Convectores de calentamiento de agua: dispositivo, principio de funcionamiento, variedades.

En todo el mundo, los convectores de calentamiento de agua han competido con éxito con los radiadores durante varias décadas. En nuestro país, también se usan durante mucho tiempo, pero en popularidad siguen siendo muy inferiores a los radiadores de hierro fundido y bimetálicos. La baja popularidad no se debe a las peores características de rendimiento, sino solo a la falta de una parte significativa de la comprensión de la población de este tipo de equipos de calefacción.

Principio de funcionamiento

La misma palabra "convector" sirve como una indicación de que la base del principio de su funcionamiento es un fenómeno físico como la convección. El aire frío, más denso, está en las capas inferiores, cerca del piso de la habitación. Al pasar por el convector, el aire se calienta, su densidad disminuye, como resultado de lo cual se eleva.

La convección puede ser no solo natural, sino también forzada. El ventilador incorporado ayudará a aumentar el flujo de aire de convección y, por lo tanto, aumentará la eficiencia del calentador.

El dispositivo de un calentador de convector de agua

El principal elemento de trabajo del convector es un intercambiador de calor. Es con su ayuda que el calor se transfiere desde el refrigerante, cuya función es realizada por el agua caliente que circula en el sistema de calefacción y el aire circundante. Un intercambiador de calor es un tubo en el que se montan una pluralidad de placas metálicas (láminas), lo que aumenta el área de transferencia de calor. Dependiendo de la potencia requerida, el convector puede estar equipado con uno o dos intercambiadores de calor.

La distancia entre las láminas del intercambiador de calor no se establece de forma arbitraria, sino que se calcula claramente. Parece que cuantas más placas estén montadas en la tubería, mejor será la transferencia de calor. Sin embargo, su densidad demasiado alta conducirá al hecho de que la circulación de aire a través del dispositivo será difícil. Es necesario lograr un "medio dorado", para que las láminas no interfieran con el movimiento del aire, pero al mismo tiempo proporcionen la transferencia de calor más eficiente.

También hay una alternativa desde un punto de vista estructural de tipo de intercambiador de calor en el que se usa alambre en lugar de láminas. Los convectores de alambre son algo más eficientes, pero al mismo tiempo mucho más caros y, por lo tanto, menos comunes que los convectores de placas, por lo que no hablaremos más sobre ellos.

Convector de agua con intercambiador de calor de alambre.

Muchas características técnicas de un convector están determinadas por el material del que está hecho su intercambiador de calor. Puede ser acero, cobre o una combinación de cobre y aluminio. El uso de metales no ferrosos para la fabricación de un intercambiador de calor, debido a su alta conductividad térmica, conduce a un aumento en la eficiencia del dispositivo en comparación con el análogo del metal ferroso. Por cierto, las láminas de aluminio son muy delgadas y, si se manejan descuidadamente, se atascan fácilmente, lo que afecta la aerodinámica.

Los intercambiadores de calor pueden diferir no solo en el material de fabricación, sino también en la forma de las aletas metálicas.Junto con las láminas lisas, también se usan las onduladas: onduladas, en forma de U, meandros, etc. Las láminas corrugadas tienen una clara ventaja: el relieve aumenta el área de la placa y, por lo tanto, la transferencia de calor.

Intercambiador de calor con láminas onduladas.

La eficiencia de la transferencia de calor desde el refrigerante a las láminas depende en gran medida de la estanqueidad de las placas a la tubería: incluso un pequeño espacio puede causar grandes pérdidas de calor. Si el intercambiador de calor está hecho de acero, generalmente se usa soldadura para conectar las láminas a la tubería, si la soldadura está hecha de cobre. En el caso de los intercambiadores de calor bimetálicos, en los que las placas de aluminio están en contacto con tuberías de cobre, no son aplicables la soldadura ni la soldadura fuerte. Sin embargo, aquí puede lograr un ajuste perfecto de los elementos. En este caso, usan láminas con puños especiales, o usan el método de bruñido: insertan placas en la tubería y luego esta tubería se expande con un mandril.

Algunos convectores están equipados con un ventilador que aspira aire al intercambiador de calor y, por lo tanto, acelera el intercambio de aire y, por lo tanto, el proceso de calentamiento de la habitación. El ventilador puede ser tangencial o axial. El primer impulsor se extiende a lo largo de toda la longitud del intercambiador de calor.

La hélice del ventilador axial se encuentra al final del intercambiador de calor y dirige el aire a lo largo de él.

