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Calefacción central

Una caldera de condensación.
Unidad de calefacción central de agua caliente, utilizando leña como combustible.

Un sistema de calefacción central proporciona calidez a varios espacios dentro de un edificio a partir de una fuente principal de calor. Es un componente de los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado (abreviado: HVAC), que pueden enfriar y calentar espacios interiores.

Un sistema de calefacción central tiene un horno que convierte el combustible o la electricidad en calor. El calor circula a través del edificio mediante ventiladores que fuerzan el aire caliente a través de conductos, circulación de vapor de baja presión a los radiadores en cada habitación con calefacción o bombas que hacen circular agua caliente a través de los radiadores de la habitación. Las fuentes de energía primaria pueden ser combustibles como el carbón o la madera, el petróleo, el queroseno, el gas natural o la electricidad.

En comparación con sistemas como chimeneas y estufas de leña, una planta de calefacción central ofrece una mayor uniformidad en el control de la temperatura en un edificio, incluyendo normalmente el control automático de la caldera. Las casas o edificios grandes se pueden dividir en zonas controlables individualmente con sus propios controles de temperatura. El manejo automático de combustible (y a veces de cenizas) proporciona una mayor comodidad en comparación con las chimeneas separadas. Cuando un sistema incluye conductos para la circulación de aire, se puede agregar aire acondicionado central al sistema. Un sistema de calefacción central puede ocupar un espacio considerable en una casa u otro edificio y puede requerir la instalación de conductos de suministro y retorno en el momento de la construcción.

Descripción general

La calefacción central se diferencia de la calefacción de espacios en que la generación de calor se produce en un lugar, como la sala de calderas o el sótano de una casa o la sala de máquinas de un edificio grande (aunque no necesariamente en el punto geométricamente "central"). El calor se distribuye por todo el edificio, normalmente mediante aire forzado a través de conductos, mediante agua que circula a través de tuberías o mediante vapor alimentado a través de tuberías. El método más común de generación de calor implica la combustión de combustibles fósiles en un horno o caldera .

En gran parte de la zona de clima templado , la mayoría de las viviendas unifamiliares cuentan con calefacción central instalada desde antes de la Segunda Guerra Mundial. Donde el carbón era fácilmente disponible (es decir, la región de carbón de antracita en el noreste de Pensilvania) eran comunes los sistemas de vapor o agua caliente alimentados con carbón. Más adelante en el siglo XX, se actualizaron para quemar fueloil o gas, eliminando la necesidad de un gran depósito de almacenamiento de carbón cerca de la caldera y la necesidad de retirar y desechar las cenizas de carbón.

Una alternativa más económica al agua caliente o al vapor es el aire caliente forzado . Un horno quema fueloil o gas, que calienta el aire en un intercambiador de calor , y los ventiladores hacen circular el aire calentado a través de una red de conductos hacia las habitaciones del edificio. Este sistema es más económico porque el aire se mueve a través de una serie de conductos en lugar de tuberías y no requiere la instalación de un instalador de tuberías . El espacio entre las vigas del piso se puede encerrar y utilizar como parte de los conductos, lo que reduce aún más los costos.

Las cuatro generaciones diferentes de sistemas de calefacción urbana y sus fuentes de energía.

Los sistemas de calefacción eléctrica son menos comunes y sólo son prácticos con electricidad de bajo costo o cuando se utilizan bombas de calor geotérmicas . Considerando el sistema combinado de central térmica y calefacción por resistencia eléctrica, la eficiencia general será menor que la del uso directo de combustibles fósiles para calefacción de espacios. [1]

Algunos otros edificios utilizan calefacción solar central , en cuyo caso el sistema de distribución normalmente utiliza circulación de agua.

Las alternativas a estos sistemas son los calentadores de gas y la calefacción urbana . La calefacción urbana utiliza el calor residual de un proceso industrial o de una planta generadora de electricidad para proporcionar calor a los edificios vecinos. De manera similar a la cogeneración , esto requiere tuberías subterráneas para hacer circular agua caliente o vapor.

