El sistema de agua tradicional transfiere energía térmica a las instalaciones a través de agua o líquido no congelante (anticongelante). Pero hay otra solución: la calefacción de aire puro en el hogar, en la que el aire de las habitaciones se calienta directamente, sin sistema hidráulico ni radiadores. Dado que este tema está siendo promovido activamente por los fabricantes interesados de equipos de calefacción, decidimos averiguar cuánto mejor (o peor) es la calefacción de aire clásica y si es posible montarla con nuestras propias manos.
Opciones de calentamiento de aire
Entonces, nuestra tarea es calentar las masas de aire y someternos a las instalaciones de una casa de campo o apartamento. ¿Cómo se puede organizar el calentamiento del aire?
- Desde la chimenea, estufa de leña.
- Utilice los sistemas VRF en freón. En pocas palabras, aires acondicionados inverter, bombas de calor de aire.
- Instale el sistema combinado de aire acondicionado caldera + enfriador + fan coil.
- Para organizar el calentamiento centralizado del aire (abreviado - IN), combinado con la ventilación de una casa privada. Para usar una fuente de calor, use un calentador de aire eléctrico o una estufa de gas para calentar el aire.
Referencia. La última opción a menudo se implementa en casas de campo estadounidenses y canadienses construidas con tecnología de marcos. El calentador es un horno de gas.
Para calentar / enfriar las naves de producción de gran volumen, se implementa un esquema ligeramente diferente. En las instalaciones se construyeron 2 redes de conductos: suministro y escape. Ambos convergen en una unidad de ventilación, un aire acondicionado central, que consta de tales unidades:
- Los filtros de 2-3 pasos limpian las masas de aire antes de ser alimentadas al edificio y liberadas al exterior;
- el intercambiador de calor-calentador de aire n. ° 1 calienta la corriente con la ayuda de agua caliente de la sala de calderas;
- el intercambiador de calor n. ° 2 sirve para enfriar el aire, funciona en conjunto con el enfriador;
- el recuperador laminar cruzado (o rotativo) toma el calor de la corriente de escape y lo entrega al suministro, ahorrando 50 ... 80% de energía;
- unidad de humidificación;
- Los ventiladores centrífugos hacen que los flujos se muevan a través de las secciones del aire acondicionado central y más a lo largo de los conductos de aire.
¿Por qué describimos el diseño de un aire acondicionado industrial? Para que entienda de inmediato: el dispositivo de calefacción de aire completo + ventilación + enfriamiento es una tarea difícil y costosa. Pero, como propietario de una casa de campo, puede considerar todos los métodos de calefacción, elegir el más simple y más barato, o volver al esquema de agua: calefacción por suelo radiante, radiadores.
Cómo organizar la calefacción de la estufa.
Una ventaja importante de cualquier estufa: calienta simultáneamente el aire y las superficies circundantes con intensa radiación infrarroja. No se necesitan baterías ni tuberías de refrigerante.
Aclaración. Las estufas o chimeneas con circuito de agua se pueden usar para calentar 2-3 habitaciones pequeñas. La bobina está conectada a un sistema de gravedad o cerrado con una bomba.
Cómo usar la estufa para calentar aire puro:
- En 1 habitación es suficiente instalar una estufa de barriga de hierro fundido o acero.
- Para calentar 2-3 habitaciones con un área total de hasta 40 m², coloque una estufa de ladrillo de un diseño adecuado en el espacio entre las habitaciones.
- No es fácil construir una estufa en una casa antigua. Si no hay requisitos estéticos altos, colocamos una estufa de barriga, conectamos las cubiertas de convección al horno y conectamos los conductos de aire.
La opción número 3 consiste en colocar conductos de aire en habitaciones vecinas e instalar ventiladores de conducto que puedan soportar la temperatura del medio transportado de 100-150 ° C.El aire puede moverse a través de las tuberías e independientemente, pero muy lentamente, y el conducto de ventilación debe ir con una pendiente hacia arriba. Cómo funciona dicho sistema de calefacción de aire, vea el video a continuación.
Las dos primeras opciones son bien conocidas, pero no siempre son aplicables:
- generalmente no es realista poner una estufa en un departamento;
- incluso una gran estufa rusa no puede cubrir un área de más de 50 cuadrados (en un piso), por lo que es adecuada para calentar una casa de verano o una casa pequeña;
- cimientos más una estufa de ladrillo-chimenea se están erigiendo en la etapa de construcción o revisión de un edificio;
- La estufa de barriga de metal tiene lugar y es peligrosa para los niños pequeños (en términos de quemaduras).
Puede instalar una estufa de hierro con sus propias manos: esta es una ventaja tangible. Pero también tendrá que ahogarse, de ahí que surjan muchos inconvenientes: descargas frecuentes, olor a leña y humo en las salas de estar, polvo. El autor del video actuó razonablemente colocando una estufa de barriga en un horno separado.
