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aesak system" Manual mb

por agua calkm@e

. Si ustad a h no ha tenido contacto con este tip0 de iriiValaciCines, permifanos momarle las ventajas del sis-

que tramportaban los proveni&s de la co& bustibn, por el ~ b s u d o de la vivienda, calentando el ambiente deeste y comiguiendo un stado de wnfort

2. SiSbma de calefacci6n bd0 S

U ~ ~ O

utiliza conduct0 do barn pars el trakparte de &lor, sin0 que utiliza tuberias de polietileno reticulado de

Lar figuros que aparecen mas adelante nos ofrecen una visi6n sobre la distribuci6n de temparaturas con diferentes sistemas de calefacci6n reswcto del ideal. una gran supei-fieie a bija temperatura, concGpto virra&dow quetiengn tualmmte distirtto a Ioscl~sim una pequeila superfiue y trabaian a elwadas tem-

-esak system"

-

E" El agua puede calentarse mediante diferentes fuentes de energia (electricidad, petroleo, carbon, gas, etc.) Tiene un elevado contenido energetico por unidad de volumen. 3." Es barato, limpio, no es toxico y se consigue facilmente.

a0

Calefacoidn ideal

Calefaccih Heal

El sistema de calefacci6n bajo suelo se basa en la obtencion de una gran supefficie a baja temperatura mediante una red de tuberias, consiguiendose las siguientes ventajas:

alefaccibn por tedlo

El cuerpo humano siente frio cuando 10s newios sensores de ia piel detectan una disminucion de temperatura. De igual forma siente calor cuando detectan un aumento de temperatura. El confort es un estado de equilibrio en el que no hay reaccion del cuerpo. Las condiciones de bienestar o confort dependen de 10s siguientes factores: Tempeatura del a h : La experiencia demuestra que las personas se sienten mas c6modas cuando sus pies se encuentran a una temperatura un poco mas aka que sus cabezas. Pruebas f~siologicasrevelan que el clima mas aceptable en el interior de una vivienda es aquel en el que la temperatura del suelo se encuentra en un margen entre 22 y 25 "C y en que la temperatura del aire al nivel de la cabeza se encuentra en un margen entre 19 y 20 TC. numedad mlathm del a i m Un ambiente moderadamente seco es mas agradable que uno humedo. Pero si es demasiado seco se produce sequedad en las mucosas y electricidad estatica. De igual forma, si es demasiado htimedo produce sensacion de ahogo y no puede eliminarse el sudor corporal. Ruido: Es evidente que el ruido es un agente muy molesto. El sistema de calefaccion bajo suelo elimina prhdicamente este problema, porque las posibles formaciones de burbujas de aire son minimas, al no haber elementos verticales en la instalaci6n. Ademas, debido a las pequefias secciones de uso, las velocidades son mayores y las burbujas llegan rapidamente a 10s purgadores, desapareciendo. Particular en el a h : El aire tiene gran contenido de agentes patogenos y polvo, que cuando estan en movimiento afectan considerablementea ias personas. En este sistema de calefaccion bajo suelo, el movimiento del aire en el local es minimo, con lo que se reduce casi en su totalidad este efecto. Existen varios metodos de transmitir el calor al suelo. Hemos seleccionado 10s sistemas hidronicos al considerarlos mejores por tres razones:

Es una instalacion de muy larga vida y de bajo mantenimiento. J Ofrece a 10s usuarios economia a corto y largo plazo debido al ahorro energetico. Son instalaciones de agua a baja temperatura. r Se reducen considerablemente las perdidas de calor de las tuberias en el camino desde el equipo produdor de calor a las zonas a calefactar. Se adapta a cualquier tipo de energia. Pueds combinarse con otros sistemas de calefacdon. La rapidez de instalacion es mucho mayor que en 10s sistemas tradicionales. Se adapta a todos 10s tipos de suelos. v La circulation del aire es minima, lo cual tiene como resultado menos polvo y un entorno mas higienico y confortable. Simplifica la limpieza de la casa. Elimina 10s suelos frios. Noes visible, por tanto, es adecuado para el diseiio avanzado de interiores. EstB protegido contra daiios. La distribucion de temperaturas en 10s locales esti muy proxima a la ideal. El sistema se puede utilizar para refrigerar tambien; es decir, sustituyendo el agua caliente por fria (mediante enfriadora o bomba de calor).

Se ha trabajado en la obtencion de un sistema de calefaccion bajo suelo que fuera limpio, rapido de instalar, flexible y, sobre todo, de gran calidad. Las ventajas del disefio de ingenieria del sistema es que todos 10s componentes individuales se seleccionan para operar juntos, optimizando de esta manera el rendimiento global del sistema y evitando la incompatibilidad de 10s componentes y un posible ma1 rendimiento. El sistema opera normalmente con una caida de temperatura de aproximadamente 5 a 15 'C a traves de 10s circuitos de tuberfas. Se basa en el uso de colectores de alimentacion y retorno, de 10s que parten 10s circuitos de tuberias que son controlados desde ambos extremes.

2.3.1. Componentes Se compone de 10s siguientes elementos:

I

Mm de polietileno reticulado con todas las ventajas que conlleva la utilizacl6n del mismo en cuanto a resistencia a temperatura y presion, longevidad, flexibilidad, baja rugosidad, memoria termica, etc. Estas caracteristicas hacen del tub0 la mejor solucion para las instalaciones de calefaccion bajo suelo. Los tubos son el componente principal de las instalaciones. Estan fabricados con polietileno de aka densidad y reticulados conforma alos metodos del per6xido y de radiacion. El reticulado se define como un proceso aue cambia la estructura auimica de tal manera que I& cadenas de polfmeros e ; conectan unas con otras alcanzando una red tridimensional por enlaces quimicos. Esta nueva estructura quimica hace que sea imposi; ble fundir o disolver el polimero a no ser que se destruya primer0 su estructura. Es posible evaluar el nivel alcanzado de reticulado midiendo el grado de gelificaci6n. Las tuberias no se ven afectadas por 10s aditivos derivados del hormig6n o del mortero y absorben la expansion termica evitando asi la formaci6n de grietas en las tuberias o el hormig6n. Las propiedades mas importantes de las tuberias se reflejan en las tablas que figuran a continuaci6n.

sirtencia erpecifica interna (20 "C) Constante dielectrica (20 T) Factor de perdidas dielectricar (20 "036 1 . ptura.~l:@!Wico '.

-

-

Pmpiedadespec6nicw ~.~

~

Denridad 20 'C 100 C'

6dulo de elasticida

I

20 O C 80 O C

800-900

Nlrnm'

,,,,.....

1argamiento.a la rotura:

Para 10s tubos de diametros mayores, 10s radios minimos de curvatura en frio son. orientativamente:

I ente de dilatalacion lineal

ratura de reblandecimient

DN 53-63: 10 veces el didmetro externo. DN 75-93: 15 vacea el diimetro externo. DN>: consultar.

II

La gama de tuberias cubre dimensiones que van desde 12 a 160 mm (diametro exterior), que son adecuadas para montantes y ramificaciones.

~

l

o

ASE 10

-

x

40 x 3.7 50 x 4.6 63 x 5,8 75 x 6,8 90 x 8,2 l 20 12ox 2.2 16 2, 1,8,

o

25 x 3,5

Todas las tuberlas suministradas se entregan con la siguiente information marcada cada interval0 de 1 m: El nombre del producto. Las dimensiones (diametro exterior x espesor de pared). Designacion de 10s materiales. Norma conforme a la cual fue fabricado. Lote de produccion. . i. rimcrtral de eklsrnkmo de polietileno extruido, muy flexible, que se sitlja entre la plancha de aislamiento y el tabique de obra. Su funcion es evitar puentes termicos a la vez que absorber las dilataciones del mortero. Pbncha de alslarnlanto rnoldeeda de aka calidad que facilita sensiblemente la instalacion y evita puentes termicos al tratarse de danchas unidas entre si. Esta especialmente disekada para acoger a las tuberias. Consta de unos tetones en 10s que se inserta la tuberia con facilidad. Los tetones de la plancha de aislamiento permiten la instalacion con 10, 15, 20 y 30 cm de separacion entre tubos. El diseRo de las planchas facilita el acopiamiento machihembrado entre ellas. Grapas de plastico para plancha de aislamiento moldeado que seran insertadas en 10s tetones de la plancha para sujetar firme y rapidamente el tub0 sobre la plancha segirn se vaya completando el tendido. CdKtorer dc alirnentaoh y M w n o que tendran tantas salidas como locales haya que calefactar. Los colectores se suministran completes: uno de ellos para la alimentacion y el otro para el retorno. Los dos colectores deben tener juntas de estanqueidad y adaptadores para conectar la tuberia de 20 x 1.9 mm, y tambien para tub0 de 17 x 2.0 y 16 x 1.8. Los colectores de alirnentacion llevan una valvula y un mando de accionamiento manual para cada circuit0 de

tuberias. El mando de la valwla puede ser reemplazado por un actuador, que puede ser accionado a distancia automaticamente mediante un termostato ambiente. Los colectores de retorno se suministran con una valvula-detentor que incorpora un manguito sobre el vastago para maniobrar con Have Allen para controlar el flujo de agua a traves de 10s circuitos de tuberias del sistema, equilibrando hidraulicamente 10s circuitos. Los siguientes accesorios completan un kit de colector de distribucion: VBlvuia de esfera. Colector con detentores incorporados. Colector con valvulas manuales de regulaci6n. Terminales de colector. Purgador automatico. Valvulas de vaciado. Soporte para colector. Acoplamientos. A partir de este punto, todos 10s demas componentes tradicionales de la instalacion como pudieran ser caldera, bombas de circulacibn, equipo de regulaci6n, equipo de seguridad, etc. pueden ser seleccionados de la misma forma que para 10s demas sistemas de calefacci6n. Los sistemas de calefaccion bajo suelo tienen, ademas, una serie de componentes opcionales: alp de p k t k o para imtahdm oon m a l k que soporta &e, al mismo tiempo que sujeta el tub0 para que el mallazo quede suficientemente levantado del aislamiento para permitir que el mortero fluya por debajo. Podr6 adquirir planchas planas de su proveedor habitual de materiales de construcci6n de minimo 20 Kg/m2y sobreponer un mallazo de obra de 30 x 30 x 4 para sujetar el tub0 mediante estos clips de sujecion. Film barrera antihumedad de polietlleno que se extiende sobre el forjado en contacto con el terreno para evitar posibles filtraciones de humedad por capilaridad. Aditivo fluidificante para rnortero que ayuda a eliminar burbujas de aire y mejora el contacto del mortero con el tubo. Caja de colectorar para ernpotrar con diferentes medidas, que alojara y sujetara 10s colectores de ida y retorno.

Los sisternas de calefacci6n bajo suelo se pueden utilizar con cualquier fuente de energia.