Historia

Corea antigua

Una ilustración del sistema ondol.

Se ha encontrado el uso del ondol en sitios arqueológicos de la actual Corea del Norte. Un sitio arqueológico del Neolítico , alrededor del año 5000 a. C., descubierto en Sonbong , Rason , en la actual Corea del Norte , muestra un claro vestigio de gudeul en la vivienda excavada ( coreano움집 ).

Los componentes principales del ondol tradicional son un agungi ( cámara de combustión o estufa ) accesible desde una habitación contigua (normalmente cocina o dormitorio principal), un suelo de mampostería elevado sustentado por conductos de humo horizontales y una chimenea vertical independiente en la pared exterior opuesta que proporciona un bosquejo. El suelo radiante, sostenido por pilares de piedra o deflectores para distribuir el humo, está cubierto por losas de piedra, arcilla y una capa impermeable como papel engrasado.

Los primeros ondol s comenzaron como gudeul que proporcionaban calefacción para una casa y para cocinar. Cuando se encendía un fuego en el horno para cocinar arroz para la cena, la llama se extendía horizontalmente porque la entrada de humos estaba al lado del horno . Esta disposición era fundamental, ya que no permitiría que el humo ascendiera, lo que provocaría que la llama se apagara demasiado pronto. Al pasar la llama por la entrada de humos, sería guiada a través de la red de conductos con el humo. Se construirían habitaciones enteras sobre la chimenea del horno para crear habitaciones con suelo de ondol. [2]

Ondol se había utilizado tradicionalmente como espacio habitable para sentarse, comer, dormir y otros pasatiempos en la mayoría de los hogares coreanos antes de la década de 1960. Los coreanos están acostumbrados a sentarse y dormir en el suelo, y a trabajar y comer en mesas bajas en lugar de mesas elevadas con sillas. [3] El horno quemaba principalmente paja de arroz, residuos de cultivos agrícolas, biomasa o cualquier tipo de leña seca. Para cocinar a corto plazo, se prefería la paja del arroz o los desechos de las cosechas, mientras que las largas horas de cocción y la calefacción por suelo radiante requerían leña de mayor duración. A diferencia de los calentadores de agua modernos, el combustible se quemaba esporádicamente o regularmente (de dos a cinco veces al día), dependiendo de la frecuencia de cocción y las condiciones climáticas estacionales.

Antigua Roma y Grecia

Ruinas del hipocausto bajo el suelo de una villa romana en La Olmeda , Provincia de Palencia ( Castilla y León , España).

Los antiguos griegos desarrollaron originalmente la calefacción central. El templo de Éfeso se calentaba mediante chimeneas colocadas en el suelo y por las que circulaba el calor generado por el fuego. Algunos edificios del Imperio Romano utilizaban sistemas de calefacción central, conduciendo el aire calentado por hornos a través de espacios vacíos debajo de los pisos y fuera de tuberías (llamadas caliductos ) [4] en las paredes, un sistema conocido como hipocausto . [5] [6]

El hipocausto romano continuó utilizándose en menor escala durante la Antigüedad tardía y durante el califato omeya , mientras que los constructores musulmanes posteriores emplearon un sistema más simple de tuberías subterráneas . [7]

Después del colapso del Imperio Romano , de manera abrumadora en toda Europa, la calefacción volvió a utilizar chimeneas más primitivas durante casi mil años.

En las tierras altas alpinas de la Alta Edad Media, un sistema de calefacción central más simple en el que el calor viajaba a través de canales subterráneos desde la sala del horno reemplazó al hipocausto romano en algunos lugares. En la abadía de Reichenau, una red de canales subterráneos interconectados calentaba durante los meses de invierno la gran sala de reuniones de los monjes de 300 m 2 . El grado de eficiencia del sistema se ha calculado en un 90%. [8]

En el siglo XIII, los monjes cistercienses revivieron la calefacción central en la Europa cristiana utilizando desvíos de ríos combinados con hornos interiores de leña. El bien conservado Real Monasterio de Nuestra Señora de la Rueda (fundado en 1202) en el río Ebro, en la región de Aragón en España, proporciona un excelente ejemplo de tal aplicación.

