Esquemas de instalación de calefacción a vapor + ejemplo de cálculo de un sistema de vapor
Los propietarios de casas particulares inevitablemente se enfrentan a la cuestión de calentar su hogar. Cada uno intenta elegir una opción que permita calentar la habitación de manera eficiente, consumiendo la mínima cantidad de combustible.
A muchos propietarios de propiedades rurales y casas de campo les atrae el esquema de calefacción por vapor, con el cual el vapor es capaz de calentar la habitación en cuestión de minutos. Antes de decidirse a instalar dicho sistema, es necesario estudiar las características de su funcionamiento y sopesar todos los pros y los contras.
Le ayudaremos a entender estos temas. Además, describiremos diferentes esquemas de calefacción por vapor, presentaremos el método de cálculo y las reglas de instalación del sistema.
Contenido del artículo:
Calefacción por vapor: esquemas y características de instalación
Sin un sistema de calefacción, la vida en una casa de campo durante los meses de otoño, primavera y, más aún, invierno es imposible. A menudo, para dachas y casas de campo visitadas periódicamente por sus propietarios, se elige la opción de calefacción por vapor.
Es capaz de proporcionar un calentamiento muy rápido de toda la casa, lo que agradará al dueño y a sus invitados que decidan pasar el fin de semana en la casa de campo.
Características fundamentales de la calefacción por vapor
La calefacción por vapor es conveniente de instalar en casas que los propietarios visitan con poca frecuencia. Todo gracias a las características del fluido térmico que circula por las tuberías. Se trata del vapor, que aparece solo cuando la caldera de calefacción está en funcionamiento.
Puesto que cuando no hay nadie en la casa de campo y la temperatura exterior es de -15°C o menos, no tiene que preocuparse de que las tuberías se revienten, como ocurre con el portador de calor de agua.
La calefacción por vapor tiene sus ventajas:
- gran cantidad de calor liberado durante la condensación;
- se requiere una menor superficie de los emisores de calor en la habitación;
- inicio y parada rápidos del sistema;
- ahorro de costes en calefacción;
- resistencia a las heladas.
En cuanto a la cantidad de calor liberada durante el proceso de condensación del vapor, es muchas veces superior al calor emitido por el agua caliente que circula en el sistema de calefacción.
1 kg de vapor a una temperatura de 130 °C, al condensarse, libera una energía igual a 2300 kJ/kg. En cuanto al volumen, el condensado ocupa de 400 a 1500 veces menos espacio que la misma masa de vapor.
Esta característica permite usar tuberías de menor diámetro. En habitaciones pequeñas se puede prescindir de radiadores; el calor emitido por la tubería será suficiente para calentarlas.
Otra característica es el calentamiento rápido del ambiente. Es conveniente que, al salir al campo por unas horas, no haya que dedicar mucho tiempo al tema de la calefacción. El tiempo ahorrado se puede usar para tareas más placenteras, como asar una brocheta y charlar más tiempo con los amigos.
Al irse de la casa de campo en la temporada de frío, no es necesario perder tiempo en la conservación del sistema de calefacción, vaciado de agua y otras medidas destinadas a proteger el sistema de averías.
En ausencia de combustible en la caldera de vapor, el vapor no ingresa a la tubería de vapor. En consecuencia, no hay agua en el conducto de condensado. Por lo tanto, no surgirán problemas de congelación del sistema.
Desventajas del sistema de calefacción por vapor
La calefacción por vapor, además de sus ventajas, también tiene inconvenientes.
En primer lugar, un alto grado de peligrosidad. Esto se debe a la especificidad del fluido térmico.
Cuando el vapor a presión circula por la tubería, entonces:
- al romperse la tubería de vapor, puede lesionar gravemente a una persona;
- al tocar accidentalmente la superficie de la tubería o del radiador, es fácil sufrir una quemadura;
- ante un uso incorrecto del equipo de alta potencia, puede explotar.
En segundo lugar, la cocción del polvo que se deposita en la superficie de la tubería de vapor. Bajo la influencia de la alta temperatura, las partículas de polvo se descomponen. Los productos de su descomposición afectan negativamente a los habitantes de la casa, especialmente si entre ellos hay personas alérgicas.
En tercer lugar, el aire demasiado seco que todos los habitantes de la vivienda se ven obligados a respirar. Para mejorar el microclima en la habitación, es necesario elegir un humidificador. Es un gasto adicional que debe preverse ya en la etapa de diseño del sistema de calefacción.
En cuarto lugar, simplemente no es posible regular y reducir la temperatura del fluido térmico a voluntad. Este inconveniente crea muchas dificultades al usar el sistema de calefacción por vapor en casas con residencia permanente.
