Calefacció

Calefacció (delat. calefactio, -onis, sustantiu derivat de calefacere, calfar, compost de calere, 'estar calent' i de facere, 'fer'), des d'un punt de vista genèric, és el método o sistema per mig del qual s'aporta calor a algú o alguna cosa en la finalitat de mantindre o elevar la seua temperatura.

Radiador antic de ferro fos.

Aplicat a l'edificació, es referix al conjunt d'aparats i accessoris que s'instalen per a alcançar i mantindre les condicions de benestar tèrmic durant les estacions fredes en un o molts habitàculs. És un component de la climatisació.

Història

El ser humà, el cos del qual no té protecció de pèl o ploma, ha necessitat calfar-se durant les époques fredes. Ho ha conseguit fabricant vestits i trages (abric) o aprofitant el fòc, per mig de diversos sistemes de calefacció. Des de que l'home va dominar el fòc, va poder habitar en latitut a on una certa part de l'any les temperatures eren baixes, calfant en ell els espais d'habitació. El domini del fòc sembla que ho va conseguir el Homo erectus fa uns 450 000 anys. Un equip israelita ho fa remontar a 790 000 anys en el jaciment de Gesher Benot Ya'aqov en les riberes del Jordán.

El combustible era la llenya o atres restants vegetals, i dejecció d'animals herbívors seques. En China sembla que s'utilisava la hulla des de temps inmemorials.

Pero el fòc té varis inconvenients: nuet, en mig d'un local, pot ser perillós per als humans, especialment per als chiquets, necessita aire per a la combustió, aire que obté de l'exterior, és dir, aire fret i té com a resultat de la combustió fums, que també cal evacuar, per mig de ventilació. Primer va ser el fòc en mig delocal i despuix es varen ser inventant diversos sistemes per a evacuar el fum millor, per a consumir menys combustible, etc.

Brasero de Pompeya

Potser l'innovació més important va consistir en traure la llar delocal habitat, evitant els fums i l'entrada d'aire fret per a la combustió i açò, per les senyes de que disponem, es va conseguir en el sistema de calefacció cridat hipocausto, invenció grega, utilisada en les termes d'Olimpia i de Siracusa des del 300 a. C. El fòc estava en un atre local i els fums, calents, es duyen per una série de conductes, que recorrien el sol i, a voltes les parets, dels locals, deixant la calor abans d'eixir pel humero cap a l'exterior. Les instalacions més importants es varen fer en les termes. Este sistema va perviure fins a fa molt poc en la Hispania musulmana i despuix cristiana, en la que s'utilisava, de forma prou generalisada un sistema directament relacionat en el hipocausto, la glòria, usant palla com a combustible.

La chiquita piconera, en un brasero, de Romero de Torres, de principis d'el XX.

Pero encara que coneixien la fumerallar, els romans l'usaven poc com a sistema de calefacció de les vivendes. En les excavacions de Pompeya i Herculano no apareixen llars d'este tipo, lo que indica que utilisaven braseros mobles. Estos artefactes s'han usat fins a fa prou poc en els països mediterràneus usant combustibles vegetals carbonizados (carbó de carrasca, cisco de roure, picón...)

Llar per a cuina

Provablement, les fumerals llar varen aparéixer en latitut més septentrionals, a on la calefacció és més necessària i, encara que hi havia alguna cosa semblat en les cuines de països de més al sur (en una gran campana per a arreplegar els fums i un parell d'escans als costats), les dedicades exclusivament a calefacció no formen part de l'arquitectura fins a al XI. Encara que el fumeral va millorar tècnicament en el pas del temps, mai va ser un sistema de calefacció eficaç. En el XIX, un fumerallar domèstica requeria per al tir d'entre 800 a 1000 metros cúbics d'aire per hora, aire de l'exterior, fret, i per lo tant el refredat és tant major quant més es atice el fòc. I rarament hi havia una ventosa (conducte de pren d'aire exterior directament a la llar) per a donar l'aire necessari per a la combustió i l'arrastre dels fums, aixina que l'aire devia entrar per les finestres i les portes agranant (gelant) elocal.