Sistemas modernos de calefacción central.

Los tres métodos principales de calefacción central se desarrollaron entre finales del siglo XVIII y mediados del XIX. [9]

Aire caliente

La estufa de aire caliente de Sylvester, 1819

William Strutt diseñó un nuevo molino en Derby con un horno central de aire caliente en 1793, aunque la idea ya había sido propuesta por John Evelyn casi cien años antes. El diseño de Strutt consistía en una gran estufa que calentaba el aire traído desde el exterior a través de un gran pasaje subterráneo. El aire se ventilaba a través del edificio mediante grandes conductos centrales.

En 1807, colaboró ​​con otro eminente ingeniero, Charles Sylvester , en la construcción de un nuevo edificio para albergar la Royal Infirmary de Derby. Sylvester jugó un papel decisivo en la aplicación del novedoso sistema de calefacción de Strutt al nuevo hospital. Publicó sus ideas en La Filosofía de la Economía Doméstica; como se ejemplifica en el modo de calentar, ventilar, lavar, secar y cocinar,... en la enfermería general de Derbyshire en 1819. Sylvester documentó las nuevas formas de calentar hospitales que se incluyeron en el diseño, y las características más saludables como la autoalimentación. -aseos de limpieza y refrescantes de aire. [10] El novedoso sistema de calefacción de la enfermería permitía a los pacientes respirar aire fresco y caliente, mientras que el aire viejo se canalizaba hasta una cúpula de vidrio y hierro en el centro. [11]

Sus diseños resultaron muy influyentes. Fueron ampliamente copiados en las nuevas fábricas de las Midlands y fueron mejorados constantemente, alcanzando su madurez con el trabajo de de Chabannes sobre la ventilación de la Cámara de los Comunes en la década de 1810. Este sistema siguió siendo el estándar para calentar edificios pequeños durante el resto del siglo.

Vapor

Thomas Tredgold , destacado ingeniero y autoridad en sistemas de calefacción central a principios del siglo XIX.

El escritor inglés Hugh Plat propuso un sistema de calefacción central a vapor para un invernadero en 1594, aunque fue un hecho aislado y no se desarrolló hasta el siglo XVIII. El coronel Coke ideó un sistema de tuberías que transportarían vapor por toda la casa desde una caldera central, pero fue James Watt, el inventor escocés, quien fue el primero en construir un sistema que funcionara en su casa. [12]

Una caldera central suministraba vapor a alta presión que luego distribuía el calor dentro del edificio a través de un sistema de tuberías incrustadas en las columnas. Él [ se necesita aclaración ] implementó el sistema a una escala mucho mayor en una fábrica textil en Manchester . Robertson Buchanan escribió la descripción definitiva de estas instalaciones en sus tratados publicados en 1807 y 1815. La obra de Thomas Tredgold Principios de calentamiento y ventilación de edificios públicos , delineó el método de aplicación de la calefacción por vapor caliente a edificios más pequeños y no industriales. Este método había reemplazado a los sistemas de aire caliente a finales del siglo XIX.

Agua caliente

El Palacio de Verano de San Petersburgo tenía uno de los primeros sistemas de calefacción central hidrológica.

Los primeros sistemas de agua caliente se utilizaban en la antigua Roma para calentar las termas. [13] Otro de los primeros sistemas de agua caliente se desarrolló en Rusia para la calefacción central del Palacio de Verano (1710-1714) de Pedro el Grande en San Petersburgo . Un poco más tarde, en 1716, se utilizó por primera vez el agua en Suecia para distribuir la calefacción en los edificios. Mårten Triewald , un ingeniero sueco, utilizó este método para un invernadero en Newcastle upon Tyne . Jean Simon Bonnemain (1743-1830), arquitecto francés, [14] introdujo la técnica en la industria en una cooperativa , en Château du Pêcq, cerca de París .