La solución a esta situación es la instalación de varias ramas de la tubería de vapor con su posterior puesta en funcionamiento según sea necesario.
En quinto lugar, es necesario utilizar válvulas de vapor especiales diseñadas para trabajar con vapor. Esto también se aplica al material de las tuberías y los radiadores de calefacción.
Hay que tener en cuenta que la vida útil del conducto de condensado será significativamente menor en comparación con la calefacción por agua, donde se instalan tuberías de retorno del mismo material. Esto se aplica especialmente a las tuberías de condensado seco.
En sexto lugar, hay que preocuparse por el acabado adecuado de las paredes. Ya que el papel pintado no tiene el nivel necesario de resistencia al calor. Aquí será adecuado el yeso de cemento pintado con la pintura correspondiente.
Otra opción interesante es el acabado al estilo loft. Para ello, la superficie interior de la pared por donde pasará la tubería de vapor se puede revestir con ladrillo refractario. Esto no solo creará una atmósfera única, sino que también protegerá a los habitantes cuando el tubo caliente afecte el material de las paredes.
En séptimo lugar, la necesidad de acondicionar una habitación como sala de calderas. No es admisible colocar la caldera de vapor en una sala de estar. Es muy peligroso. La ubicación de la caldera debe estar equipada con materiales resistentes al calor y bien ventilada.
Esquemas de calefacción por vapor
La opción de calefacción que utiliza vapor como medio de calentamiento tiene diversos esquemas.
Se pueden clasificar según los siguientes parámetros:
- presión en el sistema;
- forma de conexión con la atmósfera;
- esquema de conexión de tuberías;
- forma de retorno del condensado.
La presión en un sistema de calefacción por vapor (SV) en funcionamiento puede ser alta o más baja.
Según su valor absoluto, se distinguen los sistemas:
- baja presión – menos de 0,7 kgf/cm2;
- alta presión – más de 0,7 kgf/cm2;
- vacío-vapor – menos de 1 kgf/cm2.
La primera opción se recomienda para uso doméstico. Las calderas especiales diseñadas para calefacción por vapor permiten implementar un sistema de baja presión en una casa particular o en una casa de campo. Pueden funcionar con diversos tipos de combustible: carbón, leña, gas, fuelóleo.
La segunda opción es peligrosa para su uso en el hogar. Para trabajar con sistemas de alta presión se requieren conocimientos y especialización adecuados. Si un aficionado no preparado decide instalar calefacción por vapor de alta presión en su casa de campo, corre el riesgo de quedarse, en el mejor de los casos, sin casa de campo.
Una caldera que funciona con alta presión se caracteriza por su gran tamaño y un coste muy elevado. Esta variante se utiliza en la industria. Sin embargo, muchos aficionados domésticos intentan realizar una instalación similar por sus propios medios mediante experimentación. Esta opción es extremadamente peligrosa de utilizar en un sistema de calefacción.
El sistema de vacío y vapor se diferencia de los dos primeros por la presencia de un colector de aire y un dispositivo adicional que garantiza la evacuación al vacío de todo el espacio interior.
Según el modo de conexión con la atmósfera, se distinguen esquemas de calefacción por vapor abiertos y cerrados. En el primer caso, el sistema tiene conexión con la atmósfera: está abierto. En el segundo, está completamente aislado de la presión atmosférica y de la entrada de aire del entorno.
Según el método de trazado de tuberías, los esquemas de CV pueden ser:
- monotubo horizontal;
- bitubo vertical.
Los primeros se utilizan generalmente en casas y edificios de una o dos plantas con altura de techo hasta 2,7 m y superficie hasta 80 m2, donde no es necesario regular la temperatura. Los segundos son más adecuados para implementar un sistema de calefacción por vapor en edificios con 3 o más pisos.
Además, los sistemas de CV pueden montarse:
- con distribución superior, media o inferior;
- con tubería húmeda o seca para el movimiento del condensado;
- con movimiento en fondo de saco o concurrente tanto del vapor como del condensado.
El método de retorno del condensado permite distinguir entre un esquema cerrado y uno abierto. En el primer caso, el agua formada durante la condensación se dirige por gravedad a la caldera. En este caso, es obligatorio mantener la pendiente recomendada de las tuberías de vapor y condensado: de 1,0 a 0,5 cm de pendiente por cada metro lineal.
Además, la pendiente debe realizarse correctamente en la dirección del movimiento del vapor para la tubería de vapor y en la dirección del movimiento del condensado para la tubería de retorno. La propia caldera en este esquema debe situarse necesariamente por debajo del nivel de la tubería de retorno.
En el esquema de un sistema abierto de calefacción por vapor, hay un tanque especial para la recolección de condensado. Desde él, mediante una bomba, el líquido puede dirigirse a la caldera o eliminarse del sistema de calefacción. En el segundo caso, se debe implementar una reposición constante de agua fresca a la caldera para la generación continua de vapor.