2.3.2. Compatibilidad c o n otros sistemas El sistema de calefaccion bajo suelo puede combinarse con otros sistemas de calefaccion, como, por ejemplo, aire acondicionado o convectores. Estos sistemas de calefaccion adicionales se deberian instalar de forma que no interfieran con el control de temperatura del sisterna de calefaccion bajo suelo. Esto significa que, por ejemplo, 10s sistemas de aire acondicionado deberian funcionar a temperaturas de 2-3 "C por debajo del ajuste de la habitacion del sistema de calefacci6n bajo suelo. El control de la temperatura del suelo del sistema debe regir a 10s demas sistemas de calefaccion.

2.3.3. Condiciones d e diseiio 2.3.3.1. Detalles de edification

Existen una serie de aspectos que deben ser tomados en consideracion cuando se trata del aislamiento de un edificio. Hay aspectos generales relacionados con 10s sistemas de calefaccion, per0 aquellos especialmente relacionados con 10s sistemas de calefaccion bajo suelo son 10s siguientes:

El mortero tiene un coeficiente de expansi6n termica de a = 0,5 mm/m a At = 40 'C (el hormig6n armado tiene el rnismo coeficiente). Por tanto, se necesita aislar el mortero de las paredes y pilares estructurales para evitar la existencia de fuerzas o tensiones innecesarias dentro del edificio. La banda de aislamiento perimetral se utiliza para este proposito.

Juntas de dilatacion En instalaciones de mayor envergadura (por ejemplo, palacios de deportes o iglesias) existen normalmente juntas de dilatacion en el diseiio original de la estructura del suelo (5 mm por cada 10 m). En el diseiio de las instalaciones de calefaccion bajo suelo hay que evitar que las tuberias pasen a traves de las juntas de dilatacion. En aquellos lugares donde las tuberias tienen que pasar a traves de una junta de dilatacion. la tuberia debe ser revestida 0.5 m a cada lado de la junta de dilatacion mediante tub0 corrugado. Humedad

El agua puede ser transportada mediante accion capilar. Por tanto, hay que considerar las barreras de vapor de la estructura del suelo, por ejemplo, cuando el suelo no est6 bien drenado. Materiales que pueden resultar utiles como barrera son, por ejemplo, una lamina de plastico, paneles de polietileno y arena de rio. Focos de humedad

Aislamiento de un edificio.

Aislamiento de la estructura del suelo Entre un piso y otro, el suelo de una habitacion es el techo de la habitacion de abajo. El termostato de cada habitacion controla la temperatura del suelo. Cornprendemos que no es deseable tener una temperatura del techo no controlable proveniente del piso superior. Por tanto, hay que aislar cada uno de 10s pisos. Ademas, es muy importante realizar el aislamiento de la estructura del suelo para reducir las perdidas de calor en direccion dexendente. En una vivienda sin aislamiento en la estructura de suelo, las perdidas se disparan y la calefaccion bajo suelo pierde eficacia. En el piso en contact0 con 10s cimientos, estas perdidas pueden crear problemas en cuanto al control de la ternperatura del edificio. En las zonas donde no es una exigencia normalizada la instalacion de aislamiento se recomienda consultar con expertos en la materia.

La humedad relativa disminuye al aumentar la temperatura (segun diagrama de Molliere). En un suelo templado la humedad relativa aumentar6 al descender la temperatura. Una instalaci6n de calefaccion bajo suelo debe estar diseiiada para operar sobre el area completa del suelo para de esta forma evitar la existencia de rlugares hlimedosm, lo cual implicaria la existencia de suelos frios y hurnedos. Hay que prestar especial atencion consideracion cuando se utilizan materiales de recubrimiento de suelo sensibles a la humead, como, por ejemplo, el parquet. La humedad relativa de la estructura del suelo no debe exceder del80%. Una forma de conseguir esto es mantener una diferencia de temperatura entre el suelo y el material subyacente mayor de 3 6 4 "C. 2.3.3.2. Estructura del suelo

En las calefacciones bajo suelo, la tuberia que transporta agua caliente aporta calor al suelo, de forma que este actha difundiendo el calor a traves de la suoerficie. obteniendo una temDeratura uniforme del suelo. Hay que tener cuidado con el fin de evitar las bolsas de aire del mortero y especialmente las que se encuentran alrededor de las tuberias, ya que el aire es un ma1 conductor tbrmico. Tambien se comercializa aditivo

;ak system" para evitar este problema. Este aditivo no afecta a las tuberias y mejora las propiedades del mortero. Dependiendo del tip0 de edificio, de las normas y de las practicas de construccion, existen una serie de metodos para colocar las tuberias de la calefaccion sobre el forjado. Los siguientes metodos son de tip0 general y describen ejemplos de instalaciones con suelo de mortero. Existen otros metodos que consisten en utilizar diferentes tipos de accesorios para sujetar antes de echar el mortero. Normas generales Las tuberias deben colocarse conforme al diseiio adecuado de 10s circuitos, segun 10s modelos que se adjuntaran mas adelante. El revestimiento minimo aconsejable encima de las tuberias es de 30 mm. El revestimiento maximo aconsejable encima de las tuberias es de 70 mm. En instalaciones de mas envergadura, y a pesar de que la tuberia esta perfectamente preparada para soportar las duras condiciones de obra, 10s circuitos deberian ser inmediatamente recubiertos de mortero para proteger las tuberias de daiios de tipo mecanico. Existe tambien un riesgo de operaciones simultaneas por diferentes categorias de trabajadores de la construccion e incluso de vehiculos.

A.

Circuitos d e tuberias empotrados y unidos a u n mallazo.

tuberias conforme al modelo de la foto. La distancia maxima entre puntos de sujecion con el mallazo es de 750 mm. En las zonas acodadas 300 mm. Los elementos de la instalacion seran: Aislamiento. Mortero. Mallazo con clips. Tuberia de polietileno reticulado. A

Circuitos de tuberias sobre placa aislante moldeada

La instalacion sobre placa aislante moldeada es una opcion rapida y sencilla que permite simplificar el tendido de 10s circuitos de tuberias. Consta de unos tetones en 10s que se inserta la tuberia con fa'cilidad. Los tetones de la placa de aislamiento permiten la instalacion de tuberia con un paso de 10, 15, 20 6 30 cm. El diseiio de las piacas facilita el acoplamiento entre ellas.

4

3

2

uelo de rnortero sobre el aislarniento. Los circuitos de ~beriasse colocan sobre una malla, y se sujetan antes e echar el rnortero.

-

I

I

NOTA: Asegtjrese de que la malla nose coloca diredamente sobre el aislamiento. Es conveniente situar una pelicula de polietileno sobre el aislarniento. La malla sirve para reforrar la estrudura del mortero.

2.3.3.3. Materiales de recubrimiento del suelo

-

NOTA:En el caso de suelos hurnedos es conveniente situar una pelicula de polietileno bajo la plancha de aislamiento.

B.

Circuitos de tuberias empotrados y unidos a un mallazo

La malla de refuerzo de acero para la estructura dei suelo ofrece una forma facil y economica de sujetar las

El material de recubrimiento del suelo y su espesor influyen sobre la transmision de calor. Una alfombra gruesa o una moqueta actua a modo de aislante, y de esta manera se necesita una temperatura mas aka del agua para alcanzar la misma temperatura de la superficie que la de un suelo de ceramica o terrazo (que son buenos conductores del calor). Por otra parte 10s materiales de recubrimiento con caracteristicas aislantes proporcionan una temperatura mas uniforme a1 suelo. Cuando utilice madera como recubrimiento, asegurese de que tenga un contenido de humedad adecuado para las aplicaciones de calefaccion bajo suelo. Bajo tales condiciones, la calefaccion bajo suelo no causara ningun problema. Recomendamos que se consulte con el fabricante cuando el suelo sea de parquet. Para hallar que influencia tienen 10s materiales de recubrimiento sobre la transferencia de calor, se utiliza la siguiente formula. Un valor R mas bajo de material

culos de la instalacion una diferencia de temperatura entre 10s circuitos de tuberias de ida y retorno de 5 a 15 "C. De esta forma, evitaremos que la temperatura del suelo no sea uniforme. 2.3.4.2. Paso de la tuberia

En general, cuando se formulen 10s planos de la disposition de las tuberias, se deberia prestar atenci6n a dirigir el flujo de alimentacion hacia las paredes externas o hacia otras areas potencialmente frias. Se debe tener en cuenta evitar pasar a traves de las juntas de dilatacion, incluidas en el diseiio del parametro. Si deben atravesarse estas, consulte el apartado 2.3.3.1 (juntas de dilatacion).

Basandonos en 10s aspectos economicos, un paso de tuberia de 200 mm (distancia entre 10s centros) optimiza el diseiio y la instalacion de calefaccion bajo suelo. Este paso de tuberia es bastante comun en las instalaciones de calefaccion bajo suelo. Cuando el disefio se hace utilizando otro paso de tuberia diferente de 200 mm, se modifica la temperatura del agua para alcanzar la misma emision de calor. Por ejemplo, si el paso de la tuberia es de 300 mm en lugar de 200 mm, se necesitaria un aumento de la temperatura del agua del 10%. Un paso de tuberia de 100 mm por el contrario, requeriria una reduccion de la temperatura del agua del 10% unicamente. Se necesitaria mas longitud de tuberias para la misma biea, lo cual encarece la instalacion.

La Configuracion A ofrece facilidad de instalacion de las tuberias, per0 con una distribucion menos uniforme del calor sobre la superficie del suelo. Las variaciones de temperatura se mantienen al minimo dentro de zonas pequefias. El salto termico considerado entre ida y retorno debe estar entre 5 y 10 "C para conseguir una temperatura del suelo lo mds uniforme posible. Su desventaja es que tiene radios de curvatura pequeiios, por lo que para instalar la Configuracion A, se recomienda un tub0 muy flexible. E l siguiente grafico nos muestra la distribucion de temperaturas del agua de ida y retorno en el interior del tubo.

I

Ternperatura del agua en funcidn del paso de la tuberia.

Otro factor importante que determina el paso de la tuberia es la variacion de temperatura sobre la superficie el suelo. Estudios efectuados en seres humanos muestran que un pie humano descalzo no puede detectar una variacion de menos de 2 "C. Un paso de tuberia de 250 mm para la configuracion A (con una profundidad de tuberias de un minimo de 30 mm en mortero) mantiene la temperatura dentro del margen donde el pie humano no puede detectar ninguna variacion de temperatura del suelo. 2.3.4.3. Configuracion de circuitos de tuberias

Existen tres tipos principales de configuraciones de circuitos de tuberias para la calefaccion bajo suelo.

La Conrlguraci6n C proporciona una distribucion de temperatura muy homogenea, per0 plantea mayor dificultad de instalacion. La Configuraci6n C es adecuada para instalaciones con pequeiia separacion entre tubos. Esta configuracion es bAsicamente una variante de la Configuracibn B, per0 con forma de espiral, y como en &a, permite saltos termicos mayores entre ida y retorno (15 "C) sin afedar significativamente a la uniformidad de la temperatura del suelo. El siguiente grhfico nos muestra la distribucion de temperaturas del agua de ida y retorno en el interior del tubo.