Sin embargo, estos intentos dispersos fueron aislados y se limitaron principalmente a su aplicación a invernaderos . Tredgold originalmente descartó su uso por considerarlo poco práctico, pero cambió de opinión en 1836, cuando la tecnología entró en una fase de rápido desarrollo. [15]

Los primeros sistemas utilizaban sistemas de agua a baja presión, que requerían tuberías muy grandes. Uno de los primeros sistemas modernos de calefacción central de agua caliente para remediar esta deficiencia fue instalado por Angier March Perkins en Londres en la década de 1830. En aquella época se estaba poniendo de moda en Gran Bretaña la calefacción central, utilizándose generalmente sistemas de vapor o aire caliente.

Detalles del horno y tubo de expansión de la patente de Perkins de 1838.

El aparato de Perkins de 1832 distribuyó agua a 200 grados Celsius (392 °F) a través de tuberías de pequeño diámetro a alta presión. Un invento crucial para hacer viable el sistema fue la unión roscada, que permitía que la unión entre las tuberías soportara una presión similar a la de la propia tubería. También separó la caldera de la fuente de calor para reducir el riesgo de explosión. La primera unidad se instaló en la casa del gobernador del Banco de Inglaterra, John Horsley Palmer , para que pudiera cultivar uvas en el clima frío de Inglaterra . [dieciséis]

Sus sistemas se instalaron en fábricas e iglesias de todo el país y muchos de ellos permanecieron en condiciones de uso durante más de 150 años. Su sistema también fue adaptado para que lo utilizaran los panaderos en el calentamiento de sus hornos y en la fabricación de papel a partir de pulpa de madera.

Franz San Galli , un hombre de negocios ruso nacido en Prusia que vive en San Petersburgo , inventó el radiador entre 1855 y 1857, lo que supuso un paso importante en la configuración final de la calefacción central moderna. [17] [18] El radiador victoriano de hierro fundido se generalizó a finales del siglo XIX cuando empresas, como American Radiator Company , expandieron el mercado de radiadores de bajo costo en los EE. UU. y Europa.

Fuentes de energia

La fuente de energía seleccionada para un sistema de calefacción central varía según la región. La fuente de energía primaria se selecciona en función del costo, la conveniencia, la eficiencia y la confiabilidad. El coste energético de la calefacción es uno de los principales costes de funcionamiento de un edificio en un clima frío. Algunas plantas de calefacción central pueden cambiar de combustible por razones de economía y conveniencia; por ejemplo, el propietario de una vivienda puede instalar una caldera de leña con respaldo eléctrico para un funcionamiento ocasional sin supervisión.

Los combustibles sólidos como la madera , la turba o el carbón se pueden almacenar en el lugar de uso, pero son incómodos de manipular y difíciles de controlar automáticamente. La leña todavía se utiliza donde el suministro es abundante y a los ocupantes del edificio no les importa el trabajo que implica transportar el combustible, retirar las cenizas y cuidar el fuego. Los sistemas de combustible de pellets pueden avivar el fuego automáticamente, pero aun así necesitan la eliminación manual de las cenizas. El carbón alguna vez fue un importante combustible para calefacción residencial, pero hoy en día es poco común y se prefiere el combustible sin humo como sustituto en chimeneas o estufas abiertas .

Los combustibles líquidos son productos derivados del petróleo como el gasóleo para calefacción y el queroseno . Estos todavía se aplican ampliamente donde otras fuentes de calor no están disponibles. El fueloil se puede quemar automáticamente en un sistema de calefacción central y no requiere eliminación de cenizas y requiere poco mantenimiento del sistema de combustión. Sin embargo, el precio variable del petróleo en los mercados mundiales genera precios altos y erráticos en comparación con otras fuentes de energía. Los sistemas de calefacción institucionales (edificios de oficinas o escuelas, por ejemplo) pueden utilizar combustible búnker económico y de baja calidad para hacer funcionar sus plantas de calefacción, pero el costo de capital es alto en comparación con los combustibles líquidos, que son más fáciles de manejar.

