo más potente. Pero es mejor confiar el diseño completo y los cálculos detallados a un ingeniero experimentado.

Los cálculos incorrectos pueden afectar el estado del sistema terminado de manera muy grave. Para un sistema de calefacción de aire diseñado de manera no profesional, son característicos problemas como averías frecuentes del equipo, sobrecalentamiento del aire en las habitaciones, sobrecalentamiento del equipo, corrientes de aire y un mayor nivel de ruido.

Simultáneamente con el diseño del sistema de calefacción de aire, tiene sentido pensar también en la disposición de los muebles fijos en la casa. Las rejillas de entrada y extracción deben ubicarse en lugares alejados de la presencia constante de personas.

Tampoco deben estar ocultas debajo de armarios, muebles u otros objetos que dificulten el libre movimiento de las masas de aire.

En una casa particular de varios pisos, se recomienda colocar las rejillas de extracción de modo que en los pisos superiores el aire enfriado se tome hacia el sistema desde arriba, y en los pisos inferiores – desde abajo. Esto garantizará una distribución más uniforme del calor en todas las habitaciones. Para más detalles sobre cómo calcular correctamente la calefacción por aire, lea en este material.

Variedades de sistemas de calefacción por aire

Entre los sistemas de calefacción conocidos por la ciencia, se pueden distinguir tres variedades:

• de flujo directo;
• de recirculación (también llamada gravitacional);
• de recirculación con toma parcial de aire exterior.

Los sistemas de flujo directo son los más antiguos y simples en construcción. Se usaban ya en la Antigua Roma y estaban muy extendidos en Londres hasta el comienzo de la revolución industrial y técnica.

En este esquema se muestra el dispositivo de un sistema de calefacción de aire de flujo directo, que se caracteriza por una baja eficiencia. Los sistemas modernos son más complejos, pero tienen un rendimiento significativamente mayor.

En un sistema de flujo directo, el aparato de calefacción, es decir, una estufa de leña o una chimenea, se ubicaba en la parte inferior de la casa, preferiblemente – en el sótano. El calor del aire calentado por la estufa subía hacia arriba, se transmitía a las paredes y los techos.

Para mejorar la circulación del aire caliente y la eficiencia de la calefacción, se hacían agujeros especiales en el suelo.

El aire enfriado salía de la habitación a través de los agujeros en el techo, y la estufa (chimenea) calentaba nuevas masas de aire que ingresaban desde el exterior, ya que en ese entonces el aislamiento térmico serio de los edificios aún no estaba desarrollado.

La baja eficiencia de los sistemas de flujo directo es evidente. Requiere la combustión de una gran cantidad de combustible, pero una parte significativa del calor es absorbida por el material de las paredes, el suelo y los techos.

Además, las habitaciones se calientan de manera desigual: abajo hace demasiado calor, y las habitaciones superiores no alcanzan a calentarse. Una parte del calor incluso salía de la casa a través del techo junto con el aire.

Un sistema de recirculación más moderno surgió gracias al desarrollo de la calefacción a gas. Este tipo de equipo de calefacción permite calentar no toda la casa por completo, sino solo masas de aire específicas. A partir de ellas se forman corrientes de aire que se dirigen de abajo hacia arriba a habitaciones específicas.

Las masas de aire caliente desplazan al aire frío, que sale a través de rejillas dispuestas en el suelo de la habitación. El aire frío pasa por los conductos de aire hacia el calentador y regresa al sistema en forma de flujo caliente. El ciclo de recirculación se repite una y otra vez.

Los costos de energía térmica en un sistema de calefacción por recirculación son varias veces menores que cuando se utiliza un esquema de flujo directo. Pero esta opción también tiene desventajas. El sistema cerrado impide la renovación del aire, lo que empeora la calidad de vida en la casa.

En un sistema cerrado de recirculación de calefacción por aire, las corrientes de aire circulan constantemente entre las habitaciones y el aparato de calefacción, cediendo y tomando calor

El problema se puede resolver parcialmente utilizando medios como filtros, ionizadores, humidificadores, etc. Pero los buenos aparatos de este tipo son bastante caros, y su mantenimiento requerirá esfuerzos adicionales, así como medios de automatización.

Más eficazmente, el problema de la restauración de las corrientes de aire se puede resolver mediante un sistema de calefacción por recirculación con toma parcial de aire del exterior.

Al implementar dicho esquema, se prevé la salida parcial de una pequeña cantidad de aire al exterior y la entrada de un volumen correspondiente de masas de aire desde la calle. Como resultado, la composición del aire dentro del edificio se renueva regularmente.

Los sistemas de recirculación funcionan según el principio gravitacional: las corrientes calientes suben hacia arriba, y las frías – bajan hacia abajo. Desafortunadamente, no en todos los edificios dicha circulación se lleva a cabo de manera suficientemente eficiente. En tal caso, se incluye un ventilador en el sistema para realizar el proceso de recirculación de manera forzada.