L La Configuraci6n B proporciona una temperatura media uniforme, per0 con una mayor variacion de ternperatura dentro de Areas pequeiias. Esta configuracion permite saltos termicos mayores entre ida y retorno (15 "C) sin afectar significativamente a la uniformidad de la temperatura del suelo. Las caracteristicas de esta configuracion consisten en que las tuberias de alimentaci6n y retorno de 10s circuitos de tuberias esthn dispuestas en paralelo. El siguiente grhfico nos muestra la distribucion de temperaturas del agua de ida y retorno en el interior del tubo. 2.5.4.4. DiAmetro de la tuberia

En el diseRo de las instalaciones de calefacci6n bajo suelo se recomienda el uso de tuberia de 20 x 1,9 mm, aunque tambien se instalan frecuentemente tuberias de otras dimensiones, como son 16 x 1,8 y 17 x 2,0, debido a las exigencias de produccion de calor y de caida de presion o aspectos prhcticos como la flexibilidad de la tuberia. Al ser diferentes 10s diametros de las tuberias lo son tambien las superficies de emision de calor, por lo que debe realizarse una compensacion de la temperatura del agua. -

1 ' 9 3 4 5 6 7 8 9 1011 121314151617181920

1

Factor

FFFFl

I"

-

-

Por ejemplo, si se utiliza una tuberia de 15 mm en lugar de una de 20 mm la temperatura del agua debera incrementarse en un 2%; es decir, multiplicarla por un factor de 1.02. Hay que recordar que para mantener el caudal de agua constante, la velocidad del agua se incrementara, asi como las perdidas de carga. 2.3.4.5. Profundidad de la tuberia

La profundidad de la tuberia esta directamente relacionada con la temperatura del agua; es decir, en un sistema donde la tuberia este instalada a mas profundidad, la temperatura del agua debera ser superior. Al mismo tiempo, la temperatura del suelo sera m6s uniforme.

doble que la del mortero. En algunas aplicaciones, como. por ejemplo, en hangares, es interesante observar que las tuberias estan empotradas en una espesa caoa de comoresion. a fin de a~rovecharla eneraia

Capacidad calorifica: Agua Mortero Densidad: Agua Mortero

I

4,18 1.00 1.00 2O ,O

kJ/Kg K kJ/Kg K Kg/dm3 Kg/dm3

En las instalaciones donde el material que hay encima del mortero tenga una conductividad termica baja (como, por ejemplo, la madera), la tuberia puede encontrarse mas cerca de la superficie. Es importante evitar que se produzcan bolsas de aire alrededor de la tuberia. 2.3.4.6. Dilatacion termica

En las instalaciones de calefaccion bajo suelo donde se utiliza tuberia de 20 x 1.9 mm, las fuerzas de dilatacion termica son despreciables. Esto significa que las tuberias no daiiaran el mortero.

I

-

Dflatacidn t&mica, mmlm

En el mortero se recomienda una profundidad de entre 30 y 70 mm por encima del tubo. Si la tuberia esta instalada demasiado cerca de la superficie, la temperatura del suelo podra variar demasiado. Si la tuberia esta instalada muy profundamente, parte de la energia calorifica quedara almacenada. Esta situarion hara aumentar el tiempo de respuesta.

-

2.3.4.7. Fuerzas de expansion y contraccion

Basandonos en las propiedades del mortero y del agua, vale la pena hacer observar la capacidad de almacenamiento de energia del agua, que es mas del

La expansion longitudinal no puede tener lugar cuando las tuberias estan empotradas en hormigon. Sin embargo, la expansion transversal producira como resultado un espesor de la pared ligeramente incrementado, que no danara el mortero ni perjudicara al tubo.

Cuanto mejor sea el nivel de regulacidn arcanzado en el sistema, mayor sera el ahorro energetico y el nivel de confort que se alcanzara. La regulacion viene determinada por 10s siguientes agentes: factores externos (orientation del edificio, zona climatica, direcci6n del viento, etc.) y factores internos (iluminaci6n, hornos, tiempo de ocupacion, lndice de ocupacion, intermitencia, renovaciones, etc.). Estos agentes marcaran las demandas energeticas dentro del conjunto de un edificio.

Termosotam de temperatura ambiente con regulacidn de la temperatura nominal para ajustar y mantener la temperatura ambiente deseada.

-.

..

.

.

-

.. - . - .

Fuelza maxima de expansion

Los elementos principales de la regulacion son:

Es la fuerza que surge cuando una tuberia fija se calienta hasta alcanzar la maxima temperatura operativa de 95 "C. Fuerza maxima de contraccih Es la fuerza de contraccion debida a la contraccion termica, al igual que al acortamiento longitudinal de la tuberia, cuando ha sido instalada en una posicion fija a la temperatura operativa maxima. Fuerza de contracci6n Es la fuerza restante en la tuberia a la temperatura de instalacion debido al acortamiento longitudinal cuando la tuberia fija ha &ado a presion operativa maxima y a maxima temperatura durante cierto tiempo.

2.3.5.1. Principios de regulation

El objetivo primordial de la regulacion es alcanzar un nivel m6ximo de confort en 10s locales con el minimo coste energetico, manteniendo la temperatura del ambiente lo m6s proxima a la ideal (vease apartado 2.1).

*

Centralitas de regulaci6n: son 10s elementos de toma de decision. Cuando la temperatura del ambiente varia, reciben una setial de la sonda y cornandan 10s actuadores hasta compensar esa variacion. Son& que pueden ser de ambiente, de impulsi6n, exterior, etc. Son unos ledores de temperatura, equipados con un elemento sensor (bimetal u otro), que enviaran constantemente una setial a la centralita de regulacion. Actuado~:que pueden ser valvulas de dos, tres y cuatro vias, cabezas termostaticas, etc. Estan comandados por la centralita y son 10s encargados de compensar la variacion de temperatura. Taimostatos: es posible realizar un control primario de la temperatura del local mediante un termostato ambiente que comande directamente una cabeza termostatica, sin instalar centralita de regulacion. Estos elementos pueden estar accionados electrica o mecanicamente. En 10s sistemas accionados mecanicamente, existe normalmente una distancia limitada entre el termostato de ambiente y el actuador. Por tanto, se requiere que 10s termostatos esten instalados cerca de 10s aduadores. En 10s sistemas accionados el6ctricamente. 10s termostatos de ambiente y 10s actuadores no estbn sujetos a esta limitacion. Por tanto, su localizaci6n no es critica.

-

Los sistemas de regulacion pueden estar comandados con seriales de todo-nada o bien con seriales proporcionales: En 10s sistemas comandados con seriales todonada, es el termostato el encargado de regular la instalacion. El principio de funcionamiento es el siguiente: ~ n vez a seleccionada la temperatura b o r eiemolo. 20 "C oara el ambiente). cuando el i'ermdstato detecte h a disminucion de esa temperatura. enviara una serial al actuador para que este se abra (posicion todo) y cuando la temperatura aumente hasta la elegida, interrumpira la setial para que el actuador cierre (posicion nada). En 10s sistemas comandados con seriales proporcionales, es la centralita la encargada de regular la instalacion. El principio de funcionamiento es el siguiente: La sonda ira leyendo la temperatura ambiente y enviara continuamente una setial a la centralita. Una vez seleccionada la temperatura (por ejemplo, 20 "C para el ambiente), evaluara 10s datos y enviara otra serial, proporcional a la temperatura y al tiempo de respuesta al actuador, para que este se abra o cierre en proporcion directa a las disminuciones o incrementos de la temperatura del ambiente.

-

2.3.5.2. Metodos de regulation

Como ya hemos mencionado anteriormente, 10s sistemas de regulacion pretenden mantener la temperatura del ambiente muy proxima a la ideal. La temperatura ambiente es directamente proporcional a la temperatura superficial del suelo y, por ello, a la temperatura del agua en las tuberias. Por tanto, hablar de control de temperatura del ambiente es hablar de control de la temperatura del agua (ya sea de impulsion o d e retorno). Existen diferentes metodos para controlar la temperatura ambiente en 10s sistemas de calefaccion bajo suelo. Los siguientes metodos pueden ser (y son de hecho) combinados, dependiendo de 10s diferentes principios y filosofias de ingenieria. Mediante estas combinaciones se pueden obtener diferentes resultados. Un factor importante a tener en cuenta a la hora de elegir un metodo de regulacion. es que en las instalaciones de calefaccion bajo suelo, con pequeiios incrementos en la temperatura del suelo, la variacion del calor emitido es muy grande. Por ejemplo; en una habitacion de 10 m: se transmiten 630 W con una temperatura del suelo de 26 "C y de ambiente de 20 "C (10.5 W/"C AT). Con un incremento de 1 "C en la temperatura del suelo, la transmision aumentaria a 735 W; es decir, un 17% mas.

-

orientacion norte de la vivienda, bajo indice de ocupacion, etc.) la temperatura ambiente sea de 20 "C. r Cuando la demanda de calor aumenta, la temperatura media del suelo disminuye y hay que actuar manualmente sobre el termostato del generador, aumentando la temperatura de agua de impulsion para corregir esta demanda de temperatura. b Cuando la demanda disminuye, actuaremos de forma contraria, disminuyendo la temperatura del agua de impulsi6n.

Control sobre la temperatura del agua de impulsion en el generador de calor Es uno de 10s principios de control mas rudimentario y consiste en mantener constante la temperatura del agua de impulsion, desde el generador de calor. Este tipo de control actua de la siguiente forma:

-

Seleccionamos una temperatura de agua de impulsion para que con unas determinadas condiciones (por ejemplo, 0 "C de temperatura exterior,

Como se ouede comorobar, este es un metodo de

compensation muy lenta sobre las variaciones de tem-

peratura del ambiente .porque, cuando se nota el efec. to, es cuando se actha para corregirlo. Control sobre la ternperatura del agua de retorno de la fuente de calor Es un metodo un poco mas precis0 que el anterior, per0 sigue siendo un principio simple de control. Consiste en mantener constante la temperatura del agua de retorno. Para ello, colocaremos en la tuberia de retorno un termostato de contacto. Este tip0 de control actua de la siguiente forma: Seleccionamos una temperatura de agua de retorno, para que con unas determinadas condiciones (por ejemplo, 0 "C de temperatura exterior, orientacion norte de la vivienda, bajo indice de ocupacion, etc.) la temperatura ambiente sea de 20 "C. Cuando la demanda de calor aumenta, la temperatura del suelo disminuye y, por tanto, el agua de retorno llegara mas baja que la seleccionada. Entonces, el termostato recogera esta informacion y mandara poner en marcha el generador para compensar la variacion de temperatura. Cuando la demanda de calor disminuya, la temperatura del agua de retorno llegara mas aka que la seleccionada. Entonces el termostato recogera esta information y mandara parar el generador para disminuir el incremento de temperatura. Este es un metodo de compensacion mas rapido que el anterior, porque es el propio sistema el que recono-