El gas natural es un combustible de calefacción muy extendido en América del Norte y el norte de Europa. Los quemadores de gas se controlan automáticamente y no requieren eliminación de cenizas y tienen poco mantenimiento. Sin embargo, no todas las áreas tienen acceso a un sistema de distribución de gas natural. El gas licuado de petróleo o el propano se pueden almacenar en el punto de uso y recargarse periódicamente mediante un tanque móvil montado en un camión.

Algunas zonas cuentan con energía eléctrica de bajo coste, lo que hace que la calefacción eléctrica sea económicamente práctica. La calefacción eléctrica puede ser puramente de tipo resistencia o utilizar un sistema de bomba de calor para aprovechar el calor de baja calidad en el aire o el suelo.

Un sistema de calefacción urbana utiliza calderas o calentadores de agua ubicados centralmente y hace circular energía térmica a clientes individuales mediante la circulación de agua caliente o vapor. Esto tiene la ventaja de un convertidor de energía central altamente eficiente que puede utilizar los mejores controles de contaminación disponibles y que es operado profesionalmente. El sistema de calefacción urbana puede utilizar fuentes de calor que no es práctico implementar en hogares individuales, como el petróleo pesado, los subproductos de la madera o la fisión nuclear. La red de distribución es más costosa de construir que la de calefacción a gas o eléctrica, por lo que sólo se encuentra en zonas densamente pobladas o comunidades compactas.

No todos los sistemas de calefacción central requieren energía comprada. Algunos edificios cuentan con calor geotérmico local, utilizando agua caliente o vapor de un pozo local para proporcionar calor al edificio. Estas áreas son poco comunes. Un sistema solar pasivo no requiere la compra de combustible, pero debe diseñarse cuidadosamente para el sitio.

Calcular la potencia del calentador requerido

La potencia del calentador se mide en kilovatios o BTU por hora. Para la colocación en una casa, es necesario calcular el calentador y el nivel de potencia requerido para la casa. Este cálculo se logra registrando una variedad de factores, es decir, qué hay encima y debajo de la habitación que desea calentar, cuántas ventanas hay, el tipo de paredes externas de la propiedad y una variedad de otros factores que determinarán el nivel. de producción de calor que se requiere para calentar adecuadamente el espacio. Este cálculo se denomina cálculo de pérdida de calor y se puede realizar con una calculadora de BTU. Dependiendo del resultado de este cálculo, el calefactor se puede adaptar exactamente a la casa. [19] [20] [21]

Facturación

La producción de calor se puede medir mediante asignadores de costos de calor , de modo que cada unidad se pueda facturar individualmente aunque solo haya un sistema centralizado.

Tipos de calefacción central

Calentamiento de agua

Calentador de agua indirecto activo

El agua caliente circulante se puede utilizar para calefacción central. En ocasiones estos sistemas se denominan sistemas de calefacción hidrónica . [22]

Los componentes comunes de un sistema de calefacción central que utiliza circulación de agua incluyen:

Los sistemas de circulación de agua utilizan un circuito cerrado; la misma agua se calienta y luego se recalienta. Un sistema sellado proporciona una forma de calefacción central en la que el agua utilizada para calentar circula independientemente del suministro de agua normal del edificio.

Tanque de expansión en un sistema sellado.
Un bucle de llenado trenzado recto utilizado para añadir agua a un sistema de calefacción central sellado en el Reino Unido

Un tanque de expansión contiene gas comprimido, separado del agua del sistema sellado por un diafragma. Esto permite variaciones normales de presión en el sistema. Una válvula de seguridad permite que el agua escape del sistema cuando la presión sube demasiado, y una válvula puede abrirse para reponer agua del suministro de agua normal si la presión baja demasiado. Los sistemas sellados ofrecen una alternativa a los sistemas de ventilación abierta, en los que el vapor puede escapar del sistema y se reemplaza desde el suministro de agua del edificio a través de un sistema de alimentación y almacenamiento central.

