Calefacción Piso Radiante

Preparado por: -Giovanni Roco

-Jeffrey Arias.

Indice:

Introducción

…………………………………………………………………………………………………………………………..P 1

Características

…………………………………………………………………………………………………………………………..P 2-4

Componentes

…………………………………………………………………………………………………………………………..P 5-7

Calculo

…………………………………………………………………………………………………………………………..P 8-10

Conclusión

…………………………………………………………………………………………………………………………..P 11

Anexo

…………………………………………………………………………………………………………………………..P 12

Introducción.

Calefacción por suelo radiante.

Cuando se inicia un proyecto, ya sea en una nueva construcción o se pretende laremodelación de un espacio ya existente, como primera interrogante siempre surge lasiguiente pregunta: ¿qué sistema de calefacción es el más adecuado?

En el presente documento expondremos las razones por las cuáles un sistema decalefacción por suelo radiante de agua es ideal para obtener un gran confort y ahorroenergético. Indicaremos, así mismo, cómo funciona, y cuáles son sus ventajas.

Parte importante del documento contendrá la información necesaria relacionada a laselección de componentes, cálculos relacionados a las cargas térmicas a ser resueltasentre otros tópicos relevantes.

Según ASHRAE la correcta denominación de “piso radiante” se ha de realizar siempre ycuando el calor aportado por radiación por este tipo de sistema sea igual o superior al 50%del calor total.

Se busca entregar como fin último, basado en la investigación, un material de apoyo, elcual nos permita estar informados de las características de esta tecnología, convirtiéndosede esta manera en un material inductivo de consulta para futuras aplicaciones prácticas, elcual nos facilite discernir sobre cual aplicación es la más adecuada para los proyectosvenideros.

¿Qué es piso radiante?

Es el sistema de calefacción más confortable, convirtiéndose de esta forma en uno de lossistemas más utilizado en las viviendas de los países desarrollados.

Básicamente consiste en unos circuitosde tuberías que se instalan bajo elsuelo de la vivienda y llegan a unoscolectores que distribuyen el aguacaliente de la caldera y permiten laregulación independiente de latemperatura en cada una de lashabitaciones.

Características.

La calefacción por suelo radiante es el sistema que más se acerca a la temperatura óptima,con ella se obtiene una temperatura uniforme en toda la superficie de la vivienda (aprox.22° C).

De esta forma se puede apreciar en el siguiente esquema lo siguiente:

Como se aprecia en el esquema anterior el sistema de calefacción mediante piso radiante, es elsistema que de mejor manera replica la condición de una calefacción ideal. Las comparacionesestán a la vista.

Dentro de las características más relevante mencionaremos las siguientes:

Confort Térmico:

No se forman corrientes de aire. Se consigue la misma temperatura en toda la estancia. Se tiene mayor temperatura en los pies que en la cabeza.

Mejor calidad del aire y salud:

No se produce circulación de polvo en el ambiente. No se generan hongos ni bacterias por humedad en pisos.

Impacto ambiental:

Los circuitos van enterrados por lo que no suponen ninguna limitación estética nide diseño de espacios.

No ensucian paredes con partículas de polvo quemado. Evitan la condensación de agua en las paredes.

Ahorro energético:

50 % de ahorro por trabajar con agua a menor temperatura que otros sistemas, loque además le permite utilizar bombas de calor o paneles solares.

Ideal para espacios amplios o de gran altura:

Al calentar la estancia de abajo hacia arriba sólo se calienta la zona habitable, nolos techos.

Autorregulación:

Mayor confort y ahorro de energía ante situaciones en las que, de repente,aumenta el número de personas en la habitación o incida más fuertemente la luzsolar.

Mayor aporte de calor durante la noche y menor durante el día.

Componentes del piso radiante.

Tuberías de polietileno reticulado Pex.Elemento fundamental de un sistema de calefacción porsuelo radiante, por ser el elemento conductor del fluidotransmisor del calor.

Aislación.Panel de poliestireno expandido que proporcionaaislamiento térmico.

Banda Perimetral.Fabricada de espuma de polietileno, absorbe las dilatacionesdel suelo y evita los puentes térmicos.

Aditivo Fluidificante.Reduce la porosidad del mortero y lo hace mejor transmisor delcalor y más resistente mecánicamente.

Sistema de Colectores.Distribuyen el agua caliente que se recibe de la fuente de calorhacia las distintas áreas de la vivienda.

Purgadores.Permiten eliminar el aire de la instalación para facilitar la correctacirculación del agua por los circuitos de la calefacción.

Equipos de regulación.Es el sistema que controla el funcionamiento de lacalefacción en función de las necesidades de aportación de calorque haya en cada momento.Además permite conseguir un grado de confort óptimo y unconsumo energético mínimo.

Fuente de Calor.Normalmente se trata de una caldera, la cual es un boiler queademás presenta un vaso de expansión, bomba circuladora,presostato, manómetro y termostato.

