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Introducción

El ser humano desde siempre ha intentado protegerse del ambiente adverso el cual somete a su cuerpo a cambios de temperatura.

La temperatura interna del cuerpo es de 36° C aproximadamente mientras que la parte exterior del cuerpo es de unos 20° C. Si la temperatura cambia se tiene la impresión anímica de frío o calor.

En la actualidad la tecnología ha puesto a disposición de los individuos los elementos necesarios para poder hacer frente a estos cambios de temperatura.

En este curso veremos algunas soluciones para enfrentar situaciones en que se presente frío (calefacción) y otras en que se presente calor (refrigeración).

Definición:

Calefacción es una forma de climatización que consiste en aportar calor a los espacios cerrados y habitados, cuando las temperaturas exteriores son bajas (estación invernal) conforme sean las necesidades.

CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE CALEFACCIÓN

Los sistemas de calefacción en su mayoría consisten de calentadores y calderas que generan calor a través de diferentes suministros de energía como son el gas, la electricidad e incluso el sol. Existen diferentes tipos de calefacción: calefacción eléctrica, calefacción radiante, calefacción de gas, bombas de calor, etc.

A continuación los diferentes tipos de calefacción y su funcionamiento:

Calefacción Eléctrica

La calefacción eléctrica involucra que la electricidad

sea convertida en cal por a través de un aparato eléctrico. Dentro de cada calefactor eléctrico hay una resistencia eléctrica a través de la cual pasa la corriente eléctrica. Esta misma corriente eléctrica convierte a la electricidad en calor.

Todos los aparatos de calefacción eléctrica siguen el mismo principio. La única diferencia es el método mediante el cual proporcionan a interior del centro de salud.

Muchas edificaciones han utilizado sistemas de calefacción eléctrica para proveer del calor necesario durante los meses más fríos del año. Cuando se trata de confort, la calefacción eléctrica está en la punta a diferencia de otros sistemas de calefacción como el de gas natural.

El mayor beneficio que se tiene con este tipo de sistemas es el bajo mantenimiento que requieren. Otras ventajas son la seguridad y el espacio que ocupan.

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Tipos de Calefacción Eléctrica:

Calefacción Eléctrica: sistemas de radiación. Calefacción Eléctrica: convección forzada. Calefacción Eléctrica: radiadores eléctricos. Calefacción Eléctrica: calentadores por convección.

Calefacción Eléctrica por sistemas de radiación. Radiación por suelo y techo, paneles radiantes y/o convectores son los más utilizados hoy en día. Pueden tener un intercambiador de calor o por medio de la electricidad son suministrados. Cuando se encienden, un sistema radiante en la casa permite que la corriente fluya por medio de material conductor de calor que a su vez caliente el suelo o pared. Desde el suelo, el calor se extiende en el aire y luego a las personas y objetos a través de un proceso de convección. En este tipo de sistema, el calor comienza del suelo al techo creando así una temperatura balanceada en las diferentes habitaciones. Calefacción Eléctrica por convección forzada. Conectores eléctricos, acondicionadores de aire de

ciclo inverso, calentadores de gas y la mayor parte de los calefactores móviles utilizan un ventilador que fuerza la entrada de aire a un calentador, donde éste se calienta y es devuelto al exterior como aire caliente. La desventaja es que el ventilador hace ruido cuando esta encendido. También pueden ser peligrosos si están cercanos a muebles. Estos aparatos sólo son ideales cuando necesitamos calentar rápidamente áreas cerradas y deben de tratarse con mucho cuidado.

Calefacción Eléctrica por radiación (radiadores eléctricos). Calentador de los objetos antes que el aire. Este tipo de calefacción es más efectiva ya que mantiene a las personas y objetos calientes en vez de calentar el aire. La ventaja es que no producen ruido, pero su riesgo es que algunos objetos tienen la posibilidad de prender fuego si están cerca. El peligro es atribuido a una falta de protección de sobrecalentamiento y el intenso enfoque en un punto de la salida. Es muy adecuada para proporcionar una calefacción individual inmediata en habitaciones grandes en las que las personas no tengan mucha actividad. Calefacción Eléctrica por calentadores por convección. Dan calor a través de un proceso de conducción. Esto significa que el calor que proporcionan por lo general se va al techo y por lo tanto, son ideales para calentar un área cerrada. Este tipo de calefacción es más seguro pues se puede dejar encendido por largos periodos sin riesgo de prender fuego incluso si no se pone atención. Tampoco produce ruido cuando está operando.