Los sistemas de calefacción en el Reino Unido y en otras partes de Europa comúnmente combinan las necesidades de calefacción de espacios con calefacción de agua caliente sanitaria. Estos sistemas ocurren con menos frecuencia en los EE. UU. En este caso, el agua calentada en un sistema sellado fluye a través de un intercambiador de calor en un tanque de agua caliente o cilindro de agua caliente donde calienta agua del suministro regular de agua potable para usar en grifos de agua caliente o electrodomésticos como lavadoras. o lavavajillas .

Los sistemas de calefacción por suelo radiante hidrónico utilizan una caldera o calefacción urbana para calentar el agua y una bomba para hacer circular el agua caliente en tuberías de plástico instaladas en una losa de hormigón. Las tuberías, incrustadas en el suelo, transportan agua caliente que conduce el calor a la superficie del suelo, desde donde transmite energía térmica a la habitación de arriba. Los sistemas de calefacción hidrónica también se utilizan con soluciones anticongelantes en sistemas de derretimiento de hielo y nieve para pasarelas, estacionamientos y calles. Se utilizan más comúnmente en proyectos de calefacción por suelo radiante comerciales y para toda la casa, mientras que los sistemas de calefacción radiante eléctricos se utilizan más comúnmente en aplicaciones más pequeñas de "calentamiento puntual".

Calentamiento de vapor

Un sistema de calentamiento de vapor aprovecha el alto calor latente que se desprende cuando el vapor se condensa en agua líquida. En un sistema de calefacción a vapor, cada habitación está equipada con un radiador conectado a una fuente de vapor a baja presión (una caldera). El vapor que ingresa al radiador se condensa y cede su calor latente, regresando al agua líquida. El radiador, a su vez, calienta el aire de la habitación y proporciona algo de calor radiante directo . El agua condensada regresa a la caldera por gravedad o con la ayuda de una bomba. Algunos sistemas utilizan solo una tubería para el retorno combinado de vapor y condensado. Dado que el aire atrapado impide la circulación adecuada, dichos sistemas tienen válvulas de ventilación para permitir la purga del aire. En edificios domésticos y comerciales pequeños, el vapor se genera a una presión relativamente baja, menos de 15 psig (200 kPa) [ cita necesaria ] .

Los sistemas de calefacción a vapor rara vez se instalan en construcciones residenciales unifamiliares nuevas debido al costo de la instalación de tuberías. Las tuberías deben tener una pendiente cuidadosa para evitar obstrucciones por condensado atrapado. En comparación con otros métodos de calentamiento, es más difícil controlar la salida de un sistema de vapor. Sin embargo, el vapor se puede enviar, por ejemplo, entre edificios de un campus para permitir el uso de una caldera central eficiente y combustible de bajo coste. Los edificios altos aprovechan la baja densidad del vapor para evitar la presión excesiva necesaria para hacer circular el agua caliente desde una caldera montada en el sótano. En los sistemas industriales, el vapor de proceso utilizado para la generación de energía u otros fines también se puede aprovechar para calentar espacios. El vapor para sistemas de calefacción también se puede obtener de calderas de recuperación de calor utilizando calor que de otro modo se desperdiciaría en procesos industriales. [23]

Calefacción eléctrica

La calefacción eléctrica o la calefacción por resistencia convierte la electricidad directamente en calor. El calor eléctrico suele ser más caro que el calor producido por aparatos de combustión como gas natural, propano y petróleo. El calor de resistencia eléctrica puede ser proporcionado por calentadores de zócalo, calentadores portátiles, calentadores radiantes, hornos, calentadores de pared o sistemas de almacenamiento térmico.

Los calentadores eléctricos suelen ser parte de un fancoil que forma parte de un aire acondicionado central. Hacen circular calor soplando aire a través del elemento calefactor que se suministra al horno a través de conductos de aire de retorno. Los sopladores de los hornos eléctricos mueven el aire a través de una a cinco bobinas o elementos de resistencia que normalmente tienen una potencia nominal de cinco kilovatios. Los elementos calefactores se activan uno a la vez para evitar sobrecargar el sistema eléctrico. El sobrecalentamiento se evita mediante un interruptor de seguridad llamado controlador de límite o interruptor de límite. Este controlador de límite puede apagar el calefactor si falla el ventilador o si algo bloquea el flujo de aire. Luego, el aire calentado se envía de regreso a la casa a través de conductos de suministro.

