Glosario de la tecnología de calefacción: términos técnicos claros y sencillos

La energía liberada por la combustión de gasóleo o gas en una caldera no puede suministrarse al sistema de calefacción sin un elemento de pérdida. Los gases de combustión calientes que escapan a la atmósfera a través de la chimenea contienen una cantidad relativamente grande de calor conocida como "pérdida de gases de combustión".

Durante la prueba anual de emisiones, los inspectores de gases de combustión determinan si la calidad de la combustión y la pérdida de gases de combustión que se produce durante el funcionamiento del quemador cumplen la normativa legal. Comprueban que el quemador funciona correctamente y que el sistema es seguro. Aunque la caldera obtenga una puntuación perfecta, esto dice poco del consumo energético real de la caldera (su rendimiento estacional estándar), ya que éste también se ve afectado significativamente por el nivel de pérdidas superficiales.

Los absorbedores son parte integrante de todo colector solar. Se sitúan bajo la cubierta de vidrio transparente y de baja reflectividad del colector, de modo que la radiación solar les llega directamente.

El absorbedor absorbe la insolación casi por completo y la energía solar se convierte en calor. En lo que respecta a la alta eficiencia, destacan especialmente los absorbedores que tienen un revestimiento altamente selectivo, entre los que se incluyen todos los colectores solares fabricados por Viessmann.

En el modo bivalente, el agua caliente sanitaria se calienta mediante dos generadores de calor diferentes: una caldera y colectores solares, por ejemplo. El calor de los colectores solares se transfiere al ACS a través de un serpentín en el interacumulador de ACS. En caso necesario, el agua puede ser recalentada por la caldera a través de un segundo serpentín.

El valor calorífico bruto (Hs) define la cantidad de calor liberado por la combustión completa, incluido el calor de evaporación latente en el vapor de agua de los gases calientes.

Hasta hace poco, el calor de evaporación no podía aprovecharse, ya que no existían las capacidades técnicas para ello. Por lo tanto, se eligió el valor calorífico neto (Hi) como base para todos los cálculos de eficiencia. Si se toma como referencia el Hi y se aprovecha el calor de evaporación adicional, se pueden alcanzar eficiencias superiores al 100 %.

La tecnología de condensación no sólo aprovecha el calor generado por la combustión como temperatura medible de los gases calientes (poder calorífico neto), sino también el contenido de vapor de agua (poder calorífico bruto). Las calderas de condensación son capaces de extraer casi todo el calor contenido en los gases de combustión y convertirlo en energía calorífica.

Las calderas de condensación utilizan intercambiadores de calor de alto rendimiento. Éstos enfrían los gases de combustión antes de que salgan por la chimenea, hasta el punto de que el vapor de agua contenido en estos gases se condensa deliberadamente. Esto libera calor adicional que se transfiere al sistema de calefacción.

Con esta tecnología, una caldera de condensación alcanza un rendimiento estacional estándar [según DIN] de hasta el 98 % (en relación con Hs). Por tanto, las calderas de condensación son especialmente eficientes desde el punto de vista energético, por lo que cuidan tanto de su bolsillo como del medio ambiente.

El principio de diseño de la caldera de tres pasos contribuye a reducir las emisiones nocivas. Los gases calientes fluyen primero por la cámara de combustión, luego vuelven a la parte delantera a través de una zona de inversión y entran en un tercer paso. Esto reduce el tiempo que los gases de combustión pasan en la parte más caliente de la caldera, disminuyendo la formación de óxido de nitrógeno (NOx).

En todo proceso de combustión de combustibles fósiles se forman, además del inevitable dióxido de carbono (CO₂), los gases nocivos monóxido de carbono (CO) y óxido de nitrógeno (NOx). Los óxidos de nitrógeno son especialmente relevantes en este caso. El aumento de estos gases no sólo provoca mayores niveles de ozono venenoso, sino que también es uno de los factores responsables de la lluvia ácida.

En los sistemas de tubos de vacío, el líquido solar no fluye directamente a través de los tubos. En su lugar, un medio de proceso se evapora en el tubo de calor situado debajo del absorbedor y transfiere el calor al líquido solar. La conexión en seco de los tubos de vacío dentro del colector, la escasa cantidad de fluido en el interior del colector y la desconexión automática en función de la temperatura en el caso del Vitosol 300-TM, garantizan una fiabilidad operativa especialmente elevada.

Una caldera de sistema es un aparato mural destinado exclusivamente a proporcionar calefacción. Estos aparatos también pueden combinarse con un acumulador de ACS para proporcionar calefacción.

Un regulador de calefacción con compensación meteorológica garantiza que la temperatura de impulsión se ajuste a la demanda real de calor (la temperatura de impulsión es la temperatura del agua que alimenta el radiador o el sistema de calefacción por suelo radiante).

Para ello, se mide la temperatura exterior y se calcula la temperatura de impulsión en función de la temperatura ambiente requerida y de las condiciones en la periferia del edificio.

