Calefacción de habitaciones y agua caliente

Calefacción de habitaciones y agua caliente

Calefacción eléctrica

Un sistema de calefacción eléctrica se compone fundamentalmente de resistencias eléctricas. Se calientan por flujo de corriente eléctrica, y el calor resultante que se genera se emite o bien directamente a través del aire circundante o por flujo de agua, o indirectamente mediante fundas protectoras. Los sistemas de calefacción eléctrica auxiliares se emplean habitualmente en equipos HVAC. El típico diseño de calefacción auxiliar para un calentador de agua de acumulación es una bobina en espiral que también puede encontrarse con un diseño más simplificado en calentadores de inmersión.

Entre las aplicaciones más frecuentes que pueden encontrarse en Europa están los llamados acumuladores de calor eléctricos. Un depósito de calor se calienta por la noche y el calor almacenado se emite durante el día. Esta forma de calefacción se emplea cada vez menos en la actualidad debido al gasto de energía que implica.

Con la calefacción eléctrica –de aire o de agua usando baterías o barras de calentamiento –, la energía térmica generada se corresponde exactamente con la cantidad de energía eléctrica suministrada.

Control de calor con contactores y arrancadores suaves de Eaton Moeller

En el caso más simple, el control del suministro de calor con sistemas de calefacción de respuesta lenta mediante un control de encendido-apagado se lleva a cabo usando el contactor (DIL). Si la masa a calentar es pequeña o la potencia calorífica es muy grande se producen altas frecuencias de funcionamiento del contactor. La demanda de precisión de control también juega un papel significativo. Para garantizar una larga vida útil del dispositivo de conmutación, se recomienda el uso de un contactor semiconductor (DS4-340-…).

Se puede lograr el máximo nivel de precisión usando un regulador continuo (PID) y un elemento de control semiconductor continuo. Esta función de regulador y accionador ya está integrada en los arrancadores suaves más grandes (DM4-..) de Eaton Moeller.

Calefacción con bombas de calor

Las bombas de calor extraen calor del entorno, ya sea del aire, del suelo o del agua. Este calor se procesa en la unidad y se transfiere para el calentamiento del agua. Se emplea el denominado ciclo termodinámico: Un refrigerante con un punto de ebullición muy bajo que se evapora debido al calor ambiental circula por un sistema de tuberías. El vapor se comprime en la unidad usando corriente eléctrica. Por consiguiente, aumentan la presión y la temperatura. Así pues, el calor del aire, del suelo o del circuito de agua cerrado se incrementa hasta un nivel de temperatura de explosión con un uso mínimo de energía. En el intercambiador de calor (el núcleo de la bomba de calor) el vapor se condensa y el calor extraído se transfiere directamente al circuito de calefacción. El refrigerante vuelve a su estado líquido cerrando así el circuito –entonces, se repite el ciclo –.

Una bomba de calor es una máquina simple, que eleva (bombea) la energía de un nivel de temperatura bajo a un nivel de temperatura más alto mediante el uso de energía de impulsión adicional. La bomba de calor tiene un compresor accionado por un motor eléctrico. Este compresor presuriza un refrigerante (inicialmente en estado gaseoso) que en consecuencia se calienta. En el posterior enfriamiento y licuefacción del refrigerante, la energía calorífica liberada se transfiere a un intercambiador de calor en el circuito de calefacción intermedio – (habitualmente) agua o salmuera –. El refrigerante se despresuriza y posteriormente se enfría en una válvula de expansión. El refrigerante enfriado se pasa a través de un evaporador y entonces regresa a su estado gaseoso al absorber el calor del ambiente.

La energía térmica extraída en este proceso es un múltiplo de la energía eléctrica del motor. En total, se suministra a la bomba de calor la energía eléctrica para el motor del compresor y el calor extraído del ambiente. La relación entre el consumo de energía eléctrica y el calor útil extraído se conoce como coeficiente de rendimiento (COP). Este valor es de 5 en las bombas de calor modernas.

Los tipos más importantes de bombas de calor son:

  • Bombas de calor geotérmicas
  • Bombas de calor con fuente de aire
  • Bombas de calor con circuito de agua cerrado.

Los requisitos iniciales para las bombas de calor son los dispositivos de conmutación y protección (DIL+PKZ) para el motor eléctrico, y el arrancador suave (DS) para la limitación de corriente de arranque. La serie RMQ de Eaton Moeller es ideal para el manejo y la visualización, mientras que las series Easy Relay o Easy Control se pueden usar como dispositivos de control.