En aplicaciones comerciales más grandes, la calefacción central se proporciona a través de un controlador de aire que incorpora componentes similares a los de un horno pero a mayor escala.

Un horno de datos utiliza computadoras para convertir la electricidad en calor mientras procesa datos simultáneamente.

Bombas de calor

Intercambiador de calor externo de una bomba de calor aerotérmica.

Se puede utilizar una bomba de calor de fuente de aire para acondicionar el edificio durante climas cálidos y para calentar el edificio utilizando el calor extraído del aire exterior en climas fríos. Las bombas de calor de fuente de aire generalmente no son económicas para temperaturas exteriores muy por debajo del punto de congelación. En climas más fríos, se pueden utilizar bombas de calor geotérmicas para extraer calor del suelo. Para ahorrar, estos sistemas están diseñados para temperaturas invernales promedio bajas y utilizan calefacción suplementaria para condiciones de temperaturas extremadamente bajas. La ventaja de la bomba de calor es que reduce la energía adquirida necesaria para la calefacción del edificio; A menudo, los sistemas de fuentes geotérmicas también suministran agua caliente sanitaria. Incluso en lugares donde los combustibles fósiles proporcionan la mayor parte de la electricidad, un sistema geotérmico puede compensar la producción de gases de efecto invernadero , ya que la mayor parte del calor proviene del entorno circundante, con sólo entre el 15% y el 30% del consumo eléctrico. [24]

Aspectos ambientales

Las propiedades públicas y comerciales son directa e indirectamente responsables del 30% de la energía final consumida en todo el mundo, incluido casi el 55% del consumo mundial de electricidad. [25] La calefacción es actualmente responsable de alrededor del 45% de las emisiones de los edificios y todavía depende de combustibles fósiles para suministrar más del 55% de su consumo de energía final. [25]

En 2019 se liberaron a la atmósfera alrededor de 4,3 Gt de CO 2 para la calefacción de edificios, si se tienen en cuenta las emisiones procedentes de la combustión directa de combustibles fósiles, así como de la generación de electricidad y calor. Esto representa casi el 12% de las emisiones globales de CO 2 relacionadas con la energía y los procesos . [25]

Desde el punto de vista de la eficiencia energética, se pierde o se desperdicia una cantidad considerable de calor si sólo una habitación necesita calefacción, ya que la calefacción central tiene pérdidas de distribución y (particularmente en el caso de los sistemas de aire forzado) puede calentar algunas habitaciones desocupadas sin necesidad. En aquellos edificios que requieren calefacción aislada, es posible que desee considerar sistemas no centrales, como calentadores de habitaciones individuales, chimeneas u otros dispositivos. Alternativamente, los arquitectos pueden diseñar nuevos edificios que prácticamente puedan eliminar la necesidad de calefacción, como los construidos según el estándar Passive House .

Sin embargo, si un edificio necesita calefacción completa, la calefacción central de combustión puede ofrecer una solución más respetuosa con el medio ambiente que la calefacción por resistencia eléctrica . Esto se aplica cuando la electricidad se origina en una central eléctrica de combustible fósil , con hasta un 60% de la energía en el combustible perdida (a menos que se utilice para calefacción urbana ) y aproximadamente un 6% en pérdidas de transmisión . En Suecia existen propuestas para eliminar gradualmente la calefacción eléctrica directa por este motivo (ver eliminación gradual del petróleo en Suecia ). Las fuentes nucleares, eólicas, solares e hidroeléctricas reducen este factor.

Por el contrario, los sistemas de calefacción central de agua caliente pueden utilizar agua calentada dentro o cerca del edificio mediante calderas de condensación de alta eficiencia , biocombustibles o calefacción urbana . La calefacción por suelo radiante húmedo ha demostrado ser ideal. Esto ofrece la posibilidad de una conversión relativamente sencilla en el futuro a tecnologías en desarrollo como bombas de calor y sistemas combinados solares , lo que también garantiza una garantía de futuro .

