calefacció

f

Física

Dispositiu en paraigua per distribuir aigua calenta des de dalt

Conjunt d’aparells o dispositius destinats a escalfar un local o a produir calor en un procés industrial.

Els sistemes tradicionals de calefacció per combustió de llenya o carbó (llar de foc, escalfapanxes, estufes) han estat coneguts des de l’antiguitat. Més modernament, la calor necessària ha estat produïda cremant combustibles diversos, com carbó, petroli, butà, etc., per la transformació d’un corrent elèctric en calor en passar per una resistència (efecte Joule), i per la despresa de calor en certs canvis termodinàmics, com la condensació de vapor emprada a la bomba de calor.

En la calefacció central una font única de calor escalfa una caldera en la qual hi ha un fluid que, per unes canonades, és distribuït per les diferents peces a calefactar, en les quals la calor és cedida a l’aire per mitjà de radiadors, convectors o algun altre dispositiu, i torna al mateix punt de sortida per unes altres canonades, establint així un circuit tancat. Els fluids més emprats són l’aigua i el vapor d’aigua a pressió superior a l’atmosfèrica. La circulació de l’aigua és originada per mitjà d’una bomba intercalada a la canonada o per un termosifó, i la del vapor d’aigua, per la seva pressió a la caldera. A vegades el fluid emprat és l’aire, que és escalfat en una cambra de calefacció i conduït per uns conductes adequats a les peces a calefactar. En els sistemes de calefacció per radiació, l’emissió de calor s’efectua a partir de grans superfícies escalfades a baixa temperatura (50-60 °C), bé sigui per una llarga resistència elèctrica que s’escalfa per efecte Joule o per un serpentí de tub flexible per on circula aigua calenta procedent d’una caldera, d’un escalfador o d’un sistema de captadors solars (captador). Tant el serpentí de fil com el de tub han estat encastats en el sostre (sostre radiant) o en el sòl (sòl radiant) abans de l’enguixada o de l’enrajolament, respectivament.

Els moderns sistemes de calefacció solar utilitzen la calor radiada pel Sol per tal d’escalfar l’aigua que, impulsada per una bomba, circula a través d’una bateria de captadors solars (captador solar) instal·lada a l’exterior de l’edifici i que, un cop calenta, és enviada bé a radiadors de baixa temperatura o al serpentí d’un sòl radiant; generalment funcionen de manera combinada amb un sistema d’escalfament convencional (caldera, escalfadors elèctrics o de gas, etc.) capaç de suplir els captadors —encara que només sigui parcialment— en els períodes amb absència d’insolació, i amb uns dipòsits d’acumulació que permeten d’emmagatzemar l’energia produïda durant els períodes de màxima insolació. En els locals públics, on la proporció de persones en relació amb les dimensions del local és molt superior a la dels habitatges, és utilitzat el condicionament de l’aire ambient (condicionament de l’aire). En els trens de vapor la calefacció és efectuada aprofitant la calor del mateix vapor, i en la dels automòbils i de molts avions és aprofitada la calor produïda al motor, que és conduïda a l’interior del vehicle; en certs avions supersònics és emprada la calor produïda pel fregadís amb l’aire. La calefacció industrial és efectuada generalment per vapor d’aigua, que és conduït als bescanviadors de calor, o als recipients, corrons o cambres que cal escalfar en un procés industrial determinat; l’aigua condensada produïda en refredar-se el vapor surt per porgadors.

Dispositiu en candela per distribuir l’aigua calenta des de baix

En alguns casos, en lloc de vapor, hom pot fer circular fluids que permetin el seu escalfament a altes temperatures (200°-300°C) sense grans augments de tensió de vapor. En la calefacció a l’aire lliure ha estat sovint emprada la calor radiada per un emissor de raigs infraroigs.