Es preferible elegir para una casa de campo un esquema de calefacción por vapor cerrado con distribución superior y conducto de condensado húmedo, es decir, lleno de agua en todo el volumen del canal. Para esquemas abiertos se utiliza la opción de tubería seca para el movimiento del condensado, llena parcialmente de condensado.
Cómo calcular correctamente el sistema de vapor
Una vez que haya elegido un sistema de vapor, deberá elaborar un proyecto de su ubicación en el edificio y realizar cálculos preliminares.
Hay dos opciones:
- realizar el cálculo de los componentes principales de la calefacción por vapor por sus propios medios;
- solicitar la ayuda de un profesional – diseñador.
La segunda forma de resolver este problema es la más preferible. Solo un especialista, con varios proyectos exitosos de sistemas de calefacción realizados, puede tener en cuenta todos los deseos del propietario sin olvidar los requisitos normativos.
Si no tiene la posibilidad o el deseo de recurrir a un diseñador, puede proceder al cálculo independiente del sistema de calefacción por vapor. Puede utilizar normas y recomendaciones útiles de literatura especializada, por ejemplo, del manual del diseñador.
Para el cálculo, deberá tomar el plano de su casa y calcular el área que necesita calefacción. Luego, indicar las ubicaciones de los radiadores de calefacción.
Los radiadores se seleccionan según la potencia requerida. Además, es importante tener en cuenta las características técnicas del aparato que le guste – debe soportar la carga al trabajar con vapor.
Lo mejor es calcular la longitud de la tubería de vapor y de condensado estando en la misma habitación. Así es más fácil planificar la altura de su instalación y los lugares de colocación de los radiadores, si fueran necesarios.
Una vez calculada la cantidad necesaria de metros lineales de tubería, no hay que olvidarse de la válvula de vapor, las válvulas, los tes, y si es necesario, los purgadores de condensado y la bomba.
Para determinar la potencia de la caldera de vapor, será necesario calcular el volumen de todas las habitaciones a calentar y multiplicar esa cifra por el indicador de la cantidad de energía necesaria para calentar 1 m3. Este indicador depende de la región de residencia. Así, para la parte europea, el indicador es de 40 W.
Se puede calcular la potencia de la caldera para una casa de 3 habitaciones con una altura de techo de 2,6 m.
Primero hay que calcular el área de las habitaciones individuales:
- 1.ª habitación: 5*2,95=14,75 m2;
- 2.ª habitación: 3*2,45=7,35 m2;
- 3.ª habitación: 2*5,4=10,8 m2.
Luego hay que calcular el volumen de toda la casa: 14,75*2,6+7,35*2,6+10,8*2,6 = 38,09+19,11+28,08 = 57,02 m3.
Ahora hay que multiplicar el volumen obtenido por las necesidades de calor: 57,02*40 W = 2288 W. Al valor obtenido hay que añadir un margen de potencia de al menos el 20%: 2288*1,2 = 2745,6 W o alrededor de 3 kW.
La segunda opción para determinar la potencia es por área. Se asume convencionalmente que para calentar cada 10 m2 se requiere 1 kW de potencia de caldera + 30% de margen, si la altura del techo no supera el nivel permitido de hasta 2,7 m.
Además, hay que comprar un equipo que supere en un 20-30% la potencia calculada. En la práctica, los especialistas aconsejan elegir una caldera al menos un 30% más potente para que no trabaje al límite de su capacidad.
Se debe elegir una caldera de vapor de un fabricante de confianza. El equipo debe tener un certificado de calidad y garantía de fábrica. La caldera de vapor debe estar equipada con una válvula de seguridad. Además, se necesitarán instrumentos de control de temperatura y presión, y un reductor para normalizar la presión si es necesario.
Errores al instalar la calefacción por vapor
Al ocuparse de la instalación de calefacción individual, es necesario familiarizarse cuidadosamente con las opciones existentes.
Para su vivienda, debe elegir la opción más adecuada para obtener en el futuro:
- consumo económico de combustible;
- calefacción eficiente;
- comodidad en el mantenimiento del sistema;
- larga vida útil del equipo.
Al elegir entre todas las opciones de calefacción la de vapor, es importante tratar de evitar errores que se cometen en su instalación.
En primer lugar, la mayoría de los propietarios de viviendas creen que el portador de calor en el sistema es agua. No es así. En la calefacción por vapor, lo que circulará por las tuberías y radiadores será vapor.
En base a esto, se debe elegir correctamente el material de las válvulas y accesorios con los que estarán en contacto el vapor y el agua obtenida por condensación.