Una millora important va ser l'invent de l'estufa: la llar quedava tancat, protegint de cremades a les persones i, lo més important, és que tenien un sistema per a regular l'entrada d'aire de combustió, en el que s'evitava tindre que introduir-ho en elocal en grans cantitats per a l'arrastre dels fums que, confinats en la llar no tenien una atra eixida que el humero, sense possibilitat de revocar cap alocal, i això llimitava l'agranada de l'ambient a l'aire necessari per a la combustió, evitant l'entrada del necessari per a evacuar els fums. I per la mateixa raó tenien atres ventages: una d'elles és que, en taxar l'entrada d'aire, es podia regular la potència emesa perque, a menor cantitat d'aire, menys flama i combustió més llenta; l'atra és que en estar confinat, es conseguien temperatures més altes de combustió, i s'aprofitava millor la calor del combustible. Per estes raons, l'estufa tenia un rendiment molt major que el fumerallar. En 1619 va aparéixer la primera obra completa sobre les estufes publicada per Franz Kessler Este treball descriu els principis de la calefacció usada en Alemània en l'época, que es varen perfeccionar molt poc fins al XIX.

Calefacció per termosifón
1 Caldera
2 Radiadors
3 Got d'expansió obert

La calefacció central

A partir de la Revolució Industrial s'escomença a manejar el vapor en les màquines motrius i es desenrolla la tècnica de conducció de decorreguts per canonades, decorreguts calfats en calderes a partir de combustibles, generalment sòlits, principalment tres: llenya, turba i hulla.

A principis d'el XX escomencen a aplicar-se estes tècniques a sistemes de calefacció d'edificis en calderes de carbó, canonades i radiadors, utilisant el vapor com caloportador. La més antiga de les instalacions consistia en una caldera de carbó, una ret de canonades i radiadors. La caldera era una estufa de fundició, les parets de la qual eren dobles i entre les dos capes circulava aigua que es calfava fins a la vaporisació, en les de vapor; més vesprada a temperatures per baix del punt d'ebullició. El caloportador circulava per les canonades per termosifón o tir tèrmic, per lo que era convenient que la caldera estiguera situada en un nivell més baix que els emissors. Les ventages del sistema són: el fòc està en un local específic (que pot estar tot lo ventilat que siga necessari), no en els locals a caldear; una sola llar servix per a calfar varis locals o inclús un edifici complet (més alvance barris sancers: calefacció urbana). Com s'ha dit, el caloportador inicial va ser el vapor que despuix es va substituir pel aigua. Quan açò va ocórrer, en el sistema per termosifón, les canonades devien ser prou grosses per a facilitar la circulació. Ademés les d'anada devien anar propenques al sostre, per damunt dels emissors i les de tornada pel sol. Més alvance es va afegir una bomba per a la recirculació, lo que permetia canonades més primes, dur-les per qualsevol recorregut i la caldera podia estar en qualsevol situació respecte als radiadors. A canvi no és massa convenient que la caldera siga de combustió contínua, és dir de combustible sòlit (carbó o pellas de fusta), perque un tall en el suministrament elèctric pararia la bomba i la caldera podria calfar-se massa.

Al mateix temps que es va ser abandonant el vapor, passant a calefacció per aigua calenta, també el combustible canviava, primer el gas ciutat i el fueloil varen substituir al carbó, a poc el gasoil, i despuix, a partir dels anys 1960, el gas natural.

La calefacció central ===

A partir de la Revolució Industrial s'escomença a manejar el vapor en les màquines motrius i es desenrolla la tècnica de conducció de decorreguts per canonades, decorreguts calfats en calderes a partir de combustibles, generalment sòlits, principalment tres: llenya, turba i hulla.

A principis d'el XX escomencen a aplicar-se estes tècniques a sistemes de calefacció d'edificis en calderes de carbó, canonades i radiadors, utilisant el vapor com caloportador. La més antiga de les instalacions consistia en una caldera de carbó, una ret de canonades i radiadors. La caldera era una estufa de fundició, les parets de la qual eren dobles i entre les dos capes circulava aigua que es calfava fins a la vaporisació, en les de vapor; més vesprada a temperatures per baix del punt d'ebullició. El caloportador circulava per les canonades per termosifón o tir tèrmic, per lo que era convenient que la caldera estiguera situada en un nivell més baix que els emissors. Les ventages del sistema són: el fòc està en un local específic (que pot estar tot lo ventilat que siga necessari), no en els locals a caldear; una sola llar servix per a calfar varis locals o inclús un edifici complet (més alvance barris sancers: calefacció urbana). Com s'ha dit, el caloportador inicial va ser el vapor que despuix es va substituir pel aigua. Quan açò va ocórrer, en el sistema per termosifón, les canonades devien ser prou grosses per a facilitar la circulació. Ademés les d'anada devien anar propenques al sostre, per damunt dels emissors i les de tornada pel sol. Més alvance es va afegir una bomba per a la recirculació, lo que permetia canonades més primes, dur-les per qualsevol recorregut i la caldera podia estar en qualsevol situació respecte als radiadors. A canvi no és massa convenient que la caldera siga de combustió contínua, és dir de combustible sòlit (carbó o pellas de fusta), perque un tall en el suministrament elèctric pararia la bomba i la caldera podria calfar-se massa.