No recomendamos repetir una cosa para el maestro del hogar: instalar conductos de aire hechos de corrugaciones de aluminio. Tales tuberías crean una alta resistencia aerodinámica, ralentizan enormemente el flujo. Es mejor usar cajas galvanizadas.
Conclusión preliminar Las estufas de combustible sólido son una opción económica para calentar el aire con sus propias ventajas y desventajas. Adecuado para edificios pequeños: casas de campo, garajes, invernaderos.
El uso de aires acondicionados y bombas de calor.
Como sabe, los sistemas divididos modernos pueden funcionar en modo de calefacción, gastando tres veces menos electricidad que una caldera eléctrica convencional de la misma potencia. Por lo tanto, una solución completamente funcional es comprar y poner un aire acondicionado inverter en cada habitación.
Referencia. ¿Por qué exactamente el inversor? El compresor en tales "divisiones" no se detiene, respectivamente, no se congela en el frío. El aire acondicionado calienta con éxito el aire a -5 ° C en la calle, luego la eficiencia disminuye notablemente.
Las ventajas de este esquema son obvias:
- falta de baterías, tuberías, calderas y otros equipos de calefacción;
- relativa facilidad de instalación;
- apariencia estética de la unidad interior;
- modo de enfriamiento de verano;
- La posibilidad de instalar en apartamentos.
El calentamiento del aire acondicionado es viable en las regiones del sur, donde las temperaturas rara vez caen por debajo de -15 ° C. Al norte, las "divisiones" se usan solo en el período de transición, en primavera y otoño.
Las desventajas restantes de calentar con un sistema dividido:
- El aire acondicionado tendrá que instalarse en todas las habitaciones, lo cual es inaceptable para casas de 2-3 pisos. Un sistema VRF de división múltiple costará más que la misma cantidad de enfriadores / calentadores individuales.
- El dispositivo "sabe cómo" limpiar, secar y cambiar la temperatura de la corriente de aire. Los modelos raros están diseñados para mezclar aire exterior. Entonces tienes que hacer una ventilación separada.
- Cuando la unidad de aire acondicionado externo está funcionando, se escucha un ruido claro del ventilador y un compresor que zumba detrás de la pared.
El problema de la eficiencia a bajas temperaturas se resuelve con la bomba de calor de "ventilación de aire", cuya operabilidad se mantiene hasta -30 grados bajo cero. El diseño y el principio de funcionamiento son idénticos al sistema dividido, las diferencias son grandes tamaños y precios. Si la unidad exterior se instala en el suelo y se transporta a 2-3 metros del edificio, el ruido de la unidad se volverá inaudible.
Una breve conclusión. Los sistemas VRF son buenos para apartamentos y casas pequeñas en las áreas del sur. Las bombas de calor se pueden instalar en las latitudes del norte, pero el costo del equipo juega un papel aquí. Si lo desea, el aire acondicionado se puede instalar de forma independiente.
Sistemas combinados multizona
En este caso, el refrigerante todavía se usa, por lo que el sistema se llama combinado. Cómo funciona este equipo:
- En cada habitación hay una unidad de calentamiento / enfriamiento de aire, una bobina de ventilador de cuatro tubos que se parece a la unidad interior de un acondicionador de aire.
- En un par de tuberías, el refrigerante de la caldera se suministra a las unidades.El agua caliente pasa a través de un intercambiador de calor soplado por un ventilador, debido al cual se calienta el aire de la habitación.
- Cuando es necesario cambiar a enfriamiento, la automatización cambia la bobina del ventilador a un segundo par de tuberías que suministran agua fría desde el enfriador.
- Los usuarios en las habitaciones pueden establecer diferentes temperaturas del aire, pero la refrigeración y la calefacción no se pueden encender al mismo tiempo. De ahí el segundo nombre del sistema de aire acondicionado: multizona.
Nota. Chiller es un tipo de máquina de refrigeración diseñada para enfriar un líquido. Por lo general, se encuentra en la calle debajo de un dosel o en un área abierta (según el diseño).
Dentro del edificio, se utilizan varias unidades de serpentín de ventilador: pared, conducto, piso, techo. Todo depende de los deseos del propietario y de los requisitos de estética. Las unidades de tipo conducto pueden integrarse en los conductos de ventilación para calentar / enfriar el suministro de aire.
Ventajas de los sistemas de aire multizona:
- aplicable en edificios con una gran área con el número de habitaciones de 20 o más: edificios administrativos y residenciales, almacenes, etc.
