05 nov

Métodos de transferencia de calor en calefacción

En el artículo de hoy del blog de Tecnigrado queremos hablar de los diferentes métodos de transferencia de calor existentes y cómo se aplican al sistema de calefacción tanto en instalaciones domésticas como industriales.

Existen tres principales métodos de transferencia de calor en los sistemas de calefacción; conducción, convección y radiación.

Transferencia de calor por conducción

La transferencia de calor en sistemas de calefacción vía conducción necesita un medio para poder realizar dicha transferencia. Este material puede ser sólido, líquido o gas. Si la conducción se hace mediante sólidos, y la temperatura en una parte determinada del material aumenta por transferencia de calor, quiere decir que la energía interna en esa parte ha sido aumentada. Las moléculas presentes en esa parte del material están en vibración moviéndose de un lado para otro e interactuando con el medio y colisionando con moléculas próximas, transfiriendo esa energía al resto del cuerpo.

Como ejemplo tenemos los tubos de cobre en las instalaciones de calefacción. Este material es un buen conductor del calor, pero el calentar completamente el tubo sería imposible sin otro elemento esencial pudiendo ser líquido o gas.  Para líquido o gas la distancia entre las moléculas es mayor en comparación que con los sólidos, por ello, haciendo circular agua caliente por el interior del tubo de cobre.

Transferencia de calor por convección

La transferencia de calor en sistemas de calefacción por convección también necesita un medio para realizar la transferencia. La convección es el resultante del movimiento masivo de las moléculas del medio en un extremo de un cuerpo con la otra parte con una diferencia de temperatura entre los dos extremos de dicho cuerpo.

La convección solo ocurre en fluidos y se lleva a cabo mediante el agua que circula por el sistema. Siempre que tengamos convección tendremos un objeto o superficie sólidos en contacto con el líquido. En nuestra caldera se llevará a cabo una convección natural, ya que el movimiento del fluido es causado por fuerzas de flotabilidad que han sido inducidas por diferencia de densidades debido a la variación de temperatura.

Transferencia de calor por radiación

La transferencia de calor en sistemas de calefacción mediante radiación es el único método de los tres que no necesita o requiere un medio material. La radiación es una energía emitida por el material en forma de ondas electromagnéticas. La radiación térmica es una forma de radiación emitida por el cuerpo debido a la temperatura. Esta energía se emite a través de ondas electromagnéticas que pueden viajar a la velocidad de la luz, siendo el método más rápido. Podemos compararlo con los radiadores, cuya función es irradiar calor al ambiente.

De este modo, tenemos transferencia de calor en sistemas de calefacción por conducción (cobre), convección (agua) y radiación (energía). Esperamos que este breve artículo sobre los métodos de transferencia de calor existentes sirva de ayuda para comprender el funcionamiento de los sistemas de calefacción. Puedes realizar una consulta al equipo de Tecnigrado en cualquier momento y estaremos encantados de atenderte.

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09 abr

Historia de los sistemas de calefacción

En Tecnigrado nos ha picado la curiosidad así que en el presente artículo os daremos un poco de historia acerca de los sistemas de calefacción. ¿Desde cuándo tenemos este tipo de sistemas? ¿Qué métodos ha utilizado el ser humano durante siglos para calentarse? Subámonos al DeLorean­­­­ y viajemos al pasado.

Tal y como puede desprenderse de su propio nombre, los sistemas de calefacción hacen aumentar la temperatura de un espacio cerrado garantizando como objetivo principal el confort.

 

Evolución histórica de los sistemas de calefacción

El primer sistema de calefacción del cual se tiene constancia fue el fuego, junto con métodos como chimeneas, estufas de hierro fundido y calentadores alimentados por gas o electricidad. Estos sistemas se conocen como calefacción directa, donde la conversión de energía en calor se lleva a cabo en determinados puntos para calentar.

En la actualidad disponemos de sistemas indirectos de calefacción central. Consisten en la conversión de energía en calor tras una fuente externa, separada o ubicada dentro del espacio total a calentar. Esta energía (calor) se transporta en un medio fluido y por circuito cerrado.

Es curioso que la mayor parte de las culturas antiguas hayan utilizado métodos directos de calefacción, a excepción de los romanos y griegos. La madera fue el primer combustible empleado. Aunque el lugar donde necesitaban temperaturas moderadas como en la zona del Mediterráneo, Japón o China se utilizaba carbón vegetal.

La primera chimenea era una apertura en el techo, provocando así el esparcimiento del humo en todas las estancias. Pasaron varios siglos hasta que se construyó y diseño la chimenea tal y como la conocemos hoy fue construida. Apareció en Europa en el siglo XIII, eliminando el humo y redireccionándolos hacia el exterior de las estancias o lugares donde estuvieran situadas.

En 1744 Benjamin Franklin inventó un diseño mejorado de la estufa conocida popularmente como la estufa Franklin. Las estufas son menos derrochadoras de calor que las chimeneas ya que el calor del fuego es absorbida por las paredes de la estufa, calentando el aire de la estancia, en lugar de pasar por el conducto de la chimenea.

La calefacción indirecta o calefacción central parece haber sido inventada en la antigua Grecia. No obstante, fueron los romanos quienes se convirtieron en los maestros (ingenieros) de la calefacción con su sistema de hipocausto o suelo radiante romano; En bastantes edificios romanos, los pisos de mosaico estaban soportados por columnas debajo, creando un espacio de aire o conductos, situados en zonas centrales y así poder calentar todas las habitaciones.

Tenemos que trasladarnos hasta principios el siglo XIX, cuando vuelve a resurgir la calefacción central. Las calderas de carbón suministraban vapor caliente a las habitaciones mediante un sistema de circuito cerrado de radiadores de pie.

La calefacción central del siglo XX usaba aire o agua caliente como método de transporte de calor. El aire por conductos suplantó al vapor en EEUU, mientras que en el continente europeo el vapor fue sustituido por agua caliente como método de calefacción.

Actualmente, los sistemas de calefacción más utilizados alrededor del mundo para calentar espacios siguen siendo aquellos que emplean agua caliente o aire a través de sus conductos.

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