ce las variaciones de temperatur ci6n del agua de retorno. Pero, tien; que esperar a que la variaci6n en la temperatura del ambiente afecte a la temperatura de agua de retorno, para compensarla. Por ello, reacciona lentamente a 10s cambios de temperatura. Control de la ternperatura arnbiente Este metodo puede considerane suficiente para ejercer un control efectivo sobre el sistema. Mediante un termostato ambiente controlaremos la temperatura del agua de alimentacion (y con ella la del local). Ante variaciones de temperatura en el ambiente, el termostato enviara una seiial (todo-nada) al actuador para compensar esa variacion. En este caso. el actuador bien puede ser una cabeza termostatica o bien maniobrar directamente sobre el generador de calor. Para realizar un control mas efectivo, en lugar de un termostato, podemos colocar un cronotermostato. Vamos a suponer que colocamos un termostato ambiente controlando una cabeza termostatica. Este tipo de control actuara de la siguiente forma: Una vez elegidos las condiciones de diseiio oportunas y hechos 10s calculos adecuados para el correcto funcionamiento del sistema con estas condiciones, seleccionamos en el termostato una temperatura ambiente de, por ejemplo, 20 O C . Cuando la demanda de calor aumenta, el termostat0 detectar6 una disminuci6n de la temperatura ambiente y mandari una seiial (todo) a la

cabeza termostdtica para que abra. Con ello, se abrira el circuito de tuberias, hasta que se compense la variacion de temperatura. w Cuando la demanda de calor disminuya, el termostato detectara un aumento de la temperatura ambiente y mandara otra seiial (nada) a la cabeza termoMtica para que cierre. En este caso, se cerrard el circuito de tuberias, hasta que se compense la variacion. La localization del termostato es critica. Debe colocane en un local de referencia adecuado que sea sensible a las variaciones de temperatura (pero nunca en coc,inas ni baiios). Este empieza a ser un metodo de compensacion, porque en el momento en que se produce la variaci6n de la temperatura ambiente, se acttla sobre las vdlvulas termostaticas o sobre el generador, para compensarla: Tiene una compensaci6n bastante rapida para las elevaciones de temperatura originadas dentro del local. Control de la temperatura ambiente en funci6n de la temperatura exterior Este es un metodo muy efectivo para controlar el sistema, porque tenemos dos fuentes de informacion: una sonda exterior y una sonda ambiente. La sonda exterior y la sonda ambiente enviaran constantemente informaci6n a una centralita de regulacion que comparara 10s dos valores, y dependiendo del resultado enviara una seiial (proportional) al actuador o actuadores. Suponiendo que la centralita vaya a actuar sobre una vilvula de tres vias, este tip0 de control actuara de la siguiente forma: Una vez elegidas las condiciones de diseiio pportunas y hechos 10s calculos adecuados para el correcto funcionamiento del sistema con estas condiciones, seleccionamos, por ejemplo, un AT hbi.-,nw, de 25 "C para que la temperatura ambiente sea de 20 "C. En todo momento, la centralita tendra informacion de la temperatura en el exterior y la temperatura en el local. Cuando la temperatura exterior disminuya, la sonda exterior enviara su lectura a la centralita. Esta comparar6 con la temperatura ambiente y enviare una seiial a la valvula de tres vias para que abra proporcionalrnente a esa disminucibn. Con ello, se aumentara la temperatura del agua de impulsi6n del circuito de tuberias y nos anticiparemos a la disminucion de la temperatura ambiente. Cuando la temperatura exterior aumente, la sonda exterior enviara su lectura a la centralita. k t a comparara con la temperatura ambiente y enviara una seiial a la valvula de tres vias para que cierre proporcionalmente a esa disminuci6n. Con ello, se disminuira la temperatura del agua de impulsi6n del circuito de tuberias y nos anticiparemos al aumento de la temperatura ambiente. La localizaci6n de las sondas es tambien critica. La sonda ambiente debe, como en el metodo anterior, colocarse en un local adecuado para que sea sensible a las variaciones de temperatura. La sonda exterior debe colocarse en la fachada mas desfavorable, para que las

Para un c4lculo correct0 de una calefacci6n bajo suelo, deberan seguirse 10s siguientes pasos: •÷.*.Cornprobar que el plano del edificio es claro y . legible, y que indica la ubicacion del generador en el edificio y la localization de 10s tubos de alimentaci6n. montantes y bifurcaciones dentro del edificio. kg Dividir el edificio por habitaciones, asignando a cada una un nombre o referencia. 3,' Calcular el coeficiente de transmision (Ki) de cada uno de 10s cerramientos, a partir de 10s datos de 10s materiales (espesor, conductividad, etc.). 4. Calcular las demandas calorificas de cada habitacion (en WIm3. ffLw Calcular la temperatura del agua de impulsion de la instalacion. Bl' Calcular el paso de las tuberias y la diferencia de temperatura entre ida y retorno en 10s circuitos de cada habitacion. 5.' Calcular el caudal de agua de cada circuito y el total de la instalaci6n. &' Calcular el diametro de las tuberias de alimen. tach. 9,' Calcular la caida de presi6n en el circuito. Seleccionar la bomba de circulaci6n. 11. Calcular la potencia del generador de calor. Calcular el deposit0 de expansion.

e, = Espesor en m. a, = Coeficiente superficial de transmision de calor (a,de admision y a, de emision) en Kcal h m2"C = coeficiente de conductividad t6rmica en Kcal h Q = Cantidad de calor en

h

5 = Superficie en m2. Los diferentes AT tendrdn 10s siguientes valores:

a. a*

Partimos de una fuente de calor Q. En cada uno de 10s elementos constructivos tendremos una diferencia de temperatura que, aproximadamente, tendra la siguiente distribucion:

Podemos agrupar las diferencias de temperaturas como deseemos para conocerla en un determinado punto. Por ejemplo, querernos conocer la temperatura de T, conociendo la temperatura interior:

Despejando, obtendremos:

Y de igual forma podremos conocer el valor de Q, conociendo dos temperaturas y las caracteristicas de 10s materiales utilizados:

Donde: Ti = Temperatura en cada uno de 10s puntos del cerramiento, en "C.

esak sysre -+-

Si las temperaturas conocidas son T!, y ,T como ocurre generalmente en 10s calculos de calefaccion, el valor de Q sera:

Podemos entonces definir el valor del coeficiente de transmision termica del cerramiento K, como:

Sustituyendo, tendremos:

Por tanto, el valor del coeficiente de transmision termica de este cerramiento sera: Y el valor de Q sera:

K = 0,751

Kcal hm2"C

Y el valor de Q sera:

Suponiendo que la superficie es 100 m2 y que el cerramiento esta compuesto de 10s materiales indicados en la figura, calcular el valor de Q y el valor de la temperatura en T, T, T, T, y T, (T., = 20 "C; T,. = 0 "C).

Kcal

I

1 = 1 0 0 ~ 2 0 ~ 0 , 7 5=1502--1 h

=1742,32W

I

Conocidos estos valores, podemos calcular la temperatura a la que se encuentran cada una de las capas de la siguiente forma: La temperatura en T, sera: Suelo baldosa de gres

Mortero de cement0

I

T, Poliestireno expandid:

tip0 IV

t

La temperatura en T, sera:

La temperatura en T, sera:

Como ya se ha indicado, el valor de Q sera:

La temperatura en T, sera:

Ademas, la distribucion de temperaturas quedaria de la siguiente forma:

La temperatura en T, sera:

Podemos ver que la temperatura superficial T, se reduce considerablemente respecto a la aislada, y que el mayor salto termico en el cerramiento se produce en la bovedilla ceramica por ser de mayor espesor que las demas. Es la raz6n de 10s suelos frios en sistemas convencionales.

CBlwlo de las demandas calorlficas

3.4.

-

'Nora: Para 10s calculos se toma como temperatura base la T,.. p r o de igual forma se pueden llegar a 10s mismos resultados tomando como base la T, y despejando lor valores desde &a.

Por tanto, el diagrama inicial de temperaturas quedar6 de la siguiente forma:

Para el calculo de la demanda calorifica se pueden seguir 10s procedimientos usuales de calculo, atendiendo, siempre a las prescripciones indicadas en la Norma Bdsica de Edificacion CT-79 (Condiciones Termicas en 10s Edificios). Es muy importante destacar que en 10s sistemas de calefaccion bajo suelo, el suelo es el emisor de calor en el recinto. Si traducimos esto a 10s c&ulos, significa que no tendremos que considerar las perdidas por transmision a traves del mismo, puesto que no las habra.

Esquerna de perdidas de wlor en una vivienda.

Para efectuar 10s c6lculos de perdidas de calor en un local o recinto se emplea la siguiente formula general: -

-~ -

Si obse~amosesta distribucion de temoeraturas. podemos comprobar que en la plancha de poliestireno es donde se produce el mayor salto termico (AT = 12.6 "C), lo que quiere decir que aislando correctsmente el cerramiento, las perdidas del local disminuyen de forma considerable. lmaginemos que no colocamos la plancha de poliestireno. Las perdidas obtenidas se disparan hasta una Q = 4.022,3 Kcalh, que suponen un increment0 de un 267,8%.

Donde: Q

&,

= Necesidades de calor, W. = Area del suelo, m2.

La formula general para el calculo de las perdidas de un local, es la siguiente:

esak system"

At = T, - T, Diferencia entre las temperaturas a un lado y al otro del cerramiento. T, = P interior al cerramiento ("Q. T, = Ta exterior al cerramiento ("C).

-

-

NOTA:Como ya re ha indicado, en calefaccion bajo sueio se puede reducir en 1 6 2 'C la temperatura de cAlcuio en el interior del recinto, ilegando a la mirma temperatura que en lor sistemas tradicionaler de radiadorer. Por tanto, podemos hacer lor ciiculos con una T,, de 18 6 19 'C.

K, = Coeficiente de transmision termica de cada cerramiento Kcal mah"C A, = Area neta de cada uno de 10s cerramientos del local: muros, ventanas, puertas, suelo, techo, etc. (m2). A ,,T, = T, T -, Diferencia entre las temperaturas entre el interior y el exterior. T, = Ta interior (corresponde al ambiente) PC). T.*= P exterior (corresponde a la calle) ("C). V = Volumen del aire del local (m3). kcal C. = Calor especifico del aire, 0 . 2 4 7 Kg C p. = Peso especifico del aire seco, 1.24 K #a 1 0 0 1~. 2~0 5 3 a 2 0 ~ n = numero de renovaciones de aire por hora. F = Suplementos que seran: la siguiente tabla nos muestra 10s suplementos que debemos aiiadir para compensar la perdida de calor:

Tendremos entonces que: , ,K = 2 K c a h m' "C. knb,. = 3 Kcalh m2"C. K= 0,77 Kcallh m2"C (limite de coeficiente de transmision de calor para una cubierta, marcado por la NEE CT-79). ,K ,,, = 1,03 Kcalh m' "C. (limite de coeficiente de transmisi6n de calor para una fachada, marcado por la NEE CT-79). Por tanto, vamos a calcular con 10s limites maximos impuestos por la Norma 0-79. = 0.5 vecedh. n F = 0.05 (por orientacion norte). Para simplificar el ejemplo vamos a suponer que todos 10s cerramientos dan al exterior, por tanto, el AT es constante T, = 20 "C. ,T = - 5 "C. Aplicando la formula:

-

NOTA:En el c6lcuio de 10s ristemas de calefacci6n bajo suelo, no re conrideran tar perdidas por pareder frias, ni por intermitenciar, ya que la5 caracterlsticar de la instalaci6n aconsejan no i n t e r ~ m p isu r funcionamiento. sino aue trabaie en reaimen reducido. Tambikn qu&emos hacer dekacar eq; las p6rdidar vienen dadar en Kcallh, por tanto, para pasar a W se aplica la siguiente relaci6n:

Tendremos:

Por tanto, Siguiendo 10s criterios de diseiio del epigrafe 3. vamos a calcular la demanda energetica por cuadrado, q, del siguiente local:

Kcal h

Q=5901,13 -

I

corno 1-

Kcal = 1,16W, tendrernos: h

I

Datos: = 68.45 W/m2 q = 12 W/m2 'C TI, = 20 "C )espejando Tsuelo de la f6rmuli

Y el valor de q sera:

El coeficiente de transmision de calor del suelo qWr vale 12 W/m2"C. Tiene dos componentes; uno es el coeficiente de transmision por radiation, y el otro es el coeficiente de transmisi6n por convecci6n. Para nuestros calculos es suficiente con conocer que el coeficiente de transmisi6n por radiaci6n es de aproximadamente un 60% sobre el total de transmision y el de conveccion de un 40%.