Al mateix temps que es va ser abandonant el vapor, passant a calefacció per aigua calenta, també el combustible canviava, primer el gas ciutat i el fueloil varen substituir al carbó, a poc el gasoil, i despuix, a partir dels anys 1960, el gas natural.

Instalacions de calefacció

Bàsicament, una instalació de calefacció actual té tres parts:

• Un sistema de producció de calor, que pot ser una caldera de combustible, un sistema de resistències elèctriques, o aprofitament d'energia calorífica natural o residual.
• Un sistema de repartiment, per mig de conductes pels que circula un caloportador, normalment aigua o aire.
• Un sistema d'emissió, per mig d'elements terminals (radiadors, paraments radiants, reixetes d'impulsion per a aire,...)

Producció de calor

Caldera central de combustible sòlit

Segons l'extensió de l'instalació hi ha dos tipos: locals o unitàries i centralisades. En el primer, un sol aparat produïx la calor i ho emet en un local. En el segon, es produïx la calor en un lloc i es repartix per mig de conducció cap als locals que cal calfar.

Per combustibles

En l'instalació centralisada, el calfament més llògic i més econòmic és una caldera de combustible sòlit, líquit o gaseós. Els inconvenients del fòc i de l'aire per a la combustió estan llimitats perque esta caldera se situa en un local específic. Les calderes de combustible sòlit es diferencien de les demés perque la seua combustió és contínua, és dir, una volta que s'encenen, solament s'apaguen quan s'acaba el combustible o es talla completament l'entrada d'aire. La regulació de la potència es fa variant l'entrada de l'aire. Actualment es tendix a prohibir l'us del carbó, per ser el combustible que més cantitat de CO₂ produïx per unitat de calor, no obstant s'usen calderes en pellas de fusta que també és un combustible sòlit. Com a combustible líquit l'únic en us normal és el gasoil. Els gaseosos són de dos tipos principals: gas natural i gasos licuados de petròleu (butà i propà). Les calderes funcionen en un cremador acoplat que, per mig d'un ventilador, fan la mescla d'aire i combustible adequada, i es crema en la llar. Tant en líquits com en gaseosos, el funcionament de les calderes és intermitent, és dir la regulació de la potència es fa posant en marcha i parant el cremador. Hi ha cremadors cridats modulantes que varien la potència de la flama en funció de la demanda, regulant el cabal de combustible.

Série de caneles d'una caldera en cremador atmosfèric de gas

També hi ha calderes de gas en cremadors atmosfèrics, que no requerixen ventilador; el gas fluïx per la seua pròpia pressió, ix a pressió per uns injectors fins i es mescla en l'aire per efecte venturi abans d'aplegar al cremador pròpiament dit. En estes calderes el cremador consistix en una certa cantitat de caneles dispostes en files en un pla. Existixen aparats unitaris per combustió, com les estufes de gas butà, cridades estufes catalítiques. Tenen un rendiment acceptable, pero requerixen aire de l'exterior per a la combustió i produïxen gran cantitat de vapor d'aigua com a resultat (aproximadament 1,6 litros d'aigua per cada quilogram de combustible), per lo que no són massa aconsellables, puix afigen gran cantitat d'humitat a l'aire ambiente. També s'usen estufes unitàries de queroseno, en els mateixos inconvenients, encara que en una producció de vapor una miqueta menor.

Per electricitat

Vore també: Electricitat renovable

Un atre sistema de calfament és l'electricitat. I açò de dos maneres: per resistències elèctriques, és dir aprofitant l'efecte Joule, o per bomba de calor. És rar trobar calderes centralisades en resistències, pero s'ampra l'efecte Joule en calfadors locals o unitaris, radiadors o estufes elèctriques. Tenen l'inconvenient de que, a pesar del seu alt rendiment, el preu de l'energia elèctrica és superior al dels demés combustibles, és dir que el preu de l'unitat de calor obtinguda, és més alt que el que puga obtindre's en un atre combustible. De qualsevol forma pot ser econòmic utilisar l'electricitat per mig d'una bomba de calor, el principi de la qual és que pren calor d'una font exterior (font freda) per a introduir-ho en els locals. El rendiment d'una bomba de calor és gran, compensant el preu unitari superior de l'electricitat, pero depén de la temperatura de la font freda; quan esta font és l'aire de l'exterior i est és molt fret, el rendiment baixa molt.