La ventaja de un calentador de convección forzada es obvia: mayor eficiencia. Pero también tiene desventajas obvias: en primer lugar, la necesidad de conectarse a la red eléctrica, que no siempre se puede realizar fácilmente, y en segundo lugar, el ruido que emite el ventilador durante el funcionamiento.

El intercambiador de calor, así como el ventilador (si lo proporciona el diseño), los puntos de conexión al sistema de calefacción, el regulador de suministro de refrigerante y la válvula de liberación de aire están ocultos detrás de las paredes de la carcasa de acero inoxidable. El extremo superior de la carcasa está cerrado por una rejilla, que no interfiere con el movimiento de los flujos de aire, pero al mismo tiempo evita que entren objetos extraños. Algunos convectores tienen un regulador de aire que le permite controlar la intensidad del flujo de aire.

Convectores de calentamiento de agua de pared y piso

Por el método de instalación, todos los convectores de calefacción se dividen en pared, piso y piso. Los dos primeros tipos son muy similares entre sí, por lo que los consideraremos juntos.

La principal diferencia entre los convectores de pared y de piso, muy similares en apariencia, son sus dimensiones. Las paredes, por regla general, son bastante altas, bajas y compactas. Estos últimos, debido a su tamaño modesto, son menos llamativos, son fáciles de ocultar detrás de los muebles.

Convector de agua montado en la pared.

Convector de piso.

Incluso hay modelos de zócalos con una altura de menos de 200 mm, que pueden servir como reemplazo del zócalo y calentar la habitación alrededor del perímetro.

Zócalo convector de agua.

Todos los convectores de pared y piso se dividen en modelos con carcasa y modelos sin ella. La carcasa no juega un papel decorativo, como cabría esperar: contribuye a la creación de tracción adicional para mejorar la circulación del aire. A menudo, la altura de la carcasa excede significativamente las dimensiones del intercambiador de calor. Tal discrepancia no es un matrimonio del fabricante en absoluto, se hace a propósito: cuanto mayor sea la carcasa, más fuerte será la tracción. En cuanto a los convectores sin carcasa, también tienen una carcasa, pero solo disfraza el intercambiador de calor y lo protege de daños mecánicos.

Cabe señalar que la superficie de la carcasa funcional o la carcasa decorativa no se calienta demasiado. Esto distingue los convectores de los radiadores: quémese tocando accidentalmente la superficie del cuerpo, en este caso es imposible.

Muy a menudo, los cuerpos convectores están hechos de acero, independientemente del material del intercambiador de calor.El hecho es que el acero se pinta fácilmente, y esto le da al comprador la oportunidad de elegir un dispositivo de calefacción que se adapte perfectamente al interior de la habitación. Sin embargo, el acero, aunque es la opción más común, pero no la única. Si lo desea, puede encontrar algo más exótico, por ejemplo, un convector en una caja de madera.

Convectores de agua de calefacción por suelo radiante

Hay otro tipo de convectores de calefacción que es muy diferente de los mencionados anteriormente y, por lo tanto, se distingue. Son inusuales en su lugar de instalación, en un nicho ubicado debajo del piso. Con un alto grado de probabilidad, puede encontrar tales aparatos de calefacción en locales comerciales u oficinas con grandes ventanas panorámicas, contra las cuales los radiadores o convectores ordinarios no se verán del todo apropiados. En casas de campo y apartamentos, estos convectores también se instalan, pero generalmente solo en los casos en que el borde inferior de la ventana no se encuentra a más de 150-300 mm del nivel del piso. Se permite incrustar convectores de calefacción en el alféizar de la ventana.

Convector de calentamiento de agua incorporado en el piso.

La altura del cuerpo de los convectores incrustados en el piso puede variar de 50 a 130 mm, y la longitud puede alcanzar los 3 m. Pero el usuario, si él mismo no participó en el diseño y la instalación, solo puede adivinar las verdaderas dimensiones del dispositivo de calefacción, porque solo la parrilla decorativa será visible para él en el nivel piso a través del cual se eleva el aire caliente.

Muy a menudo, tales rejillas están hechas de acero, aluminio o plástico, pero a veces puedes encontrar hierro fundido, mármol o, por ejemplo, madera. No importa de qué material esté hecho el enrejado, debe ser lo suficientemente fuerte como para que al pasar no tenga miedo de pisarlo.

