La transferencia de calor es un fenómeno que se produce siempre que exista una diferencia de temperatura entre uno o varios cuerpos. A mayor diferencia de temperatura, la transferencia de calor será mayor.
Una definición que a mí me gusta bastante por ser simple y acertada es la del profesor F. Incropera de su libro: Fundamentos de transferencia de calor.
“La transferencia de calor es la energía en tránsito
debido a una diferencia de temperaturas”
Existen tres mecanismos de transferencia de calor y que son:
Se produce a través de un sólido o líquido, siempre que exista un gradiente de temperatura.
Físicamente es la transferencia de energía de las moléculas de mayor temperatura hacia las moléculas de menor temperatura.
Un ejemplo típico de este mecanismo es el calentamiento que se produce en el mango de un cazo en el que tenemos agua hirviendo.
En edificación nos encontramos este mecanismo por ejemplo en los cerramientos de una vivienda, en verano se calienta el exterior del cerramiento y por conducción se calienta el interior. Otro ejemplo es el intercambio de calor que se produce entre una solera en contacto con el terreno.
Se produce siempre que haya una superficie y un fluido en movimiento, cuando estos están a distintas temperaturas.
Físicamente se compone de dos mecanismos, por un lado una transferencia de energía debida al movimiento molecular aleatorio que se produce por las corrientes del fluido en contacto con la superficie y por otro lado, la energía que se transfiere mediante el movimiento global o macroscópico del fluido.
Volviendo al ejemplo del cazo con agua puesto a hervir, este mecanismo se produce en la zona de contacto entre la superficie del cazo en contacto con el agua. También se observa este mecanismo en el calor que se desprende al aire cuando el agua está hirviendo.
En edificación, se produce entre otros sitios, en la envolvente, que al tener una temperatura diferente con el aire exterior, se produce un intercambio de calor entre la envolvente y el aire.
Se produce entre dos superficies a distintas temperaturas. Solo se considera la radiación térmica, o sea, la que transporta energía en forma de calor.
Físicamente, la radiación que la superficie emite se origina a partir de la energía térmica de la materia limitada por la superficie. Para la emisión de radiación no es necesario que los cuerpos estén en contacto.
Por terminar con la analogía del cazo con agua que venimos utilizando, la radiación es la energía que le llega al cazo desde el fuego.
En edificación, sería por ejemplo la energía que le llega a la envolvente en forma de radiaciones solares.
Una representación esquemática de todo lo que se ha dicho es la siguiente:
Conclusiones.
El conocimiento de los mecanismos de transferencia de calor es fundamental para conocer el comportamiento de la envolvente de los edificios y nos servirá para establecer una limitación de demanda de la misma, que no es otra cosa que el cumplimiento del DB-HE-1 del Código Técnico de la Edificación.
Como sabemos, el consumo de energía de la vivienda es la demanda energética de la misma dividido entre el rendimiento de los sistemas, por lo que disminuyendo la demanda disminuimos el consumo y mejoramos la eficiencia energética de la vivienda, lo que relacionado con el RD 235/2013 significa mejorar su calificación energética lo que se traduce en un menor consumo de energía primaria y menores emisiones de CO2.
Para saber mas.
Existe multitud de bibliografía que trata este tema, a mí me gusta el libro que cité anteriormente «Fundamentos de transferencia de calor » porque para una primera aproximación a la materia está muy bien explicado y también permite profundizar en el estudio hasta donde seamos capaces de llegar.