Las eficiencias típicas de la calefacción central (medidas en el momento de la compra de energía por parte del cliente) son:

Los tanques de almacenamiento de petróleo, especialmente los tanques de almacenamiento subterráneos , también pueden afectar el medio ambiente. Incluso si el sistema de calefacción de un edificio se convirtió a partir de petróleo hace mucho tiempo, el petróleo aún puede estar impactando el medio ambiente al contaminar el suelo y las aguas subterráneas. Los propietarios de edificios pueden verse obligados a retirar los tanques enterrados y los costos de remediación.

Ver también

Referencias

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  2. ^ "Historia de los sistemas de calefacción y refrigeración radiantes" (PDF) . Calefacción saludable.com . Consultado el 19 de mayo de 2016 .
  3. ^ Donald N., Clark (2000). Cultura y Costumbres de Corea. Prensa de Greenwood. pag. 94.ISBN 0313304564.
  4. ^ Harris, Cyril M. (28 de febrero de 2013). Diccionario ilustrado de arquitectura histórica. Corporación de mensajería. ISBN 9780486132112.
  5. ^ "BBC - Romanos - Tecnología". BBC . Archivado desde el original el 18 de octubre de 2007 . Consultado el 24 de marzo de 2008 .
  6. ^ "Hipocausto". Enciclopédico . Británica en línea. 2009 . Consultado el 29 de enero de 2009 .
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  9. ^ Robert Bruegmann. "Calefacción y ventilación centrales: orígenes y efectos en el diseño arquitectónico" (PDF) .
  10. ^ Silvestre, Charles (1819). La filosofía de la economía doméstica: ejemplificada en el modo de calentamiento... p.48 et al.
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  12. ^ Patricio Mitchell (2008). Calefacción Central, Instalación, Mantenimiento y Reparación. EscritoresImprenta. pag. 5.ISBN 9781904623625.
  13. ^ Fawkes, FA (1881). "antigüedad+de+la+calefacción+de+agua caliente" "Edificios hortícolas: su construcción, calefacción, equipamiento interior, etc., con comentarios sobre algunos de los principios involucrados y su aplicación. (123 ilustraciones)".
  14. ^ Emmanuelle Gallo: "Jean Simon Bonnemain (1743-1830) y los orígenes de la calefacción central de agua caliente" en Actas del Segundo Congreso Internacional sobre Historia de la Construcción (17 de junio de 2006), páginas 1043-1060; recuperado de http://halshs.archives-ouvertes.fr/halshs-00080479/en/ el 5 de febrero de 2007
  15. ^ Adam Gopnik (2012). "1". Invierno: cinco ventanas de la temporada. Quercus. ISBN 9781780874463.
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  17. ^ Familia Sangalli / San Galli
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  19. ^ Warmteverliesberekening
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  21. ^ Cálculo de pérdida de calor
  22. ^ Manual de ASHRAE 2012: calefacción, refrigeración y aire acondicionado. 2012, ISBN 978 1936 504 251 : página 13.1 
  23. ^ Manual de ASHRAE 2012: calefacción, refrigeración y aire acondicionado. 2012, ISBN 978 1936 504 251 : capítulo 11 
  24. ^ Cooper, D. (27 de mayo de 2021). "El Reino Unido está saboteando su propio plan para descarbonizar la calefacción". Engadget . Archivado desde el original el 27 de mayo de 2021 . Consultado el 23 de noviembre de 2021 .
  25. ^ abc "¿La refrigeración es el futuro de la calefacción? - Análisis". AIE . Consultado el 27 de abril de 2023 .  Este artículo incorpora texto disponible bajo la licencia CC BY 4.0.
  26. ^ Guía del consumidor de EERE: selección de tipos de sistemas y combustibles para calefacción

Fuentes

Otras lecturas

enlaces externos