- puede trabajar junto con ventilación forzada de la cabaña;
- cualquier generador de calor se usa para calentar el aire: una caldera de combustible sólido, gas, electricidad, combustible diesel;
- las tuberías con refrigerante (refrigerante) ocupan poco espacio, las unidades de aire se integran fácilmente en el techo, se suspenden en la pared o se ocultan detrás del revestimiento;
- terrazas cerradas con vidrieras a lo largo de la pared se calientan por convectores de piso o unidades de serpentines de pared;
- La capacidad de ajustar la temperatura en habitaciones individuales, control remoto.
Creemos que el circuito de caldera + fan coil + enfriador es el más versátil y exitoso en términos de estética y operación. Por supuesto, no puede calentar el aire usted mismo, esto es un inconveniente. Es necesario hacer cálculos, seleccionar equipos, instalar, ajustar ... sin el conocimiento de lo básico, es extremadamente difícil llevar a cabo estos trabajos.
Enumeramos otros puntos negativos:
- alto precio del aire acondicionado;
- la caldera y la enfriadora son dispositivos de gran tamaño, que cubren 2–3 m² de área;
- El funcionamiento del sistema depende completamente de la electricidad; cuando la luz se apaga, el suministro de calor se detendrá.
Conclusión. Un esquema de combinación de zonas múltiples es la mejor manera de calentar el aire de una casa. Pero la implementación requerirá una inversión significativa.
Calefacción combinada con ventilación.
Esta es una forma clásica de calentar edificios con aire, utilizada en empresas desde el siglo pasado. Posteriormente, los fabricantes comenzaron a producir análogos pequeños de unidades de ventilación industrial instaladas en hogares privados. Gracias a requisitos menos estrictos para la pureza del aire, el esquema de procesamiento también se ha simplificado.
Expliquemos el principio de funcionamiento del sistema de "ventilación + calefacción" paso a paso:
- La fuente de calor es una estufa, generalmente una estufa de gas. En el interior hay instalados un quemador, un intercambiador de calor de aire, un ventilador y una unidad de control electrónico.
- Desde el horno, la primera red de conductos se dispersa, distribuyendo el aire caliente en las habitaciones. Con la ayuda de difusores, rejillas y otros dispositivos de suministro, los chorros se introducen en las habitaciones (generalmente en la zona superior).
- La segunda red de canales recoge el aire contaminado / enfriado de la zona inferior de las habitaciones en un colector común conectado al fondo del horno.
- Después de pasar por el colector, las masas de aire de escape se limpian en una malla o filtro de malla, luego se envían a un intercambiador de calor, donde un quemador las calienta.
- La electrónica controla el funcionamiento seguro del calentador de aire a gas, mantiene la temperatura de salida y señala la contaminación de los filtros.
Adición. Como el calentador seca el aire, generalmente se coloca un humidificador automático con un higrómetro electrónico en el canal de suministro. Este último se encuentra en el conducto de aire de retorno para medir la humedad del flujo.
Estufa de calentamiento de aire: la unidad es bastante ruidosa, por lo que se coloca en una habitación separada. Los productos de combustión se eliminan a través de una chimenea convencional o coaxial (según el diseño del calentador). Los conductos de acero galvanizado se colocan de varias maneras:
- en el sótano o planta baja;
- esconderse en pisos y pisos de madera;
- en el ático;
- canales verticales corren a lo largo de las paredes y están cosidos con materiales de revestimiento.
La temperatura del aire en la alimentación alcanza 40 ... 45 ° C, la velocidad de movimiento a lo largo de los canales de ventilación es de 4-5 m / s. No puede hacerlo más rápido, aparecerá ruido adicional. En esta situación, el diámetro del colector principal alcanza los 300 mm, tomamos un caudal típico de 1000 m³ / h, aunque sucede más.
Una pregunta lógica: ¿por qué calentar las masas de aire a 40 ° C, si la casa tiene suficientes 22 grados? Respondemos: el sistema de calefacción debe compensar 2 tipos de pérdida de calor, a través de las estructuras de los edificios y el consumo de energía para calentar la entrada, ya que en cualquier caso se necesita ventilación. En consecuencia, llevamos el aire a una temperatura de 20-24 ° C (compensa la pérdida de la casa), luego lo recalentamos a 40 ... 45 ° C.
Conclusión El esquema de "ventilación + calefacción" es el más engorroso y costoso. El edificio debe estar preparado de antemano, incluso en la etapa de diseño, de lo contrario, los conductos pasarán por las habitaciones. La eficiencia depende en gran medida del método de ventilación del edificio, que discutiremos más adelante.
3 formas de intercambio de aire
Así que nos acercamos sin problemas a los esquemas de intercambio aéreo, de los cuales hay tres:
- El método descrito anteriormente se llama recirculación completa. El mismo aire se conduce a través de un horno o aire acondicionado, no hay actualización o se organiza por otros medios. Por ejemplo, la entrada es proporcionada por válvulas de pared, escape natural por ejes verticales dentro de las paredes.