En el caso de grandes ventanas francesas, los convectores de piso son una opción indispensable para los equipos de calefacción. Por un lado, y ya hemos mencionado esto, ellos, al estar ubicados debajo del piso, no interfieren con la revisión. Por otro lado, son precisamente esos convectores los que calientan más eficientemente una habitación con ventanas de "piso". El aire frío de la ventana ingresa al convector a través de la rejilla, y de allí sale ya caliente.

Para instalar un convector debajo del piso, se requiere preparar un nicho en el piso de 100 a 300 mm de profundidad de antemano. Sin embargo, es posible llevar a cabo la instalación en la etapa de solera. Debe tenerse en cuenta que no todos los convectores que puede usar para la instalación en el piso.

Un factor limitante en este caso será la altura del dispositivo. Los modelos potentes con una altura de varias decenas de centímetros no están destinados a la instalación en habitaciones ubicadas en los pisos superiores del edificio. Por supuesto, la instalación de convectores de piso debe planificarse con anticipación, incluso en la etapa de construcción del edificio. La excepción son los modelos de baja potencia, que permiten el montaje en una regla.

Los convectores en el piso para calentar el agua, a diferencia de los montados en la pared o en el piso, a menudo tienen en su diseño un ventilador para el suministro de aire forzado al intercambiador de calor, así como un sistema de drenaje para recoger y drenar el condensado del cuerpo del dispositivo.

Capacidad para controlar la temperatura.

A veces, especialmente en la primavera, cuando todavía hace frío por la noche y el sol ya comienza a calentarse notablemente durante el día, surge periódicamente el deseo de reducir el calor que proviene del calentador. Los convectores de calentamiento de agua son de potencia fácilmente ajustable. Cuando se corta el suministro de refrigerante al convector, se enfría bastante rápido, lo que se debe al pequeño volumen de agua en su interior en comparación con el radiador. Todo lo que necesita para mantener la temperatura de la habitación en un nivel determinado es un equipo convector con válvulas de control mecánicas o electrónicas.

Válvulas mecánicas de control de temperatura.

Válvulas termostáticas electrónicas.

La válvula termostática que se instalará debe tener un alto caudal para que no se cree una resistencia hidráulica significativa en la entrada. Algunos fabricantes de convectores inicialmente equipan sus productos con accesorios termostáticos. Si el dispositivo que compró no está equipado con una válvula termostática, puede comprarlo e instalarlo usted mismo.

Puede ajustar la temperatura ambiente manualmente. Algunos modelos de convector tienen un amortiguador que el usuario puede girar y bloquear el camino hacia el aire caliente si lo desea.

Posibilidad de aplicación para enfriar la habitación.

El convector puede llamarse equipo climático universal, porque en diferentes estaciones puede realizar diferentes tareas: en invierno - para calentar, en verano - para enfriar. Sin embargo, lejos de que cada dispositivo esté adaptado para la refrigeración, los fabricantes suelen indicar la disponibilidad de tal posibilidad para uno u otro de sus modelos. Debe tenerse en cuenta que los convectores generan frío mucho peor que el calor, por lo que al calcular la potencia del dispositivo, debe confiar en sus necesidades de frío, ya que no es difícil reducir la potencia de calentamiento, como ya sabe.

Para que su convector no comience a calentarse, sino para enfriar el aire en la habitación, debe vaciarlo, llenarlo con un líquido especial y conectarlo al refrigerador. Sin embargo, hay modelos en los que la transición de un modo a otro es mucho más simple y rápida. En ellos hay inmediatamente dos circuitos no conectados: uno para el refrigerante y el otro para el refrigerante. Para cambiar el modo de funcionamiento, será suficiente que apague la circulación del fluido en un circuito y que lo encienda en otro.

Y un par de comentarios sobre la posibilidad de utilizar este tipo de equipos climáticos para enfriar la habitación. Recordando el principio de funcionamiento del convector, se dará cuenta de que, en el modo natural, no puede trabajar en el enfriamiento. Es por eso que todos los modelos diseñados para funcionar en dos modos están equipados con ventiladores. Además, el ventilador ayuda a reducir la cantidad de condensado formado en el intercambiador de calor durante la operación de enfriamiento del convector.

Ventajas y desventajas de los convectores de agua frente a los radiadores convencionales.

Aprendiste mucho sobre los convectores, pero lo más probable es que esto no sea suficiente para que entiendas si personalmente necesitas un dispositivo de calefacción de este tipo. Para ayudarlo a elegir (sin importar si es positivo o negativo), comparamos los convectores de agua con radiadores convencionales, familiares y familiares.