Bomba recirculadora.Bomba que sirve para proporcionar la velocidad del aguarequerida en todos los circuitos de la instalación.

Termostatos.Sirven para variar la temperatura ambiental de una habitaciónconcreta, pero no controlan la temperatura de impulsión del agua.

Tipo de distribuciones.

Distribución en serpentín.Es el tipo de distribución más sencillo.

Distribución en doble serpentín.Este tipo se adapta a espacios irregulares yalargados.

Distribución en espiral.Este sistema iguala perfectamente latemperatura del suelo ya que se alterna untubo de ida con uno de retorno.

Calculo:1. Calcularemos el Q de cada recinto a calefacción.

2. Con la potencia total de cada recinto obtendremos la potencia por cadam2 por cada recinto (q) = W/m2 (1),(2),(recinto 3)…

3. Temperaturas recomendadas superficiales entre 20 y máximo 29°C y unatemperatura ambiente recomendada entre los 18 a 22°C.

4. Dependiendo del espesor del mortero sobre nuestras tuberías y del tipode material como recubrimiento entraremos a las tablas ΔTh

5. Con la habitación más desfavorable (de mayor q) y del tipo derecubrimiento y espesor de mortero obtendremos los posibles pasos yΔTh correspondientes (Tabla 1). Tomaremos como ejemplo q= 80 W/m2 yun espesor de mortero = 5cm con un recubrimiento de suelo R=0,1 (Rdepende del tipo de cada recubrimiento)

6. Posterior se repite el paso N° 5 pero con la habitación más favorable (demenor q). Tomaremos como ejemplo un q=60 W/m2, mortero 5 cm y uncoeficiente de resistencia térmica o conductividad térmica de R=0,0 (otro

tipo de recubrimiento o distinto suelo). Calcule los ΔTh y pasos posiblesutilizando la tabla 1. Como referencia deberían ser los siguientes.

Paso 10 R=0 ΔTh aproximado 8,9 Paso 15 R=0 ΔTh aproximado 10

Paso 20 R=0 ΔTh aproximado 11,4 Paso 30 R=0 ΔTh aproximado 14,9 Paso 40 R=0 ΔTh aproximado 19,4

7. Se elige los ΔTh máximos de ambas habitaciones, estos deben ser muypróximos los valores de alguna columna horizontal de la tabla 2. En casoque no se encuentre se deberá reducir un paso y volver a repetir labúsqueda hasta encontrar los valores más próximos. La tabla queencontremos nos indicara la temperatura de impulsión del agua paranuestro circuito y esta misma tabla nos servirá para calcular cada ΔT vscada ΔTh mas proximo para cada uno de nuestros circuitos.

8. Se debe elaborar una tabla con todos los datos cálculos. Tomar comoejemplo la tabla numero 3

9. Con esta tabla realizada procedemos a calcular el caudal que necesitopara satisfacer mi necesidad de calefacción.

10. Con cada caudal para cada recinto, dimensionaremos las tuberías, paraello ocuparemos la tabla 4 y nos basaremos en el método caída presiónconstante. Para determinar cuál es largo de cada circuito dividimos los m2de cada recinto por el paso de cada circuito. Ejemplo: 17 m2 por un pasode 200mm es igual a 85 metros de tubería. Lo recomendable es que uncolector atienda a circuitos con largos “iguales” o parecidos, suponiendoque los circuitos tengan largos de 40 a 50, lo recomendable seria dividir elcircuito en dos circuitos de 42,5 metros.

11. Con un caudal como ejemplo de 0,032 l/s y un diámetro de tubería deserpentín de 20 mm obtenemos 0,03 kPa/m* para un T de 70°C por lotanto deberemos aplicar un factor según la tabla 4. Tomaremos comoEjemplo que la tubería matriz surtidor y retorno es de 25 mm con uncaudal total 0,175 l/s y largo total de 10 metros.

12. Por lo tanto la bomba deberá mover la suma de todos los caudales contralas caídas de presión del serpentín más desfavorable + la pérdida delcolector + la perdida generada por la matriz del serpentín + las perdidasgenerados en la central térmica.

Conclusión.

Este tipo de sistemas es el que más se acerca al confort ideal para las personas y ademáses el que trabaja con menores temperaturas logrando así una mayor eficienciacomparándolo por ejemplo con los radiadores. Este sistema nos permite trabajar contemperaturas bajas en las centrales térmicas aprovechando al máximo la eficiencia decaldera por ejemplo mural de condensación.

Este sistema es ideal para lugares donde la arquitectura interior y exterior son puntosimportantes ya que nos permite aprovechar al máximo los espacios debida a suinstalación.

Este sistema tiene una vida útil larga y su mantención es baja, basándoseprincipalmente la mantención de la central térmica.

Anexo

Tabla 1

Anexo

Tabla 2

Tabla 3

Tabla 4