Proceso de calentamiento

El proceso de calentamiento de la calefacción eléctrica involucra que la electricidad sea convertida en calor a través de un aparato eléctrico. Dentro de cada calefactor eléctrico hay una resistencia eléctrica a través de la cual pasa la corriente eléctrica. Esta misma corriente eléctrica convierte a la electricidad en calor.

Las bombas de calor, hacen uso de un motor eléctrico para retirar el calor de diferentes recursos como el agua del suelo o el aire del exterior y meterlo en casa.

Todos los aparatos de calefacción eléctrica siguen el mismo principio.

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Calefacción Radiante

Este tipo de sistema de calefacción funciona a través de un proceso conocido como radiación o transferencia directa de calor a una superficie fría.

Los sistemas de calefacción radiante vienen en diferentes formas, pero se dividen en dos: los radiadores y el suelo radiante (el más tecnológico); los radiadores pueden estar compuestos por uno o varios paneles mientras que el suelo radiante necesita de una obra mucho más compleja para su instalación. Los sistemas de calefacción radiante son populares por ser el recurso más confortable para calentar espacios. Un beneficio añadido es que los calentadores pueden ser eficientes en cuanto al uso de su energía, por lo tanto, contribuyen a disminuir el consumo energético del hogar. Este tipo de sistema de calefacción funciona a través de un proceso conocido como radiación o transferencia directa de calor a una superficie fría.

Los sistemas de calefacción radiante se encuentran en diferentes formas, sin embargo se dividen en dos: los radiadores y el suelo radiante (el más tecnológico); los radiadores pueden estar compuestos por uno o varios paneles mientras que el suelo radiante necesita de una obra mucho más compleja para su instalación.

Tipos de Calefacción Radiante:

Calefacción Radiante: aire Calefacción Radiante: agua Calefacción Radiante: electricidad

Este sistema funciona al brindar calor directamente al suelo o a los paneles en las paredes o techos: El suelo radiante se presenta en 3 tipos: Suelo radiante por agua caliente, suelo radiante aire o suelo radiante eléctrico. La diferencia está en el tipo de instalación que requieren. Suelo radiante – agua: Los sistemas de suelo radiante por medio de agua son los más comunes por su coste. Con este tipo el agua se calienta desde un calentador y esta es bombeada a través de las tuberías instaladas debajo del suelo. Algunos tipos permiten regular la temperatura de cada habitación al regular el fluido del agua caliente. El coste de este tipo de calefacción depende de la localización de la vivienda (entre más remota, más cara), tamaño, tipo de instalación requerida, tipo de suelo y el coste de la mano de obra. Suelo radiante – aire: Los sistemas de suelo radiante por medio de aire no son ideales para las casas debido a su coste. Pueden ser utilizados únicamente durante el día cuando la carga de calor es baja pero puede ser combinada con un sistema de energía solar. Suelo radiante – electricidad: Los sistemas de suelo radiante por medio de electricidad se destacan los cables eléctricos instalados en el suelo (debajo del tipo de suelo). Este tipo de calefacción puede ahorrarle mucho si utiliza un tipo de suelo de concreto donde el calor se guarda hasta por 8 a 10 horas sin ningún tipo de suministro de electricidad adicional. Puede alcanzar esto durante el día cuando las temperaturas con más altas.

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Ventajas y Desventajas

Ventajas de la calefacción radiante: Debido a que está basado en agua utilizando un mínimo de electricidad, este sistema está considerado más eficiente comparado a los otros sistemas por la ausencia de pérdida de energía a través de los ductos. Con la ausencia de aire en movimiento, es la mejor alternativa para personas con alergias. Desventajas de la calefacción radiante: es el proceso de calentamiento que es lento, además la instalación es algo costoso y la necesidad de contar con tuberías separadas. Además los propietarios tendrán dificultades para acceder a aquellas tuberías si es que algún problema ocurriera. Descripción de los componentes de la calefacción radiante:

Calefacción por Gas

Las calderas = ícono de la calefacción. Son una parte vital de los hogares y la pieza central de un sistema de calefacción considerado uno de los métodos más eficientes para calentar. Las calderas queman el gas utilizando el calor desprendido para calentar el agua o aire para la calefacción radiante. La energía que utilizan es el gas natural, gasoil, aceite o electricidad.