Sistema híbrit

Per a paliar el problema del baix rendiment de la bomba de calor en baixes temperatures, pot fer-se un sistema híbrit en caldera i bomba de calor. Un programador electrònic determina quan la bomba té bon rendiment (tenint en conte, tant la temperatura exterior com el preu dels combustibles) i és adequat que funcione i la per a, i posa en marcha la caldera, quan el rendiment de la bomba és baix.

Atres sistemes de calfament

Encara que es pensa que l'energia solar pot servir per a la calefacció, els inconvenients de l'instalació no compensen les ventages: els colectors solars tenen menor rendiment quant més baixa és la temperatura exterior (i, per lo tant, els dies en els que més falta fa la calefacció) i ademés, els dies més frets de l'any són també els més curts, en menys hores de soleamiento. Tècnicament pot fer-se, pero la cantitat de colectors necessària és gran i, quan no faça falta calefacció produiran unes importants cantitats de calor que caldrà dissipar en l'ambient o en un atre us. Una possibilitat interessant és aprofitar eixa calor sobrera fent una acumulació estacional, que requerix uns depòsits grans, pero és factible.

Més interessant és l'aprofitament de calors residuals procedents de processos industrials, com la producció d'electricitat. També és interessant, encara que solament quan existix en les rodalies, l'aprofitament de la calor d'un aqüífer calent (energia geotèrmica). Abdós sistemes requerixen conductes de repartiment de l'aigua calenta (com en la calefacció urbana) i que les calefacció dels edificis siguen centralisades colectives. En lloc de caldera, en elocal tècnic de cada edifici hi haurà un bescanviador de calor.

Distribució de la calor

La distribució de calor en els sistemes centralisats es fa actualment solament de dos maneres: per aigua i per aire. El vapor ya no s'ampra perque és un caloportador difícil de regular (cal fer-ho en cada radiador) i perque la temperatura que alcança la superfície dels emissors és molt alta (al voltant dels 100 °C) de modo que pot produir cremades per contacte.

Per aigua

Artícul principal → Calefacció per aigua calenta.

El sistema de calefacció clàssic (per aigua calenta) utilisa com caloportador l'aigua, que aplega per canonades als elements terminals o emissors. Les canonades poden ser d'acer negre, de coure i, actualment, de materials plàstics. No deu utilisar-se acer galvanizado, perque les temperatures que alcança l'aigua destruïxen la protecció galvànica. En una ret de canonades metàliques mai deuen mesclar-se metals distints (no solament en les canonades, sino en els emissors), perque els més electronegatius poden corroer als demés. Si no hi haguera més remei, per a evitar-ho, deuen interpondre's entre metals distints, enllaços o empalmes de material aïllant elèctric (nilón, per eixemple).

Per aire

Artícul principal → Climatisació.

Un atre sistema de dur la calor als locals habitats és per mig d'aire. En este cas els conductes són prou voluminosos i es fan de distints materials: chapa galvanizada, panels aglomerados de fibra de vidre, escayola i fins a coure. També es poden utilisar espais de la construcció com a buits sobre falsos cielorrasos o inclús passadiços, plenum (en estos casos solament se sol amprar per a tornades). L'ocupació de l'aire per a la calefacció és casi inexcusable quan hi ha també una instalació de refrigeració, que deu ser, en general, per aire. No sembla llògic utilisar dos instalacions distintes per al mateix fi: climatizar espais. Ademés, una instalació de climatisació per aire ben concebuda resol una atra instalació absolutament necessària: la de ventilació. L'aire es pot calfar directament en l'element productor de calor o en un aparat de tractament de l'aire (climatizador), al que es du la calor des de la caldera, per mig d'aigua per canonades adequades, sent en este cas un sistema per aigua i aire.

Per aigua i aire

No solament s'usa el repartiment per aigua en la calefacció clàssica, sino que també s'ampra en les instalacions de climatisació per aire, per a dur la calor des de les calderes fins als climatizadors, a on es tractarà l'aire, que serà el caloportador que aplegarà als locals; és dir, hi ha un transport primari per aigua i un atre secundari per aire. El sistema que més apropiadament mereix el nom d'aigua i aire és el que utilisa abdós caloportadores per a climatizar. Efectivament, el cabal d'aire necessari per a la ventilació pot ser insuficient com caloportador, per lo que en les instalacions és freqüent fer una mescla d'aire exterior (ventilació) en el de tornada. En este cas, solament es du als locals l'aire de ventilació i per a completar la cantitat de calor requerida, una atra part es du per aigua a emissors específics (ventiloconvectors).

Elements terminals

Artícul principal → emissor (calefacció).

Distribució de canonades d'un sol radiant, mostrant la taca d'estage de colectors.