~,.,.,

Como ya se ha indicado, la temperatura superficial no debe superar 10s 29 "C en las zonas normalmente ocupadas. Pero hay demasiados casos que para una superficie de habitacion dada, superamos este valor. En estos casos hay que actuar de la siquiente forma. Supongamos que tenemos una ha6itacion de 20 m2 (5 x 4) y que hemos calculado que las perdidas son de 2.800 W, entonces la temperatura superficial sera (a = 12 W/m2 "0:

Entonces deberemos dividir la habitacion en dos subdreas: area perimetral y area residencial, donde: = es la superficie que normalmente tiene 10s mayores periodos de ocupacion del recinto. Normalmente corresponde a las zonas medias del mismo. La temperatura superficial en estas superficies no debera superar 10s 29 OC. A,= es la superficie que va a ser calentada a una temperatura mayor, y viene definida como un mhimo de 1 m de anchura alrededor de las paredes del recinto. En estas zonas pueden ser calentadas hasta un maximo de 35 "C de temperatura superficial.

Observando la figura, y teniendo en cuenta el epigrafe 3.3, tet=m-c nllq:

Donde: ATm= Salto tkrmico entre la temperatura superficial y la temperatura ambiente interior. Por tanto, tendremos que Calcular la temperatura del suelo de la vivienda del epigrafe 3.4.

Areribnd.~ = 6 m2.

kmd = 14 in2.

esak system" Y de igual forma obtendremos una q-,,,I que deberan cumplir que:

y una

Y la temperatura del agua de rerorno, ser

Qp,,lmn,,l

Como en ona as normalmente ocupadas no debevemos sobrepasar 10s 29 "C:

Y la temperatura superficial e

La temperatura del agua de impulsion que circula por las tuberias de la calefacci6n bajo suelo viene determinada por el valor de la demanda calorifica q, por la temperatura ambiente, por las caracteristicas del recubrimiento del suelo y por el espesor del mortero por encima del tubo. Los sistemas de calefaccion bajo suelo se pueden diseiiar para saltos de temperaturas del agua de un m6ximo de 15 "C. Cuanto menor es el salto de temperatura, mas homogenea es la temper=+llra del-1-1.1.

Como ya se ha indicado, para calcular la temperatura del agua de impulsi6n y el paso entre tubos deberemos conocer la demanda calorifica (q), la temperatura ambiente (TJ, el tip0 de recubrimiento del suelo (L, segljn el epigrafe 2.3.3.3) y el espesor del mortero por encima del tub0 (em). Una vez conocidos estos valores y teniendo en cuenta que la temperatura de impulsi6n sera la misma para todos 10s circuitos y que por ello sera la temperatura de salida de agua del grupo termico, deberemos escoger el circuito mas desfavorable para el calculo de la tervperatura de impulsion. Este correspondera a la habitaci6n que tenga mayor valor de q (perdidas por metro cuadrado). Con estos valores calcularemos la temperatura del agua de impulsi6n de todos 10s circuitos y el AT y el paso entre tubos de todos 10s circuitos. En el siguiente ejemplo veremos c6mo hay que operar.

Calcular la temperatura de impulsi6n, el AT y el paso ente tubos de la siguiente vivienda. Datos: = 5 cm (para todas las habitaciones). , ,e La divisi6n por habitaciones y las perdidas en cada una de ellas, sera de la siguiente forma:

Si tomamos A 7 = 10 OC, significa que la temperatura de ida sera 5 "C mayor que la media, y la Tade retotno 5 'C menor que la media.

Calcular la temperatura media del agua del circuito: Datos: = 68-45 Wlm,. q Tm = 20 "C. ,m e, = 5cm. R = 0.05 Timpu~,,n = 47 "C. Seleccionamos AT-, = 8 'C. Por tanto, la temperatura media del agua ser

Cada habitation se corresponde con un circuito de tuberfas (posteriormente veremos que por razones de compensaci6n de 10s circuitos, la habitaci6n H I deberemos dividirla en dos circuitos HI, y HlJ. Paso 1.': crearemos una tabla con 10s datos de la instalaci6n:

1

Pam 2. .rulnpondremos un grafico con 10s valores

Moqueta (5 mm)

0,10

Parquet (7 mm)

0.05

Parquet (7 mm)

0,05

Parquet (7 mm)

0.05

63

Parquet (7 mm)

0.05

7

rrazo (5 mm) Gres (15 mm)

I W/rnz

de 10s pasos en funci6n de AT, b, em y q, en la que sumaremos todas las grdficas de las variables que se van a estudiar (&stas graficas las encontraremos en 10s anexos). El grdfico del ejemplo quedara como se muestra mds abajo.

0.00 I 0.00

em.

7m 68

61 6

3.": calcularemos la temperatura de impulsi6n de la instalaci6n. Para ello seleccionaremos la habitaci6n mas desfavorable, que sera, como ya hemos indicado, la habitacion que tenga mayor valor de q. En nuestro ejemplo, obse~andola Tabla 2, comprobamos que el caso mas desfavorable se produce en HI, por tanto, 10s datos seran:

,&a

Lltvamos estos datos al grdfico de instalacion (vbase pagiha siguiente): Obteniendo que: ATH = 20.3 "C. Para un paso de 10 cm. ATH = 22,7 'C. Para un paso de 15 cm. ATH = 25,2 "C. Para un paso de 20 cm. ATH = 29,9 "C. Para un paso de 30 cm.

= 5 crn

180 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50

40 30 20 10 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 AT" ('C)

system'"

e-

= 5 crn

De estos valores habra que escoger el mas adecuado para optimizar el funcionamiento de la instalacion. El criterio de selection sera el siguiente: 1. Seleccionamos el AT,, mas alto, que se corresponderh con el de mayor peso. En nuestro ejemplo AT" = 29,9 "C para un paso de 30 cm. 2. En la Tabla 2, buscamos la habitacion mas favorable, que sera la que tenga menor valor de q. En nuestro ejemplo H6, con una q = 60 W/m2 y R = 0.

k~rasladamosestos datos al grafico de instalaci6ny leemos el valor de AT,, correspondiente, para el mayor paso.

En nuestro ejemplo ATH= 19,6 "C para el mayor paso (40 cm). 4. Con estos dos valores (maximo y minimo) de AT,,. nos vamos a la tabla de conversiones (mas adelante). En la columna de AT = 5 buscamos el valor que mas se ajuste al ATH maximo calculado. Seleccionamos esa fila para el c8lculo. Comprobamos que el valor de AT,, minimo calculado (o un valor proximo a 61) se encuentre en alguna celda de la fila seleccionada. Si no lo encontramos, deberemos seleccionar ATH correspondiente al paso inmediatamente inferior y repetir el proceso hasta encontrar uno que se ajuste a las necesidades de la instalaci6n. En nuestro ejemplo AT, (maximo) = 29.9 "C AT, (minimo) = 19,6 "C

El valor que mas se ajusta a ATH(m6x1mo)= 29,9 en la columna de ATH= 5 es 2543.ObSeNamoS que el ATH(minimo) de la fila es de 23.71 > 19.6. Esto significa que para alcanzar el valor de 19.6, tendriamosque aumentar el AT de la instalaci6n con valores de 15 y si recordamos, los valores de AT adecuados est6n entre 5 y 15 "C (v6ase apartado 2.3.4.1). Por tanto, debemos seleccionar el AT,, correspondiente al Daso inmediatamente inferior . v r e.~ e t i r el proceso. ATN(maximo)= 25,2 "C para un paso de 20 cm. ATH(minimo) = 19.6 "C para P = 40 y R = 0.

Como hemos visto, la tabla de conversiones nos relaciona 10s AT,, con las temperaturas de impulsi6n T,m, y con 10s valores de diferencia de temperatura impulsi6n-retorno del circuito AT. La temperatura de impulsi6n se encuentra en la fila en la que estamos trabajando. Por tanto, en nuestro ejemplo con un ATH(mBximo) = 25,2 y un AT (minimo) = 19.6, tendremos que la temperatura de impulsion sera de T, = 48 "C.

Obse~amosque para AT = 5 tenemos el valor mas aproximado a ATH(maximo) de 25,42y que el ATH (mlnimo) de la fila es de 19,55,muy proximo a 136. Por tanto, AT, = 25,2 para un paso de 20 cm sera nuestro punto de trabajo inicial.

A Partir de este momento, solo nos moveremos en esta fila para mantener constante la temperatura de impulsion del circuito y obtener las demandas q de cada habitaci6n variando el AT entre impulsiony retorno desde 5 hasta 15 "C. Podemos incluso marcar el area de trabajo en la grafica de instalacih, con 10s valores obtenidos para ATH con un AT maximo de 15 "C.El Area nos la limitan 10s valores maximo y mlnimo de las perdidas q y de AT". El gr6fico que aparece en la pdgina siguiente tiene definida el area de trabajo para nuestro ejemplo, cuyos valores limite serhn: ATH= 25.2 "C ,,q = 80 W/m2 ATH= 19.6 "C q*, = 60 W/m2

Paso4A haremos una tabla resumen que se ira rellenando a medida que obtengamos 10s resultados de la instalaci6n. La tabla resumen tendra 10s siguientes campos:

Tendr6 tantas filas como circuitos tenga el colector. En caso de necesitar m6s de un colector, haremos tantas tablas resumen como colectores hay que instalar. En nuestro ejemplo tendremos 1 colector y 9 circuitos (puesto que como veremos mas adelante, la habit a c h HI necesita dos circuitos porque con uno solo seria demasiado largo y tendriamos muchos problemas para compensar la instalacion). Vamos a rellenar 10s datos que ya conocemos:

esak systeme

Paso 5.? iremos rellenando el paso P y el ATHde la tabla resumen teniendo en cuenta el tip0 de suelo de cada habitacion y que no debemos superar AT de 15 "C. En nuestro ejemplo, para HZ tenemos que q = 70 y que R = 0,05 (v6ase grafico de la pagina siguiente). Para HZ obtendremos un paso de P= 30 y un ATH= 22, Operando igual para cada una de las habitaciones l l e gamos a 10s siguientes resultados:

Pasa 6.O: con la tabla de conversiones (que aparece en la pagina anterior) iremos rellenando 10s valores que le faltan a la tabla, teniendo en cuenta que en cada caso se debe tomar el AT que mas se ajuste al AT" obtenido en el grafico:

Esta tabla resumen es muy importante y debera entregarse una copia a todas las personas vinculadas al proyecto (propiedad, arquitecto, constructora. etc.),

porque contiene toda la information necesaria para realizar 10s ajustes y compensaciones de la instalacion. En la siguiente pagina hemos introducido una plantilla con una tabla resumen que pueden fotocopiar y usar como base de sus calculos. No obstante, pueden hacer otra tabla con el formato que deseen, per0 aconsejamos incluir 10s datos reflejados en nuestra suaerencia. De iaual forma. mas adelante hemos introd&do el grafko de instalacion del ejemplo, que puede servir para una gran cantidad de casos. Pero si no se ajusta a su caso, debera componer una con 10s graficos de instalacion que encontrara en 10s anexos.

