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En medio de este gélido invierno, es posible que se pregunte qué dispositivo hace que su salón mantenga esa agradable temperatura de 72 grados. La mayoría de los hogares están equipados con un sistema de calefacción central, aunque las partes que componen ese sistema de calefacción pueden ser un poco confusas. ¿Qué es mi sistema de calefacción y cómo funciona?

Las unidades de calefacción central suelen tener una ubicación para el dispositivo de calefacción, ya sea en una sala de máquinas o en el ático o el sótano, donde se crea el calor y se distribuye por todo el edificio. Son bastante comunes en la mayoría de las casas, complejos de apartamentos y edificios comerciales. Los sistemas modernos de calefacción central son lo suficientemente eficientes como para no requerir calentadores adicionales localizados o de espacio que desperdician energía.

Un sistema de calefacción central utiliza alguna forma de combustión o liberación de energía, ya sea de un horno o de una combinación de horno y caldera. ¿Qué son los hornos y las calderas? Esencialmente, un horno o una caldera es el mecanismo que produce el calor que su sistema de calefacción central distribuirá para mantener su hogar caliente. Un sistema de calefacción central sin un horno y/o una caldera no sería en absoluto un sistema de calefacción.

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Un horno es un dispositivo en el que se genera y transfiere calor a los materiales con el fin de provocar cambios físicos y químicos. La fuente de calor suele ser la combustión de un combustible sólido, líquido o gaseoso, o la energía eléctrica aplicada mediante calentamiento por resistencia (calentamiento Joule) o calentamiento inductivo. Sin embargo, la energía solar puede proporcionar una fuente limpia de alta temperatura si se concentra en una zona pequeña. Esto fue reconocido hace más de doscientos años por Lavoisier, que construyó un gran sistema móvil de “lupa”, Figura 1, para lograr la combustión de metales en un recipiente de vidrio sellado y, posteriormente, la desaparición de la teoría del flogisto.

Los hornos que emplean la combustión producen un gas caliente que transfiere el calor al material por radiación y convección. Los sólidos se calientan por contacto directo, pero los fluidos suelen calentarse de forma indirecta, al ser transportados dentro de las tuberías del horno. Como alternativa, se puede utilizar un intercambiador de calor regenerativo para transferir el calor de los gases de combustión. El calentamiento indirecto tiene la ventaja de evitar la contaminación por los productos de la combustión.

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En medio de este gélido invierno, es posible que te preguntes qué dispositivo hace que tu salón mantenga esa agradable temperatura de 72 grados. La mayoría de los hogares están equipados con un sistema de calefacción central, aunque las partes que componen ese sistema de calefacción pueden ser un poco confusas. ¿Qué es mi sistema de calefacción y cómo funciona?

Las unidades de calefacción central suelen tener una ubicación para el dispositivo de calefacción, ya sea en una sala de máquinas o en el ático o el sótano, donde se crea el calor y se distribuye por todo el edificio. Son bastante comunes en la mayoría de las casas, complejos de apartamentos y edificios comerciales. Los sistemas modernos de calefacción central son lo suficientemente eficientes como para no requerir calentadores adicionales localizados o de espacio que desperdician energía.

Un sistema de calefacción central utiliza alguna forma de combustión o liberación de energía, ya sea de un horno o de una combinación de horno y caldera. ¿Qué son los hornos y las calderas? Esencialmente, un horno o una caldera es el mecanismo que produce el calor que su sistema de calefacción central distribuirá para mantener su hogar caliente. Un sistema de calefacción central sin un horno y/o una caldera no sería en absoluto un sistema de calefacción.

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Los hornos Jetstream (posteriormente calderas de leña Tempest), fueron un diseño avanzado de calentadores de agua de leña concebido por el Dr. Richard Hill de la Universidad de Maine en Orono, Maine, Estados Unidos. El diseño calentó una casa para probar la teoría, y luego, con financiación del gobierno, se convirtió en un producto comercial.

El horno utilizaba un ventilador de tiro forzado e inducido para extraer el aire de combustión y los gases de escape a través de la cámara de combustión a 1/3 de la velocidad del sonido (100 m/s+). La madera se cargaba en un tubo vertical que pasaba por la camisa de agua a una cámara de combustión revestida de material refractario. En esta cámara se producía la combustión y se limitaba a los extremos de los troncos. La camisa de agua impedía que las partes superiores de los troncos se quemaran, por lo que se alimentaban por gravedad a medida que se consumía el tronco.

Los productos de la combustión salían de la cámara y pasaban por un estrecho cuello de cerámica que alcanzaba temperaturas de 2000 grados F, donde los gases y alquitranes liberados por la madera completaban su combustión. A continuación, los productos pasaban por una cámara de cenizas revestida de material refractario que ralentizaba el flujo y dejaba que las cenizas se asentaran. A partir de aquí, los gases calientes subían por los tubos de la caldera que atraviesan la camisa de agua. Los turbuladores de los tubos mejoran la transferencia de calor a la camisa de agua.