La relación entre la temperatura exterior y la temperatura de impulsión se describe mediante las curvas de calefacción. Más sencillamente: Cuanto menor sea la temperatura exterior, mayor será la temperatura del agua de la caldera o de ida.

El valor calorífico neto (Hi) se refiere a la cantidad de calor liberado por la combustión completa si el agua resultante se descarga como vapor. No se utiliza el calor de evaporación latente en el vapor de agua de los gases calientes.

Todos las calderas murales y compactas de condensación de Viessmann están ahora equipadas con el intercambiador de calor Inox-Radial de acero inoxidable. Esta tecnología aporta una tasa de eficiencia extremadamente alta de hasta el 98% [según DIN] y un funcionamiento excepcionalmente fiable y eficiente durante su larga vida útil.

El intercambiador de calor Inox-Radial enfría los gases de combustión antes de conducirlos a la chimenea, hasta el punto de que el vapor de agua contenido en estos gases se condensa deliberadamente. El calor adicional liberado se transfiere al sistema de calefacción. Esta función no sólo ahorra una valiosa energía, sino que también protege el medio ambiente gracias a una reducción significativa de las emisiones de CO₂.

En las bombas de calor, el coeficiente de rendimiento (COP) es la relación entre la transferencia de calor y el consumo de energía. El factor de rendimiento estacional es la media de todos los COP que se producen en un año. El COP se utiliza para comparar las bombas de calor en cuanto a rendimiento, pero se deriva de un punto de funcionamiento concreto en unas condiciones de temperatura definidas.

A la hora de planificar un sistema, hay que tener en cuenta su funcionamiento durante todo el año. Para ello, la cantidad de calor transferida a lo largo del año se relaciona con la potencia eléctrica total consumida por el sistema de bomba de calor (incluida la potencia de las bombas, las unidades de control, etc.) durante el mismo periodo. El resultado es el factor de rendimiento estacional. Ejemplo: Un FPS de 4,5 significa que, promediado a lo largo de todo el año, la bomba de calor ha necesitado un kilovatio hora de energía eléctrica para generar 4,5 kilovatios hora de calor.

Una caldera mixta es un aparato mural que se utiliza tanto para calefacción central como para ACS. El ACS se calienta según el principio de calentamiento instantáneo del agua.

El controlador de combustión Lambda Pro Control de las calderas murales de condensación a gas Vitodens garantiza una combustión constante, estable y respetuosa con el medio ambiente, un alto nivel de eficiencia constante y una gran fiabilidad de funcionamiento, incluso si varía la calidad del gas.

El controlador de combustión Lambda Pro Control reconoce automáticamente cada tipo de gas utilizado. Esto hace innecesarios los ajustes y mediciones manuales durante la puesta en marcha. Además, el Lambda Pro Control gestiona continuamente la mezcla de gas y aire para garantizar una combustión constante, limpia y eficiente, incluso cuando varía la calidad del gas. El electrodo de ionización suministra los datos brutos necesarios para ello directamente desde la llama.

El objetivo principal de las bombas de calor es proporcionar una calefacción central cómoda y confortable y un calentamiento fiable del agua caliente sanitaria. Sin embargo, también pueden utilizarse para refrigerar un edificio. Mientras que el suelo o las aguas subterráneas se utilizan en invierno para proporcionar energía para la calefacción, en verano pueden utilizarse para la refrigeración natural.

Con la función de refrigeración natural, la unidad de control de la bomba de calor pone en marcha sólo la bomba primaria y la bomba del circuito de calefacción. Esto significa que el agua relativamente caliente del sistema de calefacción por suelo radiante puede transferir su calor a través del intercambiador de calor a la salmuera del circuito primario. De este modo se extrae el calor de todas las habitaciones conectadas. Esto hace que la refrigeración natural sea una forma especialmente eficiente desde el punto de vista energético y económica de refrigerar el interior de un edificio.

El rendimiento estacional [según DIN] se introdujo para poder comparar el consumo energético de distintos tipos de generadores de calor. Como medida de la utilización de la energía de una caldera, muestra, a lo largo de todo el año, hasta qué porcentaje de la energía utilizada se convierte en energía de calefacción utilizable.

El nivel del rendimiento estacional [según DIN] se ve afectado significativamente por el nivel de pérdidas de gases de combustión y las pérdidas superficiales que se producen durante el funcionamiento.

Las pérdidas superficiales son la proporción de la potencia de combustión liberada al aire circundante por la superficie del generador de calor y, por tanto, perdida como energía calorífica utilizable.

Se producen como pérdidas por radiación mientras el quemador está en funcionamiento o como pérdidas de reserva cuando el quemador está parado, especialmente en primavera/otoño, pero también en los meses de verano cuando la caldera se utiliza únicamente para el calentamiento de ACS.

Por regla general, las pérdidas superficiales de una caldera antigua serán sustancialmente superiores a las pérdidas de gases de combustión comprobadas por el inspector de gases de combustión. Por tanto, el nivel de pérdidas superficiales es un factor crítico para la rentabilidad (el rendimiento estacional estándar) del generador de calor.