Es diuen terminals, a voltes emissors, als aparats que emeten la calor en els ambients. Quan d'un sistema d'aigua es tracta, els més clàssics són els radiadors, pero també s'ampren els paraments radiants. Estos no són pròpiament aparats, sino que consistixen en un circuit de canonades empotrades baix el recobriment, convertint el parament en un emissor de calor. Lo més habitual és que eixe parament siga el sol, pero voltes s'usa també el sostre o les parets. El sostre no és una bona solució perque la pell humana absorbix molt ben la radiació tèrmica i els alopécicos tenen tendència a sofrir maldecaps en este sistema. Un atre terminal empleat en els sistemes d'aigua és el ventiloconvector. Quan es tracta de sistemes per aire, els terminals són senzillament els diversos tipos de reixetes o difusores pels que s'impulsa l'aire a l'ambient.

Regulació

El fi de la regulació dels sistemes de calefacció és proporcionar en cada moment la potència adequada a les necessitats de l'edifici o local. La potència instalada en el sistema és la potència màxima requerida en el moment més fret d'un any mig. El restant de la temporada de calefacció, les temperatures exteriors són més altes que la mínima i la necessitat de calor és menor. Per esta raó cal regular la potència d'acort en les necessitats en cada moment. A menor temperatura exterior, major potència es requerix, de modo que la potència necessària no solament varia a lo llarc de la temporada freda, sino també a lo llarc del dia. Hi ha tres mijos per a conseguir-ho: per temps, per temperatura i per cabal. En certes instalacions hi ha varis tipos de regulació simultàneament.

Regulació per temps

És el sistema més senzill de regulació consistix en parar o posar en marcha el sistema de calfament, de modo que, a lo llarc d'un cert temps, la potència suministrada pel calfador siga la necessària (a menor potència necessària, menor temps de marcha). El sistema més senzill i efectiu és utilisar un termostat d'ambient situat en un local representatiu (l'estar o sala principal) que, quan elocal està a la temperatura desijada, talla un circuit elèctric que pot manar la caldera directament (en instalacions unitàries o en instalacions centralisades individuals) o una vàlvula solenoide que obri o tanca l'entrada de l'aigua a la derivació d'apartament (en les centralisades colectives). No és convenient regular per mig del termostat de caldera, que llimita la temperatura a que prepara l'aigua, puix com s'ha dit, les necessitats de calor varien a lo llarc del dia, per lo que caldria canviar la temperatura de consigna vàries voltes a lo llarc del dia. En este tipo de regulació (termostat d'ambient) en una vivenda, en els demés locals servits per la mateixa instalació poden regular-se les emissions obrint o tancant les claus de pas o, per a millor regulació, posar vàlvules termostáticas en cada u dels emissors per a regular la temperatura delocal que calfen (que en abdós casos, faran una regulació per cabal).

Regulació per temperatura del caloportador

El sistema de regulació per temperatura del caloportador, o regulació proporcional, és més perfeccionat: consistix en un sistema electrònic que rep una senyal indicant la temperatura de l'ambient exterior de l'edifici, enviada per una sonda exterior, i en funció d'ella, regula la temperatura de l'aigua enviada als emissors. Efectivament:

• La potència emesa pels emissors depén de la superfície d'estos i del bot de temperatures entre eixa superfície i l'ambient. Com la superfície és sempre la mateixa i, una volta fixada, la temperatura de l'ambient es pot considerar constant, l'única variable és la temperatura de l'emissor o, lo que sol ser lo mateix, la temperatura del caloportador.

• Per un atre costat, la necessitat de calor depén de les pèrdues de calor de l'edifici i estes, a la seua volta, depenen de l'aïllament dels seus elements constructius que ho separen en l'exterior, de les necessitats de ventilació i de la diferència de temperatura entre l'exterior i l'interior. Com en el cas anterior, la constitució dels elements separadores és fixa, la ventilació es deu fixar i, com s'ha dit lo mateixa ocorre en la temperatura interior, despuix l'única variable és la temperatura exterior. La missió de la centralita és relacionar esta temperatura exterior en la del caloportador, de modo que a menor temperatura exterior, major temperatura deu tindre el caloportador en la impulsión.

Ilustració d'una vàlvula de tres vies mesclant aigua d'anada (encarnat) en aigua de tornada (blava).