- Con recirculación parcial, el aire interno se diluye con una afluencia de 30 a 50% del volumen total. Como muchos gases contaminados son arrojados. Se excluye la ventilación natural, el sistema con motivación mecánica se dedica al intercambio de aire, no puede ajustar las proporciones de otra manera.
- Flujo hacia adelante. Todo el suministro de aire se toma de la calle, se calienta y se envía a las instalaciones. El sistema de escape arroja completamente masas de aire contaminadas al exterior.
El primer tipo de intercambio de aire funciona con calefacción de aire con una estufa de leña, unidades de aire acondicionado y fan coil. El método le permite ahorrar energía, pero la calidad del aire sigue siendo dudosa, ya que depende del funcionamiento de la ventilación natural.
La segunda opción es un compromiso entre un ambiente limpio en el hogar y el ahorro de energía. Actualizamos parcialmente el microclima interior, pero al mismo tiempo perdemos calor junto con el aire que se elimina.
El tercer esquema nos da aire completamente fresco, pero nos hace gastar el máximo combustible para calentar la entrada. Para no arrojar calor a la calle, se inventaron recuperadores (dispositivos), dispositivos que eliminan el calor del chorro de escape y lo transmiten a la entrada. Dependiendo de las condiciones ambientales y del diseño del utilizador, 50 ... 80% del calor permanece en la casa, el calentador consume menos energía.
La ventilación combinada con el calentamiento del aire funciona de acuerdo con uno de los dos últimos esquemas: recirculación parcial o co-corriente con recuperación de calor. La última opción es la más costosa, porque además de la red de canales y el calentador de aire, debe comprar un intercambiador de calor-intercambiador de calor.
Qué calefacción es mejor: aire o agua
El argumento principal a favor de la opción de calefacción de aire es la falta de radiadores debajo de las ventanas, el cableado de las tuberías y, en general, un intermediario en forma de refrigerante. Pero incluso esta afirmación no retiene el agua: los pisos calentados por agua también están completamente ocultos y el mediador todavía está presente: el aire mismo.
Aclaración. Al calentar con sistemas divididos o bombas de calor, el freón actúa como intermediario, cambiando el estado de agregación.El calor al serpentín del ventilador es suministrado por agua o anticongelante, en otros casos, las masas de aire transportan energía.
Ofrecemos comparar el calentamiento del agua con el calentamiento del aire, en base a declaraciones publicitarias:
- El sistema VO tiene una mayor eficiencia. Esto no es cierto, la eficiencia es la misma, siempre que en ambos casos se utilicen generadores de calor basados en el mismo combustible. La excepción son los acondicionadores de aire que consumen 300 vatios de electricidad para suministrar 1 kW de calor.
- IN puede apagarse en pleno invierno, nada se congelará, las tuberías no explotarán. Esto es cierto, pero la red de radiadores, llena de anticongelante, tampoco sufre heladas.
- Bajo costo de operación de VO. La afirmación es cierta para estufas, aires acondicionados, unidades de serpentín y sistemas de agua. Al calentar con ventilación, tendrá que limpiar los conductos de aire ocultos del polvo y las bacterias. La operación es realizada por equipos especializados.
- Para calentar el aire, no tiene que comprar valiosas válvulas de cierre, tuberías, baterías, peines. Es cierto que los conductos de ventilación galvanizados son más baratos que los equipos de red de agua. Pero los conductos de aire de Ø300 mm (equivalentes a un cuadrado de 200 x 350 mm) deben colocarse en algún lugar cosido. El costo de instalación será considerable.
- VO calienta habitaciones más rápido. Incorrecto, VO calienta rápidamente el aire, los objetos circundantes permanecen fríos. Ambos sistemas tomarán la misma cantidad de tiempo para calentarse completamente.
- Junto con los sistemas de aire, se utilizan equipos adicionales para limpieza, humidificación e ionización. La calidad del aire está mejorando. Así es, la calefacción por suelo radiante o una red de radiadores no limpian la atmósfera del hogar.
Los argumentos restantes son muy poco convincentes. Ejemplo: por aire, puede calentar una habitación de cualquier tamaño en cualquier piso. No está claro qué hace que sea difícil colocar 2 tubos en el piso 20, colocar baterías o unidades de fan coil allí. En cambio, se propone tirar de un conducto fuerte allí.
El conocido experto Viktor Sukhorukov explicará todos los pros y los contras en detalle en su video:
Conclusiones finales
Esto no quiere decir que el calentamiento del aire supere al calentamiento del agua en todos los aspectos. Por el contrario, según el criterio más importante para el usuario, el precio, los sistemas aéreos están claramente perdiendo. El método más económico es calentar con una estufa de leña, pero su alcance es limitado. Solo los aires acondicionados están disponibles en el apartamento, a veces fan coils. La opción más universal y confiable para una casa privada es el calentamiento de agua, el calentamiento del aire se realiza en casos excepcionales.