Calefacción por agua caliente

Calefacción por agua caliente. Se llaman así los sistemas de calefacción que utilizan el agua como caloportador entre el sistema de generación, comúnmente una caldera, y los emisores o elementos terminales ubicados en los locales a calefactar. El agua caliente generada se transporta mediante una red de tuberías.
El sistema de calefacción por agua caliente, es sin duda, el más extendido en las instalaciones de calefacción . El aumento en la aplicación de sistemas de climatización en todo tipo de edificios, hace que sean cada vez más frecuentes los sistemas de calefacción por aire caliente.
Hacia finales del siglo XVIII, James Watt conocido por su máquina de vapor, instalaba calefacción en su fábrica de Mánchester, con el vapor sobrante del proceso industrial. Otras muchas instalaciones similares, con mayor o menor éxito, se instalan por todo el mundo. Son las primeras instalaciones de calefacción con distribución a través de tuberías.​ En 1880, algunas Compañías distribuían vapor de calefacción en varias ciudades norteamericanas (calefacción de distrito). En Europa, la primera calefacción urbana se construyó en Dresde en 1900.
Pero el vapor resulta peligroso y supone demasiadas complicaciones para aplicarse a la calefacción doméstica, por lo que hacia 1895 aparece la primera caldera formada por elementos sueltos, construida por el ingeniero Strebel.​ Estas "estufas" de doble pared, pueden enviar el agua caliente, aprovechando el efecto termosifón hasta radiadores distribuidos por la casa. Las instalaciones por termosifón exigen una cuidadosa ejecución. Con una tubería de salida gruesa y alta se obtiene una buena presión diferencial motriz,​ pero después hay que mantener escrupulosamente la pendiente de caída hacia los radiadores y evitar las bolsas de aire en el recorrido. La introducción de la bomba de circulación, a principios del siglo XX, permitió disminuir considerablemente la sección de las tuberías, facilitó el trazado de la distribución y aumentó el rendimiento de las instalaciones.
A partir de ese momento, el desarrollo de la calefacción ha sido continuo. La aparición de elementos como: el vaso de expansión cerrado, los sistemas de regulación y control, la diversidad de materiales: acero, cobre, aluminio, plástico, etc…, añadido a la oferta de energías; combustibles líquidos y gaseosos, electricidad, energías alternativas (solar, geotérmica, biomasa) junto con la diversidad de máquinas y aparatos para transformar estas energías en calor y para transmitir este calor al ambiente, hacen imposible el empeño de recoger bajo un único epígrafe toda esta tecnología.
En el año 1981 se publica en España el primer Reglamento de Instalaciones de Calefacción, Climatización y ACS,​ cuyo fin primordial era el ahorro energético, dada la crisis de energía que se anunciaba en aquel momento en todo el mundo. Hasta esa reglamentación, el diseño y ejecución de las instalaciones era totalmente libre, a criterio del ingeniero o instalador de turno.
Una instalación de calefacción por agua está integrada por tres sistemas:
Cada uno de ellos da lugar a su vez, a diferentes sistemas, que combinados conforman la gran variedad de tipos de instalación que existen en calefacción.​
Los sistemas de generación se originan en función de la energía primaria que transforman en calor:
​==== Energía química ==== Reacción de oxidación (combustión) que se desarrolla en el interior de una caldera, diferente según el tipo de combustible.
El fluido calentado transporta la energía térmica desde el generador hasta los emisores a través de tuberías. El conjunto de las tuberías con los accesorios necesarios para hacer efectivo el transporte, forman el sistema de distribución, que puede ser:
En España, hasta hace unas décadas, todas las instalaciones eran bitubulares, pero había varios tipos en función de la fisonomía de la red de distribución, muchos de los cuales aún persisten.
La distribución por columnas está despareciendo en edificios de vivienda, ya que la prohíbe la reglamentación actual​ porque imposibilitan la distribución de los gastos energéticos entre los usuarios por el medio más económico y fiable, un contador de calor.
De cualquier forma, los tipos de instalación actuales según la distribución, también se multiplican teniendo en cuenta la diversidad de materiales y sistemas de montaje para tuberías ;tuberías de acero, de cobre, tubería multicapa, de polietileno, polietileno reticulado (PEX), polipropileno, con unión mecánica, soldada por polifusión, etc…, cada uno de ellos con multitud de variantes y todas de gran simplicidad de montaje, lo que hace que en el momento actual, sea más complicado elegir el sistema apropiado que montarlo.
El sistema emisor lo forman los elementos terminales que reciben el calor transportado y lo transmiten o lo intercambian con el aire ambiente.
Se puede considerar otra clasificación de los sistemas de calefacción por agua, no, como la anterior, en cuanto a los elementos o métodos empleados en su funcionamiento, sino al servicio que dan:
En el momento actual, es preceptivo que cada usuario disponga de un sistema de contaje que permita el prorrateo de gastos entre todos los usuarios de una misma central.​
Cada uno de los tres sistemas que conforman toda instalación de calefacción, precisa de aparatos y sistemas auxiliares para garantizar la seguridad, el rendimiento y la consecución del fin principal para el que se realizó la instalación; el confort de los usuarios.
Los sistemas de generación de agua, preceptivamente deben incluir un grupo de elementos cuyo fin primordial es la seguridad del conjunto:
Además de todos estos elementos, se instalan las válvulas de corte necesarias y los aparatos de medida precisos, para garantizar el control y el mantenimiento de la instalación con los mínimos cortes de servicio posibles.
Con miras al ahorro energético, se pueden instalar bombas de caudal variable en función de la presión o la temperatura, lo que permite disminuir considerablemente el consumo eléctrico de bombeo.
Los elementos terminales suelen estar provistos de todos los accesorios necesarios para su funcionamiento excepto en lo que se refiere a su interconexión con el circuito de calefacción, es decir, las válvulas de entrada y salida. Las más usuales son:
En cuanto a su conexión las hay de dos tipos: rectas y acodadas. En las rectas, las roscas o conexiones de enganche con la tubería están alineadas longitudinalmente, en las acodadas forman un ángulo de noventa grados.
Todas estas válvulas existen en versión termostática, con regulación automática del caudal. El pomo constituye lo que se conoce como cabeza termostática y aloja un sensor de temperatura que por dilatación empuja un vástago que abre más o menos la entrada de la válvula.
Actualmente el desarrollo de la tecnología de la regulación y control de las instalaciones ha provocado la aparición de multitud de sistemas auxiliares, tantos que requieren un epígrafe aparte.