La regulació de la temperatura del caloportador es fa per mig d'una vàlvula multivía motorisada (de tres o quatre vies) que mescla l'aigua de la caldera en aigua de la tornada (ya gelada) per a conseguir la temperatura adequada. La centralita coneix en cada moment la temperatura exterior per mig d'una sonda situada en l'exterior i la d'impulsión, per mig d'una atra sonda en el conducte d'anada (o impulsión); la seua programació indica a la temperatura que té que enviar als emissors, i mou el motor de la vàlvula en conseqüència, per a lo que seguix la cridada curva de calefacció que relaciona estes dos variables, la temperatura exterior en la temperatura d'emissió. Este sistema es diu regulació proporcional i s'aplica obligatòriament en instalacions centralisades colectives (no seria llògic regular en un termostat situat en l'estar del veí del tercer). També és l'única que funciona correctament en el sol radiant, en el que la temperatura d'impulsión casi sempre és més baixa que la produïda en la caldera. En estos sistemes, la regulació de la caldera és independent, i es fa en un termostat (per temps), com en el cas anterior o, a voltes, per potència de la flama (cremadors per etapes o cremadors modulantes) en funció de la temperatura de la tornada del caloportador (que també es medix en una sonda). La missió d'esta regulació és mantindre en el circuit de caldera una temperatura sempre igual (la temperatura a la que la caldera funcione millor), de modo que la impulsión trobe en cada moment aigua calenta suficient com per a que la mescla tinga la temperatura demandada per la centralita. En el cas de sistemes per aire la regulació per temperatura és la més adequada, sobretot quan l'instalació també suministra el cabal de ventilació, puix, encara que podria fer-se per cabal, hi ha un llímit mínim que és el cabal obligatori de ventilació, lo que impediria fer-ho funcionar en necessitats chicotetes de calor. En este cas la regulació es fa medint la temperatura de l'aire de tornada (d'extracció) i en funció d'ella s'establix la temperatura de l'aire de l'impulsión (quant menys temperatura tinga l'aire de tornada, a major temperatura caldrà impulsar). No obstant no s'ampra el sistema de mescla descrit per a l'aigua, sino que es fa canviar la temperatura del bescanviador o bateria de calor, pel sistema de cabal.

Regulació per cabal

La regulació per cabal consistix en variar el cabal del caloportador conforme varien les necessitats de calor (a menor cabal, menor aporte de calor). S'ampra a voltes en els sistemes de repartiment per aire, pero en l'inconvenient apuntat en el paràgraf anterior. També és el sistema amprat per les vàlvules termostáticas de radiador, abans nomenades: conforme detecten menor necessitat de calor, tanquen una miqueta l'entrada de caloportador a l'emissor, regulant directament el cabal que ho recorre. Pero a on és una regulació molt adequada és per als climatizadors, en els sistemes d'aire. Per mig d'una vàlvula de tres vies es deixa passar més o menys cabal de caloportador per la bateria (bescanviador) de calor, tornant el restant a la tornada per l'atra via. A menor cabal, menor aportació de calor i l'aire que s'impulsa als locals es calfa menys. El control de la vàlvula es fa per mig d'una sonda que medix la temperatura de l'aire de tornada, de modo que servix per a la zona servida pel climatizador i solament per a ella.

Accessoris

Per al bon funcionament d'un sistema de calefacció són necessaris una série d'accessoris.

Circuladores

Artícul principal → Bomba d'acceleració.

Per a que el caloportador es moga per la ret s'utilisen circuladores, aparats mecànics que, en els circuits d'aigua són bombes hidràuliques i en els d'aire ventiladors.

Got d'expansió

Got d'expansió tancat.

Artícul principal → Got d'expansió.

En calfar-se l'aigua continguda en els circuits, aumenta de volum, que deu arreplegar-se en un depòsit específic cridat got d'expansió. Quan l'aigua es gela, reduïx de nou el seu volum i el got d'expansió torna a la ret l'aigua continguda en ell. Poden ser oberts o tancats; normalment, ara solen amprar-se tancats, havent-se aplegat a prohibir els oberts en algunes normatives nacionals, prohibició que ha segut alçada quan han escomençat a utilisar-se de nou calderes de combustió contínua (usant com a combustible sòlit la biomassa) posat que el got obert és un excelent sistema de seguritat; quan un tall de suministrament elèctric per a la bomba de recirculació, la caldera seguix calfant-se i pot aplegar a produir vapor, que trobaria eixida pel got.

Dilatadores

Per la mateixa raó que l'aigua dilata, dilaten també les canonades de l'instalació, per lo que, en trams rectes llarcs, cal intercalar dilatadores. També deuen posar-se dilatadores quan les canonades passen per una junta de dilatació de l'edifici.