El agua en 10s sistemas de calefaccion bajo suelo es el encargado de fluir por 10s circuitos de tuberia, suministrando el calor al suelo. En una vivienda, el requerimiento de calor suele ser proporcional al area de cada habitacion. La longitud de las tuberias sera diferente en cada circuito. Normalmente las habitaciones mas grandes tendran mayor caudal de agua en el circuito. El valor del caudal de agua es determinado por la cantidad de calor requerida y el salto termico entre ida y retorno.

5

esak systemi

El caudal puede ser calculado de la siguiente forma:

2,

Donde: = caudal de agua (Vs). = demanda calorlfica W. AThb = Thp- - T-. C

Q

Calcular el caudal de agua que debe suministrar una bomba en un sistema de calefacci6n bajo suelo segun 10s siguientes datos: Datos: Demanda de calor, Q = 6.845 W. ATagua = 9 "C. Segun la f6rmula. tenemos que:

De esta manera se calcula el caudal para un determinado circuito. El caudal total de la instalaci6n sera la suma de 10s caudales de cada uno de estos circuitos.

De acuerdo con el ejemplo del apartado 3.6, vamos a calcular el caudal de agua de 10s diferentes circuitos. Datos: Segun el apartado 3.6. La division por circuitos y las perdidas en cada uno de ellos, ser6 de la siguiente forma:

Una vez conocidas las necesidades de la vivienda, el salto termico y el caudal necesario, estamos en condiciones de calcular 10s diemetros de las tuberias de alimentacion. Generalmente, para el dimensionado se practica el metodo de elegir el diametro de tal manera que la perdida de carga se mantenga constante por metro lineal de tuberia y accesorios. Los accesorios se transforman en su longitud equivalente de tuberia y se aiiade a la parte recta para determinar la longitud real de la tuberia, y proceder a su dimensionado. Una vez seleccionada la Nrdida de carga por metro y conocida la longitud real y el caudal total, podemos leer el diametro del tub0 de alimentacion en el diagrama 3.8.1 (o el 3.8.2 si se utilizan tuberias de Clase 10).

Calcular el diemetro de la tuberia de alimentacion necesario en el epigrafe 3.7.

dal para cada circuito sera

Datos: Demanda de calor, 4 = 6.845 W. C = 0,175 11s. Perdida de carga maxima por metro = 0,3 kPa/m. El diametro de la tuberia de alimentacion se lee en el diagrama 3.8.1, seleccionando un caudal de 0,175 11s y perdida de carga maxima por metro de 0.3 kPa, valor ya corregido para una temperatura de impulsibn de 48 "C (vease epigrafe 3.9). obteniendose que para una tuberia de 25 x 2.3 mm obtenemos una perdida de carga por metro de 0.18 kPa < 0.3 kPa.

De igual forma: Las perdidas de carga totales se obtienen como suma de las siguientes: 1. Perdidas de carga en el circuito de tuberias mas desfavorable. 2. Perdidas de carga en 10s colectores. 3. Perdidas de carga - en las tuberias de alimentacion y retorno. 4. Perdidas de carga en calderas, valvulas, etc.

' e l caudal de la instalacion seri Calcular las perdidas de carga para la instalaci6n de calefaccion bajo suelo de la vivienda del epigrafe 3.7. La velocidad del agua puede ser calculada de la siguiente forma:

Donde: V = Velocidad del agua (mts). C = Caudal de agua (11s). V, = Volumen de agua por metro de tuberla. Para el tub0 de 20 x 1,9; V. = 0,206 Vm.

Datos: TSw,, = 48 'C. Diemetro de las tuberias de alimentacion y retorno = 25 x 2,3 mm. Longitud de las tuberias de alimentacion y retorno = 10 m. Perdida de carga . maxima por metro = 0.3 Palm. DiBmetro de la tuberia del serpentin = 20 x 1.9 mm. Lonaitud de la tuberia del ser~entinmas desfavorable = i9,5 m. Debera comprobarse en cada caso cual es el circuito m6s desfavorable para realizar 10s calculos. En nuestro

-

-

esak system" ejemplo, podemos comprobar que el circuito mas desfavorable coincide, en este caso. con el de mayor caudal. Pero pudiera no ser asi.

Nora: La longitud del serpentin se calcula conociendo el paso y conociendo 10s metros de tub0 por cada metro cuadrado para cada paso; es decir, para un paso de 300 mm hay 3.3 metros de tub0 por metro cuadrado de superficie. Por tanto, si tenemos una superficie de 15 m: necesitaremos 49.5 m de tub0 para conseguir ese paso. La siauiente tabla nos muestra las relaciones de oaso v metros de tub0 metro cuadrado de superficie, para pasos he 160,150,200, 300 y 400 mm. 100 m m 10.0 m

1

I

necesita obtener el caudal total (calculadas en el epigrafe 3.7) y las perdidas de carga de la instalacion (calculadas en el epigrafe 3.9).

Calcular las caracteristicas de la bomba para una instalacion de calefaccion bajo suelo en la vivienda del epigrafe 3.7 y 3.9: Datos: Caudal del circuito mas desfavorable = C, = 0,032 11s. Caudal total de la instalacion = C, = 0,175 11s. A,p,t = 4,539 kPa. TimpYly,.= 48 "C. La capacidad de bomba requerida para la instalaci6n sera: C = 0,175 11s. P = 4,539 kPa.

,,..

Para un paso de 200 mm hay 5 metros de tub0 por metro cuadrado de superficie. Por tanto, si tenemos una superficie de 17 m: necesitaremos 85 m de tub0 para conseguir ese paso. Para que la compensaciirn de la instalaci6n sea lo mas adecuada posible se debe intentar que lor circuitos mantengan longitudes aproximadas entre ellos. Una instalacion que tenga m a longitud excesiva en un circuito con relacion a 10s demas (como puede ser este caso con una longitud de 85 m), significa que el caudal se ira por lor circuitos de menor longitud y sera practicamente imposible compensar correctamente era instalaciirn (por ello se releccionan dos circuitos de 42.5 m cada uno).

La perdida de carga en el serpentin puede leerse en el diagrama 3.8.1, seleccionando un caudal de 0,032 11s y un diametro de 20 x 1.9. obteniendose 0.03 kPa/m para una temperatura de 70 'C. Como nuestra temperatura de impulsion es de 48 "C deberemos multiplicar ei valor obtenido por un factor de correccion que para este caso es de 1.05. Por tanto:

Para una longitud de serpentin de 42.5 m, la perdida de carga sera: AP,

,,,,,, /m = 42,5

La potencia del generador se determina segun la

Donde: P = Potencia del generador en Kcallh. Q = Potencia total instalada en calefaccion bajo suelo en Kcallh. QT = Perdida de calor en tuberias de alimentacion, montantes, etc. en Kcallh. a = Aumento por inercia, de 1.1 a 1,2.

x 0,0315 = 1,339 kPa/r Calcular la potencia del generador del epigrafe 3.4:

La perdida de carga en las valvulas del LUIeLtor puede ser leida en el diagrama 3.8.3, seleccionando 0,032 11s (1 15,2 ilh) y walvula totalmente abiertaa.

La perdida de carga en las tuberias de alimentacion es un dato de partida:

perdida de carga total sera la suma:

Nora: La caida de presidn en la caldera, vaivulas, etc. no esta incluida en este cilculo.

Datos: Q = 5.901.13 Kcallh. QT = Definir la potencia del generador significa conocer las perdidas de calor en las tuberias, que son en funcion de su diametro. Aun cuando estas no hayan sido calculadas, es valido considerar como aproximacion, que las perdidas de calor seiialadas seran como maximo, conforme a la actual normativa (I.T.I.C. 04.4). el 5% de la potencia util instalada. Asi pues, a modo de aproximacion, Q, = 295 Kcallh. a = 1.2. Por tanto, la potencia del generador sera:

P = (Q + 0,) a = (5.901.13 + 295 ) P = X435.36 Kcallh 3.12. Uleulo del depdeito de exyunc16n

Con el fin de dimensionar las caracteristicas de la bomba para el sistema de calefaccion bajo suelo, se

La mision del deoosito de ex~ansibnes la de absorber el aumento de iolurnen de agua que se produce al calentar la contenida en la instalacion.

Temperatura agua a 10 'C:

Correction para otras temperaturas

x a k system" DIAGRAMA 3.8.2.-MC

11s

iRAMA DE PERDIDAS DE CARGA PARA TUBOS DE CLASE

Ternperaturn agua a 70 "C:

10

DIAGRAMA 3.8.3.-MONOGRAMA DE PERDIDAS

DE CARGA DEL COLECTOR

I

I

En 10s sistemas de calefaccion bajo suelo las necesidades de expansion del fluido no varian con respecto a otros sistemas de calefaccion. El volumen del agua en la instalacion se puede calcular como:

Donde: V , = Volumen de agua en la tuberia de la instalacidn. = Aproximadamente 0.2 Vm en el tub0 de V20 x 19. = Longitud total de tuberia (m). Aproximadamente 5 mlm2para 20 cm de distancia entre tubos. El volumen de aaua Dor m2en este sistema de calefacci6n,.de acuerdo con las relaciones anteriores, es de 1 Vm: el volumen de las tuberias de alimentaci6n y de la caldera se debe tener en cuenta cuando se selecciona el vaso de expansion. El depbito de expansion puede ser abierto o cerrado:

- .

Abierto

Donde: = Capacidad del deposit0 en litros. V = Volumen total de la instalacion en litros. V ,,

Cerrado

Donde: V = Capacidad del deposit0 en litros. V ,, = Volumen total de la instalacion en litros. a% = Coeficiente de dilataci6n del agua. El coeficiente de dilatacion del agua es de 1.8. I W K ,

20 "C.