Particularidades de la instalación del sistema

Si los cálculos se han realizado a un alto nivel profesional y se ha elaborado el proyecto del sistema de calefacción por aire de la vivienda, es posible realizar el montaje de forma independiente.

Para ello necesitará:

• aparato de calefacción;
• conductos de aire;
• ventilador;
• rejillas;
• elementos de fijación;
• herramientas para trabajar con conductos de aire, etc.

Como calentador se suele utilizar un generador de gas, por ser la opción más económicamente ventajosa. Los conductos de aire pueden tener sección rectangular, cuadrada, circular u ovalada.

Por lo general, las estructuras adecuadas se pueden encargar en una empresa que fabrica sistemas de ventilación.

En el esquema se presentan los elementos del sistema de calefacción por aire que permitirán realizar la instalación de los conductos de aire en estricta conformidad con la documentación del proyecto.

Generalmente, los conductos de aire se fabrican de acero galvanizado; son lo suficientemente ligeros para no sobrecargar las estructuras portantes de la casa y además poseen una mayor resistencia al desgaste y la corrosión. Para los conductos rígidos se necesitarán elementos especiales que proporcionen una inclinación de 45 o 90 grados. En cambio, para los conductos flexibles no se requieren tales elementos.

Los conductos de aire también se fabrican de acero común, cobre, plástico y otros materiales. Incluso existen estructuras textiles de este tipo. En lugares con alta humedad se recomienda usar elementos de cobre, por ser más resistentes en esas condiciones.

Las estructuras de plástico son relativamente económicas; se pueden utilizar lejos de posibles focos de ignición.

Los conductos de aire se fijan bajo el techo y el piso, así como dentro de las paredes. Si es necesario tender el conducto no en el interior, sino a lo largo de la pared, se cubre con un panel falso. En el techo y el piso, en los extremos de los conductos, se instalan rejillas de ventilación.

Los conductos rígidos de acero galvanizado son muy fiables y duraderos. Para su correcta instalación se necesitarán codos con ángulo de giro de 45 y 90 grados.

Las masas de aire, al desplazarse dentro de la estructura, pueden generar cierto ruido. Para reducir este efecto negativo, se recomienda ocultar los conductos de aire bajo una capa de aislamiento acústico.

Generalmente, este material también posee propiedades de aislamiento térmico, lo que solo aumenta la eficiencia del sistema.

Para que las estructuras de calefacción por aire generen el menor ruido posible durante su funcionamiento, se recomienda cubrirlas con una capa de material aislante.

Vale la pena considerar la opción de adquirir conductos de aire que ya tengan aplicada esa capa aislante. Esto permitirá simplificar y acelerar los trabajos de instalación.

Si es necesario instalar un ventilador o varios de estos dispositivos, generalmente se incluye en el sistema cerca del calentador. Al ventilador se le suministra energía eléctrica y también se le proporciona una fuente de energía de respaldo.

En el sistema también se incluyen uno o varios filtros. Pueden ser filtros de limpieza mecánica, que evitan la propagación de partículas de polvo. Junto con estos dispositivos, se recomienda instalar también un filtro de carbón, que absorbe diversos olores. Por supuesto, los filtros requieren limpieza y/o reemplazo periódicos.

Una parte del conducto de aire se saca al exterior para garantizar la entrada de aire fresco. Este tramo se conecta al sistema de filtros, y luego el aire se envía al intercambiador de calor del calentador. Si los trabajos de instalación se realizan durante la fase de construcción de la casa, su ejecución generalmente no presenta grandes dificultades. Lo principal – un buen proyecto.

Para mejorar el microclima de la casa, se integran en el sistema de calefacción de aire elementos útiles como un humidificador, un ionizador, un esterilizador ultravioleta, etc. Estos elementos no son obligatorios, pero si los recursos lo permiten, no conviene renunciar a ellos.

Otro dispositivo útil – el aire acondicionado de conductos. También se integra en el sistema de conductos de aire. Esto permitirá utilizar el sistema durante la temporada de calor para enfriar el aire de la habitación.

Los sistemas de control automático mejoran significativamente el funcionamiento del sistema de calefacción por aire y permiten reducir los costes de calefacción, además de simplificar la operación del equipo.

La etapa final – la conexión del sistema de control automático. Se necesitarán sensores de temperatura del aire en las habitaciones y un panel de control con un procesador que procese los datos recibidos y regule el funcionamiento del equipo de calefacción.

Conclusiones y video útil sobre el tema

Información interesante sobre cálculos y diseño de calefacción por aire se muestra aquí:

En este video se pueden ver dos opciones de instalación relativamente económica de sistemas de calefacción por aire utilizando equipos y materiales de fabricación rusa:

La calefacción por aire – una opción digna y ventajosa para calentar una casa particular. Se distingue por una mayor eficiencia en comparación con los sistemas tradicionales de agua y permite mejorar notablemente la calidad de vida en el hogar. Pero para garantizar la implementación exitosa de esta idea, el sistema debe ser calculado correctamente y diseñado profesionalmente.

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