Purgadores

En els circuits tancats recorreguts per aigua, és d'especial importància que no hi haja aire en absolut. Per la seua menor densitat s'acumula en les parts altes i les bombes no estan calculades per a fer circular aigua en eixes circumstàncies. Per a això, en eixos punts deuen situar-se purgadores, per a extraure l'aire. Existixen de tipo manual (en la majoria dels radiadors hi ha un) o automàtics. No solament es posen en els radiadors, sino en la part superior de les columnes de distribució, en este cas automàtics la majoria de les voltes.

Uns atres

Ademés dels dits, s'utilisen atres menors, com claus de pas i cort, claus de regulació (que han de ser d'assent), termómetros, termostats, medidors de pressió, etc.

Aforro d'energia

El consum d'energia en una instalació de calefacció és molt important, per lo que resulten de molt interés els sistemes que ajuden a reduir-ho. En primer lloc, i encara que no és part d'una instalació, és indispensable que l'edifici este correctament aïllat i preparat per a perdre la menor cantitat possible de calor. Sobre les mides d'aforro a prendre poden distinguir-se dos tipos: les pròpies de l'instalació i l'obtenció de calor de fonts alternatives exteriors, residuals o naturals.

Eficiència de l'instalació

Deuen amprar-se calderes eficients, entre les que cal destacar les calderes de condensació , els rendiments del qual són molt majors que les convencionals. És prou important el tamany de la caldera: quant major siga, millor rendiment té, despuix les calefacció centrals colectives funcionen molt més eficientemente. I tant millor quant major siga l'instalació, aixina que és més eficient una calefacció de barriada que una d'edifici. Un atre factor important en el rendiment és el temps d'encés: quantes menys voltes s'apague i torne a encendre la caldera a lo llarc del dia, major és el seu rendiment, despuix en instalacions grans convé dividir la potència entre dos o més generadors per a que, a lo manco algun d'ells no s'apague casi mai. Per a este fi, també poden instalar-se cremadors modulantes, la potència dels quals de flama varia en les necessitats de calor de l'instalació. També influïx el manteniment (posada a punt) de la caldera; és molt més barat posar a punt una caldera gran que moltes chicotetes, per lo que les grans solen estar molt millor mantingudes i posades a punt que les chicotetes. No és precisament un aforro d'energia, pero si econòmic: és freqüent que el combustible siga més barat per a grans consumidors.

Fonts alternatives de calor

Geotermia

Existixen fonts naturals de calor en certs llocs, en forma d'aqüífers calentes. L'aprofitament d'esta energia geotèrmica es fa en dos perforació: per una d'elles s'extrau l'aigua de l'aqüífer, es fa passar per un bescanviador (solen ser aigües en moltes sals dissoltes) en el que es calfa un caloportador i es torna a injectar en l'aqüífer per l'atra perforació. Açò és necessari perque solament s'obté una miqueta de la calor que du (se sol baixar la seua temperatura uns 20 °C): reinyectándola tornarà a recalentarse en la profunditat i perque es tracta de no buidar l'aqüífer. Evidentment, una volta obtingut la calor, cal dur-ho a les instalacions, per ad açò fa falta una ret de repartiment del caloportador pel barri cap a les distintes centrals d'edifici.

Aerotermia

l'aerotermia seguix a la geotermia en rendiment i eficiència.

Solar

Si ben usada directament no és aconsellable en calefacció, es pot utilisar l'energia solar per mig d'acumulació estacional. Durant l'época solejada, s'almagasena calor arreplegada per colectors solars plans, en un gran depòsit acumulador d'aigua, que s'aprofita en époques fredes. El depòsit (o depòsits) es fan enterrats. Es tracta de fer una espècie de geotermia artificial. Naturalment exigix una inversió inicial important, que es compensa en l'aforro energètic a lo llarc del temps. Esta possibilitat serà tant més eficaç, quant major siga el sistema, per lo que és més aconsellable aplicar-ho a instalacions de calefacció de barri o urbanes.

Energies residuals

Pero també en molts atres llocs hi ha fonts de calor aprovechables: totes les indústries que requerixen un refredat ho fan dissipant calor en l'atmòsfera o en un sumidero de calor (com un riu). Un eixemple típic són les centrals productores d'energia elèctrica. Evidentment, com en el cas anterior, cal dur eixa calor als edificis, per mig d'una ret de distribució urbana.

Unes atres

Hi ha una atra possibilitat lligada a esta: en certs edificis grans (terminals d'aeroport, grans almagasens,...) pot ser rendable produir in situ l'electricitat i aprofitar la calor sobrera per a calefacció; en la producció d'electricitat "sobra" per lo manco un 50 per cent de l'energia en forma de calor en el millor dels casos. Este sistema es diu cogeneración. Encara que s'ix d'este artícul, en els països càlits, com Espanya, eixa calor pot aprofitar-se també per a produir refrigeració en estiu, en lo que es diu trigeneración.