, ,relacion de materiales para una instalacidn de calefaccion bajo suelo se puede realizar al mismo tiempo que el estudio de la instalacion. A veces puede resultar util una estimation r6pida del material. Esto puede hacerse de la siguiente forma:

Datos de partida 5 = Superficie a calefactar. P = Paso entre tubos. N = NIjmero de locales a calefactar. Materiales necesarios (primera estimacibn) Metros de tuberia 20 x 1.9 mm = SIP. Metros cuadrados de placa aislamiento base = S x 1.15. ~ e t r o de s aislamiento lateral (zocalo) = 5.

esak systerr Grapas de fijacion = 2.1 x (metro de tuberla LU x 1,9 mm). Nurnero de colectores = En viviendas unifamiliares el nhmero de colectores suele coincidir con el numero de plantas. Si la superficie de una planta es muy grande pueden ser necesarios mas de un colector por planta. Numero de salidas de cada colector = Cada salida alimenta a un circuito de calefaccion. El numero de salidas suele coincidir con el numero de locales a calefactar (cada local dispone de su circuito). Nurnero de caias de colector = Numero de colectores. N~lrnerode garrafas de aditivo = La cantidad de aditivo para mortero debe ser como maximo del 1% del peso del cemento.

A continuacion, cogemos el circuito mas desfavorable (HI)que tiene un caudal de 0,032 11s. La maxima caida de presion a traves del circuito mas desfavorable sera la suma de AP,,,c.,,.+ A:P ,,,, .A ,,P ,,

,,,.,,. + A,P.,.

= AP

-

-

Paso 1.": Cornpensacion hidraulica

-

Debemos conseguir 10s caudales obtenidos en el epigrafe 3.7 para cada uno de 10s circuitos. En este caso se calculan la posicion del detentor, per0 hay que tener en cuenta que se hace para un colector determinado. Si se instala un colector de otro proveedor, se deberan conseguir 10s graficos de perdidas de carga del mismo para cornpensar correctamente la instalacion. Con la longitud de 10s diferentes circuitos. el caudal, el dmgrama 3.8.1y el diagrama 3.8.3,construiremos la siguiente tabla, en la que anotaremos las perdidas de carga de cada uno de 10s circuitos y en el colector (con la valvula totalmente abierta).

1,339 + 0,2 = 1,539 kPa

I

Este valor nos servira para calcular la columna D de la tabla actuando de la siguiente forma: restaremos al valor de ,A ,P ,, el valor de la perdida de carga de cada circuito: Dl, = AP,8,i - APci,.,Hq, n2 = APm,,i,, - AP,i,.i,.,, .,P ,, - APC,.i;m 3 = ,A 4 = A P -A P 5 = AP*., AP,i,,oM D6 = AP .,;,, - APh,.H, D7 = AP,,m,-AP,l,H, 8 = A,P,, A,P ,,C ,l

-

Una instalacion con diferentes longitudes y temperaturas de retorno (o lo que es lo mismo, caudales) de 10s circuitos, tendra diferentes caidas de presion en cada uno. Con el fin de conseguir la distribucion de emision de calor necesaria, 10s circuitos deben ser compensados. Conseguir una compensacion adecuada significa obtener las temperaturas de retorno calculadas en la tabla resumen. En 10s sistemas de calefaccion bajo suelo esta compensacion se realiza en 10s detentores del colector. La compensacion de 10s circuitos se realiza en dos pasos:

=

-

= 1,539 -

1,339 = 1,539- 0,935 = 1,539 - 0,374 = 1,539 - 0,228 = 1,539 - 0,935 = 1,539 - 0,105 = 1,539 -0,189 = 1,539 - 0,367

Una vez conseguidos estos valores nos iremos al diagrama 3.8.3, donde podremos leer la position del detentor de cada circuito, de la siguiente forma: Para la HI la valvula esta completamente abierta (posicion A). Para las otras habitaciones, la posicion de la valvula del colector se obtiene usando 10s valores de las columnas uCaudab y aDn. Por ejemplo, para la habitacion HZ, el caudal es 82,8 Ilh (0,02311s) y la diferencia de caida de presion de 0,604 kPa, lo que nos lleva a la posicion 3.5 en la valvula del colector. Actuando de la misma forma para 10s demas circuitos obtenemos lo siguiente:

r Paso 2.O : Cornpensacion terrnica

NOTA:Lor valores menores de 0.1 kPa no debemos tenerlos en consideraci6n porque, como veremos mas adelante, necesitamos el valor m6ximo de perdida de carga y estos valores no son necesarios para su c6lculo.

En el paso I." hemos obtenido las posiciones de 10s detentores del colector. Estas son posiciones aproximadas y para conseguir una compensacion m b fina debemos obtener las temperaturas de retorno obtenidas en la tabla resumen, para cada uno de 10s circuitos. Para ello procederemos de la siguiente forma: 1. Dejaremos en marcha la instalacion durante un periodo aproximado de 48 horas para que alcance su regimen permanente de funcionamiento. 2. Seguidamente, iremos por circuito revisando las temperaturas de retorno. En 10s que ya hayamos conseguido esta temperatura no actuaremos. En 10s que la temperatura sea diferente actuaremos

sobre el detentor (siempre del mas desfavorable al mas favorable), de forma que si la temperatura de retorno leida es mayor que la calculada, le cerraremos un poco y si es menor le abriremos. 3. Una vez retocadas las temperaturas de retorno erroneas, dejaremos que la instalacion funcione durante otras cuarenta y ocho horas. Al cab0 de este tiempo, comprobaremos s i las temperaturas de retorno han alcanzado su valor correcto. Si aun no hemos conseguido 10s valores calculados, repetiremos el paso anterior. En muy dificil conseguir la temperatura de retorno, per0 cuantas mas veces repitamos este procedimiento mas cerca estaremos de obtenerla y mas fina sera la compensacion de 10s circuitos. Dejamos en el criterio del instalador el considerar cuando es lo suficientemente fina la compensacion de la instalacion. Como ya hemos indicado, es tambien muy conveniente entregar una copia de la tabla resumen al usuario final para que este sepa que temperaturas de retorno debe alcanzar cada circuit0 de su instalacion y con qu6 tipos de suelos se ha hecho, puesto que si en un futuro decidiera cambiar el tip0 de suelo, se deberia volver a calcular la instalacion y compensarla de nuevo.

tura para las tuberias de 20 x 1,9 mm es de 100 mm, sin calentamiento. Las tuberias se pueden curvar en caliente. Para realizarlo, utilice una pistola de aire caliente (decapador), a ser posible con difusor. (mix. 180 'C). Nunca utilice llama abierta. La tuberia podria verse daiiada, ya que no habria control de la temperatura aplicada. La tuberia debe ser calentada hasta que el material se ponga casi translucido. Curve la tuberia hasta alcanzar la posici6n requerida. Para mayor rapidez, enfriela en agua o dejela enfriarse al aire. En el caso de un pliegue o estrangulamiento accidental de la tuberia durante la instalacion, se recomienda que la tuberia sea calentada como anteriormente descrito. La memoria termica sera activada y la tuberia se recupera. En este caso, enfrie la tuberia con un trapo mojado.

4. Instalaci6n Al. Alrm~.nrmhnto dl I.

tube#@

Las tuberias de polietileno reticulado (PEx) vienen suministradas de fabricas en rollos o barras. Estas tuberias son empaquetadas en cajas de carton o envueltas en laminas de plastico negro. Junto con las tuberias se facilitan las instrucciones de instalacion. Evite que la radiation ultra violeta (luz solar) afecte a las tuberias durante su almacenamiento e instalacion. Almacene la tuberia en su embalaje original. Durante la instalacion de la tuberia, mantenga 10s extremos cubiertos, de manera que la suciedad no pueda introducirse en el sistema.

Situe el soporte del armario del colector sobre una pared (ver el apartado 2.3.3.5, localization de colectores, para conseguir su mejor ubicacion). La profundidad de la instalacion debe ser de aproximadamente 85 mm. Monte el colector y col6quelo en posicion. Las tuberias deben estar conectadas al coledor con accesorios de compresion verificados.

Las tuberias de dimensiones de hasta 63 mm, se pueden cortar con un cortador de tuberias de plastic0 como el de la figura. Haga el corte siempre perpendicularmente a la direction longitudinal de la tuberia. No deberia sobrar ningun exceso de material ni protuberancias que puedan afectar a la conexion.

Cortatubos

tas tuberias se curvan normalmente sin necesidad de herramientas especiales. El radio minimo de curva-

Conecte la tuberia en el conector

-

-

esak system' LOSar~rsoriosde compresion son c o m u ~ ~en r > las instalaciones de calefaccion bajo suelo (adaptadores para colectores). Durante la instalacion siga las instrucciones de montaje del fabricante.

Deslice la tuerca y el anillo sobre e l extrerno.

Conecte la tuberia al colector de alimentacion como se ha indicado y distribuya el circuito de tuberias con arreglo al plano de distribucion. Corte la tuberia y conecte el retorno de la misma forma y marque el circuito de tuberias para su identificacion. Distribuya 10s circuitos de tuberias de manera ordenada para conseguir una instalacion adecuada. Ver 10s apartados 2.3.3.2 y 2.3.4.3. Anote la longitud precisa de cada circuito de tuberias con arreglo al marcado de metros de la tuberia y compare con el plano de distribucion. Una desviacion importante en longitud puede requerir un nuevo ajuste en la compensacion del circuito de tuberias.

4.6.

Llenado ck la instalacion

Llene la instalacion con arreglo a las siguientes instrucciones. 1. Cierre todas la valvulas de 10s colectores, la valvula de alimentacion y la valvula de retorno. Solo deberan permanecer abiertos 10s detentores del colector de retorno. 2. Conecte una manguera de alimentacion en la valvula de descarga del colector de impulsion y otra manguera de drenaje en la valvula de descarga del colector de retorno. 3. Abra la valvula de descarga de drenaje (retorno) y la de alimentacion (impulsion). Seguidamenteselecciones un circuito v abra su valvula micrometrica. 4. El agua debera f l h r a traves de circuito escogido. Mantengal0 asi hasta que el agua fluya por el drenaje libre de aire. Entonces cierre de nuevo la valvula micrometrica del colector. 5. Repita el proceso para cada uno de 10s circuitos restantes. 6. Cierre las valvulas de descarga y desconecte las mangueras. Conecte a la valvula de descarga del colector de impulsion una bomba para realizar la prueba de presion. Abra todas las valvulas micrometricas del colector y someta al sistema a una presi6n de 6 bares. La presion caera durante las primeras horas per0 despues se estabilizara. 7. Una vez comprobada la estanqueidad de la instalacion proceda a cubrir el tub0 con mortero para protegerle de posibles daiios mecanicos.

-

NOTA:Existe la poribilidad de daiior producidos por lar heladas en el sistemas cuando la temperatura esta por debajo del umbra1 de la congelacibn.