La energía que utilizan es el gas natural, gasoil, aceite o electricidad.

Hay dos tipos de calderas: de agua caliente y vapor. Calderas de agua caliente, son pequeñas, compactas y eficientes en cuanto a energía, además de necesitar poco mantenimiento.

¿Cómo funcionan las calderas?

El agua se caliente en las calderas y a través de una bomba esta circula por las tuberías de una casa o edificio. El agua caliente calienta los radiadores instalados en las habitaciones de la casa y distribuye el aire caliente. El agua que se enfría eventualmente se regresa a la caldera a través de una tubería de regreso.

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Sistema de funcionamiento de calefacción a gas:

Ventajas: No hace ruido y proporciona aire caliente a diferentes zonas. Más baratas, distribuyen el calor de manera más regular, buenos para la salud ya que no causan alergias debido al polvo o bacterias.

Las calderas de vapor ya no son comunes hoy en día pues las calderas de agua caliente se han vuelto las más conocidas.

Este tipo de calefacción es capaz de mantener la temperatura de manera uniforme en todas las estancias de este tipo de vivienda gracias a la caldera, un sistema que genera la combustión del gas, produciendo calor para calentar el agua. Este aparato cuenta también con tuberías responsables por llevar el calor generado hasta los radiadores, responsable por el equilibrio térmico.

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Bomba de Calor

La bomba de calor es un aparato vital importancia en los recintos hospitalarios, debido a que genera calor y frío.

La bomba de calor de hecho es una unidad de aire acondicionado que funciona a la inversa. Durante el verano, opera como un aire acondicionado normal y durante los meses fríos provee del calor necesario.

Funciona de cierta forma como el frigorífico, porque producen un confort que normalmente es atribuido a grandes edificios, edificios donde se procure garantizar espacios confortables.

Durante el invierno, la bomba de calor genera frio, mientras que durante el verano enfría el aire, como es posible evidenciar en el esquema.

La bomba de calor generalmente calienta, enfría, deshumidifica y filtra el aire de partículas de polvo y otras impurezas.

Las bombas de aire tienen una unidad externa e interna. La existencia de esta doble unidad les ha dado el nombre de sistema de split. Hoy en día la mayoría cuentan con un control remoto para mayor conveniencia.

La bomba de calor de hecho es una unidad de aire acondicionado que funciona a la inversa. Durante el verano, opera como un aire acondicionado normal y durante los meses fríos provee del calor necesario al absorber el calor del exterior o agua del subsuelo. Sin embargo, cuando la temperatura del exterior es menor a cero, la bomba de calor utiliza un rollo interno eléctrico y esto puede ser muy costoso.

No hay un tamaño estándar de bombas de calor.

Sistema de funcionamiento de calefacción bomba de calor:

En los siguientes esquemas se encuentran expuestos la bomba de calor y el sistema que distribuye el acondicionamiento del aire a través de conductos, entre otros.

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Conclusión

En los hospitales, deben tenerse en cuenta dos aspectos: por un lado, el confort de los pacientes y, por otro, la higiene de las estancias. Estos dos factores resultan positivamente favorecidos por la climatización por techo radiante. Debido al elevado porcentaje de radiación y al reducido movimiento del aire en el espacio, los pacientes perciben una climatización especialmente agradable ya que desaparecen las incómodas corrientes de aire y los molestos ruidos de los sistemas de aire tradicionales. Gracias al principio de radiación de los techos radiantes se minimiza el movimiento del aire en el espacio y, por consiguiente, la dispersión del polvo, los virus y las bacterias.

Bibliografía

http://www.zehnder.es/techoradiante/Hospitales,527.html

http://es.wikipedia.org/wiki/Calefacci%C3%B3n

http://es.slideshare.net/raulfrutos/instalaciones-de-calefaccin

http://es.slideshare.net/AlbertoJulio_Soto/calefaccion-13767946

http://calefaccion.quotatis.es/tipos-de-calefaccion