Us de l'instalació

No és poc important, des del punt de vista de l'aforro, el maneig que l'usuari fa de l'instalació. Quan es tracta d'una instalació individual centralisada, és fonamental que disponga d'un termostat d'ambient situat en elocal d'us més habitual: sala d'estar, per eixemple. La cuina pot no ser un bon lloc, perque en ella, a sovint, hi ha fonts de calor funcionant (cuina, forn) que falsejarien les medicions, encara que si es viu habitualment en un local a on estiga la cuina, pot posar-se allí, sabent que quan s'encenguen estes fonts de calor, es desequilibrarà durant un temps l'instalació i els demés locals poden quedar en la temperatura una miqueta baixa. No és res convenient, com s'ha dit, utilisar el termostat de la caldera per a regular la temperatura interior, puix es pert rendiment i ademés deu canviar-se de posició cada volta que canvia la temperatura exterior. El termostat d'ambient manté la temperatura interior estable, siga com siga la temperatura de l'exterior. Si en dies molt frets no s'aplega a la temperatura cómoda, lo més provable és que la caldera no tinga la potència necessària, o que el seu termostat està fix en una temperatura baixa.

Termostat programable

Sobre l'us del sistema, l'usuari deu trobar, en el termostat d'ambient, la temperatura a la que es troba cómodo i deixar-ho en eixe punt durant la temporada de calefacció; una temperatura de 20 a 23 °C és l'adequada (un parell de graus menys per a calefacció per sol radiant). Si a algun li sembla escassa, deu pensar que és hivern, que no es tracta d'estar en mànegues de camisa, i que posar-se alguna cosa abrigat (jupetí, jersei) no és molt demanar. Quan la casa està freda no té sentit pujar molt la temperatura del termostat: no es calfarà més corrents, ya que això depén exclusivament de la potència de la caldera. Si la calefacció estava apagada, no queda un atre remei que esperar, sense tocar el termostat i, si al cap de cert temps seguix sentint fret, lo correcte és pujar-ho un o dos graus, com a molt (l'aire es calfa més corrents que les parets i la temperatura equivalent serà baixa per la radiació freda de les parets), per a tornar a baixar-ho despuix. Pel contrari, si l'usuari té calor en elocal a on està, no deu obrir la finestra (lliteralment, és lo mateix que tirar per la finestra els diners que s'està pagant pel combustible), sino tancar una miqueta la clau de pas del emissor (o en cas de ventiloconvector, baixar la velocitat del ventilador). Per supost és important ventilar els locals, pero no es farà més que un temps curt (10...20 minuts diaris) i a ser possible quan el termostat programable (vore més avall) està marcant la temperatura reduïda. És important equilibrar l'instalació al principi de temporada: en totes les claus de pas dels emissors completament obertes (s'òbrin i tanquen com les aixetes d'aigua corrent) es deixarà funcionant la calefacció unes hores. Si algun dels locals no alcança suficient temperatura, es procedirà a tancar una miqueta (p. i. un quarto de regrés) totes les claus de pas dels demés locals i s'esperarà un bon temps a vore el resultat. Passat eixe temps, es comprovaran els locals i se seguiran tancant una miqueta les claus dels que estiguen a major temperatura (regulació per cabal), fins que estiguen tots, més o menys a la mateixa. Si un local s'utilisa poc, convé tancar una miqueta més la clau de pas del seu emissor, pero no massa, perque gelarà els locals paredaños. És molt convenient que el termostat d'ambient siga un termostat programable, de modo que a les hores en que la calefacció és menys necessària, la temperatura es mantinga reduïda, encara que no tant com per a que despuix siga difícil tornar a posar la temperatura ambiente a règim; una temperatura de 15 o 16 °C seria adequada. Eixes hores serien en les que la vivenda estiga buida (els majors en el treball, els chiquets en el colege) i de nit, quan es pot dormir en una bona manta. Pot fer-se manualment, pero la ventaja del programador és que puja automàticament la temperatura una hora o hora i mija, ans que siga necessari i quan aplegue el moment la casa estarà a punt.

Vore també

• Aerotermia
• Climatisació
• Caldera (calefacció).
• Calefacció solar
• Domòtica.
• Energia geotèrmica
• Energia solar.
• Refrigeració.
• Reglament d'Instalacions Tèrmiques en els Edificis (Espanya)
• Sol radiant.
• Vàlvula termostática

Enllaços externs

Calefacció en el Viccionari. Commons

• Wikimedia Commons alberga contingut multimèdia sobre Calefacció.
• Manual de Calefacció.
• Instalacions de Calefacció