Los términos "conducto de humos abierto" y "cámara estanca" describen cómo se suministra a una caldera el aire que necesita para la combustión.

En el caso de la caldera abierta, el aire de combustión procede del local en el que está instalada. Por lo tanto, el local debe disponer de una ventilación adecuada. Existen varias posibilidades. Con frecuencia, el suministro de aire de combustión se garantiza a través de aberturas o huecos (respiraderos) en la pared exterior. Si el aparato está situado en el interior de la vivienda, otra opción es el "suministro de aire interconectado", en el que se garantiza una ventilación adecuada mediante conexiones de aire (rendijas en las puertas) a otras habitaciones.

En el funcionamiento en cámara estanca, el aire de combustión necesario se suministra desde el exterior a través de conductos de ventilación. En esencia, se pueden identificar tres soluciones:

1. 1. Suministro de aire a través de una salida vertical del techo
2. Suministro de aire a través de una conexión de pared exterior 2. Suministro de aire a través de una conexión de pared exterior
3. Suministro de aire a través de una chimenea equilibrada 3. Suministro de aire a través de una chimenea equilibrada

Las ventajas del funcionamiento estanco son que ofrece una flexibilidad aún mayor que el funcionamiento con conducto de humos abierto a la hora de ubicar las calderas murales de gas. El aparato puede instalarse en cualquier lugar, ya sea en salas de estar o en huecos, armarios o espacios en el tejado.

La independencia del aire interior también reduce las pérdidas, ya que el aire caliente de la habitación no se utiliza para la combustión. Por tanto, los aparatos estancos pueden instalarse dentro de la envolvente térmica del edificio.

Un interacumulador de ACS bivalente es fundamental en este tipo de sistema. Cuando hay suficiente insolación, el líquido solar de la instalación solar térmica calienta el agua del acumulador de ACS a través del serpentín inferior. Cuando la temperatura desciende por la extracción de agua caliente, por ejemplo para un baño o una ducha, la caldera se pone en marcha si es necesario para proporcionar calefacción adicional a través del segundo circuito.

Además de calentar ACS, el líquido solar calentado en los colectores solares también puede utilizarse para calentar agua de calefacción. Para ello, el circuito de calefacción utiliza, a través de un intercambiador de calor, el agua del acumulador solar calentada continuamente por los colectores solares. La unidad de control comprueba si se puede alcanzar la temperatura ambiente deseada. Si la temperatura es inferior al valor ajustado, la caldera también se pone en marcha.

Un colector solar genera calor siempre que la luz solar incide sobre el absorbedor, incluso cuando no se necesita calor. Este puede ser el caso, por ejemplo, en verano cuando los residentes están de vacaciones. Si la transferencia de calor a través del acumulador de ACS o del acumulador intermedio de agua caliente ya no es posible porque alguno de ellos ya está totalmente caliente, la bomba de circulación se desconecta y la instalación solar térmica se estanca.

Si el colector recibe más radiación solar, su temperatura aumentará hasta que se evapore el fluido caloportador, lo que provocará grandes tensiones térmicas en los componentes del sistema, como juntas, bombas, válvulas y el propio fluido caloportador. En los sistemas con desconexión en función de la temperatura ThermProtect, la formación de vapor se evita de forma fiable.

Colector plano con capa absorbente conmutable

Por primera vez se ha desarrollado y patentado un colector plano que impide que se siga absorbiendo energía una vez alcanzada una determinada temperatura. La capa absorbente del Vitosol 200-FM se basa en el principio de "capas conmutables". La estructura cristalina, y por tanto el rendimiento del colector, cambian en función de la temperatura del colector, reduciendo así la temperatura de estancamiento. A temperaturas del absorbedor de 75 °C y superiores, la estructura cristalina del revestimiento cambia, lo que multiplica la tasa de radiación de calor. Al aumentar la temperatura del colector, la temperatura de estancamiento desciende considerablemente e impide la formación de vapor.

Una vez que desciende la temperatura en el colector, la estructura cristalina vuelve a su estado original. Más del 95% de la energía solar entrante puede ahora absorberse y convertirse en calor; sólo una ínfima proporción (menos del 5%) se irradia de vuelta. Esto significa que el rendimiento del nuevo colector es superior al de los colectores planos convencionales, ya que el colector nunca entra en la fase de estancamiento y puede volver a suministrar calor en todo momento. No hay límite en el número de veces que se puede activar el cambio de estructura cristalina, lo que significa que esta función está siempre disponible.

En el modo de colector estándar, el nuevo revestimiento absorbente del colector plano Vitosol 200-FM actúa como cualquier revestimiento absorbente estándar de los colectores planos de Viessmann. A partir de una temperatura del colector de 75 °C, la transferencia de calor se multiplica, lo que evita de forma fiable el sobrecalentamiento y la formación de vapor en caso de estancamiento.