Básicamente, la razón es que un sistema forzado usa una bomba para moverse alrededor del agua, mientras que otros tipos de sistemas de agua caliente dependen del efecto Termosifón. La nomenclatura es confusa porque, técnicamente, ambos funcionan con una mezcla de agua caliente y vapor en los tubos del radiador, dependiendo de la presión y la temperatura en varios puntos del sistema. A menos que esté utilizando un radiador de vapor tradicional muy antiguo alimentado por una caldera o vapor de distrito *, su sistema funcionará con agua caliente a presión en los elementos de calentamiento en la parte inferior y una mezcla de vapor y agua en los puntos de presión más bajos del sistema.
Ambos tipos de sistemas de agua caliente / vapor calentarán el agua caliente a temperaturas superiores al punto de ebullición atmosférico normal del agua, y luego enviarán esta agua a los radiadores. Llevar el agua a los radiadores requiere superar una caída de presión. Esta caída de presión proviene de un par de elementos diferentes, los más importantes son la pérdida de fricción de la tubería y el potencial gravitacional (que entra en juego porque los sistemas de calentadores de agua a menudo se encuentran en los niveles inferiores o sótanos de las casas y deben hacer que su agua llegue a la parte superior). Si está lo suficientemente familiarizado con la física de fluidos, puede observar que a medida que todo el sistema está cerrado, en cualquier momento debe considerarse en equilibrio hidrostático. Esta es la razón por la cual los puntos de presión más bajos en el sistema están generalmente aguas abajo del calentador y a una altura elevada en comparación con el calentador.
La gran diferencia entre los dos sistemas es la fuente de presión. En un sistema de agua caliente basado en convección natural, la presión de la columna de agua del agua más fría que regresa es mayor que la presión del agua más caliente y de menor densidad que sale del tanque, por lo que el agua fluye a través del sistema a una velocidad definida por La diferencia de presión entre las columnas de agua fría y caliente. Un sistema forzado también tiene este efecto, pero la velocidad es mucho mayor porque se agrega presión al sistema con una bomba.
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En una situación ideal, los dos sistemas serían igualmente eficientes, pero en realidad a menudo somos muy malos para aislar tuberías que se supone que no están perdiendo calor en su entorno. Dado que la transferencia de calor al medio ambiente depende en gran medida del tiempo expuesto a ese entorno, lo que tiende a suceder es que un sistema forzado expondrá cada unidad de agua a partes del sistema imperfectamente aisladas durante un período de tiempo menor y, por lo tanto, entregará el agua a sus radiadores a una temperatura más alta que en un sistema de baja velocidad. Una temperatura más alta en el radiador significa una mejor transferencia de calor a la habitación desde el radiador, y menores pérdidas de energía en todo el sistema significan que se debe agregar menos calor a la caldera. Presumiblemente, todo esto es suficiente para superar la energía que también está utilizando en el sistema desde la bomba, que, dado que las pérdidas por fricción están (en el agua) relacionadas positivamente con la velocidad del fluido, ha causado algunas pérdidas de fricción viscosas adicionales en el sistema.
* Si es así, ignore esta respuesta. La forma en que se nombran los sistemas de calefacción no es terriblemente clara, y muchos lugares dicen “vapor” cuando en realidad significan “agua caliente a presión”. Los sistemas de vapor reales funcionan con vapor saturado, que también utiliza un efecto de termosifón para mover cosas a través de las tuberías, pero no puedo comentar sobre la eficiencia sin conocer las diversas presiones en las tuberías.