En segundo lugar, ya en la etapa de diseño del sistema de calefacción, se olvida prever protección en los radiadores y tuberías. El vapor que circula por la tubería de vapor tiene una temperatura de 100°C. Calienta todos los elementos de la estructura con bastante intensidad, lo que representa un peligro para los habitantes de la casa / casa de campo.
En tercer lugar, al instalar la tubería de vapor y la tubería de condensado, los principiantes olvidan prever una inclinación en la dirección del movimiento del vapor y del agua respectivamente.
En cuarto lugar, algunos aficionados seleccionan incorrectamente la potencia de la caldera. Como resultado, en lugar de la temperatura deseada en la habitación, obtienen +13-15°C. Para una vida diaria cómoda, ese régimen de temperatura claramente no es suficiente.
En quinto lugar, los soldadores inexpertos pueden cometer errores al soldar la tubería de vapor. Como resultado, en cualquier momento la tubería puede reventar y el flujo de vapor, que se mueve a presión por ella, se dirigirá directamente hacia la persona que está cerca. Esta es una situación extremadamente peligrosa, cuya posibilidad no debe olvidarse.
Todos estos errores son probables al instalar el sistema de calefacción por cuenta propia. Queriendo ahorrar y habiendo elegido la opción de vapor, los propietarios deciden arreglárselas por sí mismos, decidiendo no acudir a un diseñador profesional, soldador y otros especialistas.
La falta de experiencia práctica personal y una actitud frívola hacia el proceso pueden dificultar la correcta instalación de la calefacción por vapor. Algunos de los errores cometidos durante el montaje no solo pueden alterar la rutina habitual, sino también perjudicar seriamente la salud de los habitantes de la casa.
Conclusiones y video útil sobre el tema
Video sobre el diseño de la caldera de vapor:
Vídeo sobre cómo soldar tuberías:
Video ilustrativo sobre las particularidades de la instalación y soldadura de tuberías de cobre:
Vídeo sobre la calefacción por vapor:
Vídeo detallado sobre el funcionamiento de la caldera de vapor:
Habiendo conocido los aspectos positivos y negativos de la calefacción por vapor, se puede decidir si esta opción es adecuada para satisfacer las necesidades de una vivienda en particular.
Si se decide utilizar la calefacción por vapor, habrá que elegir el esquema más óptimo para su hogar. Para el cálculo del sistema de calefacción, es mejor consultar a especialistas para protegerse a sí mismo y a los miembros de la familia.
Si tiene experiencia en calentar una casa con un sistema de calefacción por vapor, por favor, comparta la información con nuestros lectores. Deje comentarios sobre el artículo y haga preguntas en el formulario a continuación.
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Un sistema de calefacción extremadamente peligroso y costoso. Hace un par de años, cuando estaba instalando nuevas tuberías en mi casa de campo, me recomendaron esta opción de calefacción. Dudé mucho, pero finalmente opté por el sistema tradicional con líquido termoconductor y caldera eléctrica. Sin embargo, un vecino decidió probar las tecnologías de vapor por sí mismo. Dice que se arrepiente de su elección, ya que el mantenimiento anual de la caldera y de todo el sistema de calefacción le cuesta “un ojo de la cara”. Piensa cambiar a calefacción eléctrica en un futuro cercano.
Encontré muchas cosas nuevas, interesantes y útiles en esta reseña. Tengo una casa de dos pisos, sistema de calefacción por agua con caldera y distribución en dos plantas. Hay un problema: en heladas fuertes, por debajo de -30, en la primera planta hace bastante más frío que en la segunda, porque el calor sube hacia arriba. Pensé que tal vez tendría sentido agregar un circuito de calefacción por vapor en la planta baja y usarlo en la temporada fría. ¿Alguien podría compartir su experiencia?
¡Hola! El problema me es claro, pero no del todo. En el segundo piso de su casa hace más calor durante las fuertes heladas. Pero usted no ha escrito ni una palabra sobre la temperatura de los radiadores. Si es la misma tanto en la primera como en la segunda planta, entonces hay que pensar en aislar la casa. Ese es un tema aparte, así que no nos detendremos en ello. Con la misma temperatura de los radiadores, en la primera planta puede hacer más frío solo por pérdida de calor.
Si en la primera planta el sistema calienta más débilmente, entonces hay que rehacerlo o modernizarlo. Pero para empezar, hay que comprobar si todo funciona correctamente: si no hay tuberías obstruidas en algún lugar, verificar el funcionamiento correcto de los purgadores de aire (si no los hay, instalarlos). Si esto no ayuda, entonces proceder a la modernización: agregar un circuito, una hidroflecha, rehacer el retorno (según la situación). Adjunto varios esquemas de calefacción para una casa de dos pisos como ejemplo.