L

instalad

Para la puesta en marcha LC ., mtalacion, siga estas instrucciones: 1. Cierre todos 10s circuitos de tuberias del colector (10s circuitos de tuberias ya han sido llenados y purgados, ver el apartado 4.6, Ilenado) y abra las valvulas de paso de 10s colectores. 2. Rellene las tuberias de alimentacion y la fuente de calor con agua y purguelo. En 10s edificios donde existan varias plantas, comience la purga por 10s colectores situados en la planta inferior. 3. Abra todos 10s circuitos de tuberias y vuelva a comprobar que hayan sido purgados de aire (como se describe en el apartado 4.6). Si aun existe aire en 10s circuitos de tuberias proceda al igual que en la operacion de llenado. 4. El sistema normalmente trabaja a una presion de 0,5-1,5 bar. Ponga en marcha la bomba y la fuente de calor. Abra uno de 10s circuitos de tuberias del colector. La temperatura aumentara lentamente. Usted podra sentir en el colector del circuito de retorno que el agua caliente est6 fluyendo. Repita el procedimiento con todos 10s circuitos de tuberias. En grandes instalaciones, es conveniente abrir un colector cada vez. Normalmente cada colector deberia estar equipado con una valvula de paso. 5. Ajuste 10s valores de temperatura de retorno en 10s detentores para cada circuito de tuberias (vease epigrafe 3.14). Esta operacion se efectlia utilizando una Have Allen. Si este procedimiento no se realiza de principio a fin, toda la demanda calorica de la casa puede ser cubierta por uno o dos circuitos de tuberias. 6. En el caso de que haya valvulas de control manual, la temperatura del agua del sistema desde la caldera debera ser controlada para evitar sobrecalentamientos. Esto se puede efectuar mediante un sensor de temperatura externa o mediante un sensor central interior y respectivos equipos de control. Como la calefacci6n bajo suelo es un sistema para temperaturas extremadamente bajas, la temperatura maxima no necesita ser superior a aproximadamente 55•‹C. Alli donde la temperatura del agua de alimentacion se controla desde una unidad central, midiendo por ejemplo la temperatura exterior, establezca una curva de respuesta plana en el panel para dejar que el sistema funcione dentro del margen requerido del sistema de calefaccion bajo suelo. Control de la temperatura de la habitacion S i se decide por un control termostatico de la temperatura de lallas habitacionles proceda de la siguiente manera y siempre teniendo en cuenta las especificaciones del fabricante de 10s equipos de regulacion: Coloque un termostato en una pared interna, por ejemplo encima de un interruptor de la luz, 1.5-2 m por encima del nivel del suelo. Debe ser instalado en un lugar abierto donde no se vea afectado por el sol, corrientes de aire, calefactores, televisores, cortinas, estanterias de libros, etc. Es importante que el equipo

de control en la fuente de calor y 10s termostatos de la habitacibn funcionen adecuadamente y esten ajustados correctamente. Hay que prestarle especial consideration cuando el material de recubrimiento del suelo es parquet. El cable entre 10s termostatos y 10s elementos actuadores puede facilmente ser colocado en un conduct0 de plastico. Una dimension adecuada del cable es de 0,5 mm2, area transversal. Comentarios k Mortem: Cuando la instalaci6n de calefaccion bajo suelo haya sido finalizada y suponiendo que la fuente de calor ya est6 instalada, es posible hacer funcionar el sistema entero en el momento en que el mortero es vertido. La temperatura del agua mixima permisible es de 25•‹C hasta que el mortero se haya endurecido (aproximadamente 17 dias en una vivienda unifamiliar). Transcurrido este periodo, el sistema de calefaccion bajo suelo se puede poner a funcionar a la temperatura designada. B. Estructura de suelo suspendido de madera: Cuando se instala madera, se deben obsewar las normas locales o instrucciones recomendadas por el fabricante con respecto al contenido de humedad de la madera utilizada. Una instalacion de calefaccion bajo suelo contribuira a mantener el nivel de humedad establecido. Conforme a la norma 55-27 23 44 (norma sueca) el contenido de humedad no debera ser superior al 10% ni en la estructura del suelo ni el parquet. Veanse 10s epigrafes 2.3.3.1 y 2.3.3.3. Este requisit o no es especifico para las instalaciones de calefacci6n bajo suelo.

do la instalaci6n de calefaccion bajo suelo no funciona satisfactoriamente.

La instalaci6n se ha llevado a cab0 con arreglo a las instrucciones anteriormente exmestas. Los circuitos de tuberias han sido distribuidos como se indicaba. La demanda calorlfica, el tip0 de suelo y 10s demas datos corresponden a la descripcion del plano y de la tabla de resultados.

La instalacion esta marcada adecuadamente. Los circuitos de tuberias deben estar marcados claramente e indicar a qu6 habitation dan servicio para evitar que 10s circuitos est6n conectados de forma cruzada a 10s colectores.

La temperatura del agua de impulsi6n es corrects. Si no lo fuese, compruebe lo siguiente: .0 . La caldera tiene suficiente capacidad. Todas las vdlvulas estan abiertas. En el caso de tuberias de alimentacion muy largas, desde la caldera hasta 10s colectores, puede ser necesario derivar el colector para que el agua circule en las tuberias de alimentaci6n. La bomba de circulacibn ha sido seleccionada correctamente y ajustada para la curva adecuada. El equipo de control para la temperatura del agua de alimentacion est6 correctamente ajustado.

El sistema de calefaccion bajo suelo en principio est6 libre de mantenimiento y ha sido disetiado para funcionar durante muchos aiios. Existen, sin embargo, algunos aspectos que se pueden revisar: 1. La presion del sistema se deberia revisar de vez en cuando. Si es necesario el sistema puede ser vuelt o a llenar, como, por ejemplo, al comienzo de la estaci6n invernal. 2. Compruebe mediante 10s purgadores que el sistema haya sido purgado de aire. S i existe una burbuja de aire de gran tamaiio la circulaci6n se puede ver perjudicada. 3. Si se necesita rellenar con frecuencia, verifique si hay perdidas. Puede ser necesario apretar 10s acoplamientos. Si la presion no se consigue a pesar de todo esto, debera realizar una localizacih de averias y si es necesario llamar a expertos para que revisen el sistema complete. Cuando lleve a cab0 la localization de averias siga 10s procedimientos indicados en el epigrafe 4.9.

La siguientes listas de puntos de comprobaci6n tienen como fin facilitar un procedimiento a seguir cuan-

NOTA1 : LO$suelos y las paredes de hormig6n consumen una cantidad considerable de d o r mientras se estan secando. El mortero deberla dejarse endurecer antes de aplicar calor. NOTA2 : Cuando re est6n poniendo en marcha grander instalaciones es mas fdcil poner en marcha secci6n por seccion de ia instalaci6n para comprobar que aumente la temperatura del suelo.

Comprobacion 4 La instalacion ha sido llenada y purgada con arreglo a las instrucciones anteriores. La presencia de aire en 10s circuitos de tuberias es la causa mas normal del ma1 funcionamiento del sistema. Siga las instrucciones cuando Ilene la instalacion. Podria haber circuitos de tuberias conectados de forma cruzada al colector.

-

N O T A:~Es cad imposible purgar 10s circuitos de tuberias si no hay vdlvulas de cierre en 10s colectores.

La instalacion esti correctamente compensada. Compruebe que la demanda cabica, la longitud del circuito, las dimensiones y la disposici6n de las tuberias de alimentaci6n se correspondan con el estudio preliminar. Si no es este el caso, habra que hacer nuevos cd;lculos con 10s ajustes de compensacion correspondiente.

esak systen .

a&.

. ...

..,.

...

.

Tablas y graficos en paginas siguiente. 1

-

-

-

Una de las habitaciones e s t i fria

Todos 10s circuitos de tuberias funcionan satisfactoriamente, per0 una de las habitaciones esth fria y la caida de temperatura del agua de retorno es demasiado alta. Si es este el caso, la demanda de calor de esta habit a c h es mas elevada de lo calculado. Compruebe que el aislamiento de la habitacion es suficiente. Si no lo fuese. y el problema sigue existiendo, abra la v6lvula de retorno 1R vuelta aproximadamente. Si es necesario aumente la temperatura del agua de alimentacion y equilibre 10s circuitos de tuberias. Cierre las valvulas de retorno de las habitaciones que esten demasiado calientes en 112 vueltas aproximade mente.

2.

D U S Y SUELOS NANRALES mr y tenenor: - Rocar compactas - Rocas pororar -Arena con humedad natural - Suelo coherente humedad natural

rcilla Materiala rwlmde relleno desecadm al air6 en foiiadm, e t c

-Grava rodada o de machaquw Exoria de carb6n Cawote de iadriiio

TAS, MORTEROS Y HORMIGONES ertimientm continuos: Morleros de cai y bastardos Morlero de cemento

10s suelos est6n frios

Enlucido de yem con perlita

-

-

Los suelos &n frios aunque la temperatura de la habitacion es correcta. Esto significa que existe otra fuente de calor en la casa. Si el sistema de calentamiento es una combinaci6n de calefacci6n bajo suelo y ventilacih, compruebe la temperatura del aire de entrada. Deberia encontrarse entre 2 a 3 "C por debajo de la temperatura deseada de la habitacion. Si la habitacion es calentada mediante otras fuentes de calentamiento (por ejemplo, maquinas de oficina, lamparas, etc.) el termostato de la habitacion deberia 5er sustituido por una valvula manual en el colector, en lugar de un actuador, para dar un caudal permanente a traves del circuito de tuberia de esa habitacion.

3.

- Hormigdn armado (normal) - Hormig6n con Bridos ligeros - Hormigbn con 6ridos ligeros -Hormig6n con tidos ligeror -HormigQ celular con aridor riliceor -Hormigbn celular con aridor rilhos Hormigdn celular con aridos siilceor Honnigon celular sin Bridos Hormig6n en mas con grava nonal: Con Bridos ligeros Con hridos ordinarios, sin vibrar 0 Con hridos ordinarios, vibrado Hormig6n en masa con arcilia expand~da - Hormig6n en masa con arciiia expandida

t

La temperatura del suelo en una habiici6n es demasiado alta

I

-

Cuando la temperatura del suelo en una habitacion es demasiado alta la temperatura del agua del circuit o es demasiado alta. Puede ocurrir que el sistema este desequilibrado hidraulicamente. Pruebe a cerrar la valvula de retorno de 1R vuelta en lR vuelta. Otra posible raz6n es que la valvula-detentor del colector de alimentaci6n no este bien instalada. Cierre el paso del circuito en el colector. Esto se puede efectuar mediante el mando de la valvula manual, o si el colector se suministra con un cabezal electrico, desconectando el voltaje auxiliar del cabezal. Cierre tambien la valvula del retorno. Desconecte la tuberia de retorno del circuito de tuberias. Si la vdlvula de alimentacibn esta bien apretada, el agua no seguira saliendo. Si ocurre un fallo en el vastago de la valvula-detentor, se debera reemplazar todo el colector de alimentacion.

,dbricas de bloquer de hormigh induidar juntas (I): -Con ladrilios rilicocaldreosmacizo -Con iadriiios rilicocaldreosperforado -Con bloques huecos de hormigbn -Con bloaues huecos de hormiaon -Con o~odLesh~ecosde horm &n -Con o oaLes oe normtadn ce L ar curado vapor -Con bloques de hormigon celular curado vapor -Con bloques de hormig6n celular curado vapor -Con bloques de honnigon celular curado aire -Con bloques de hormigon celular curado aire -Con bioque de hormigon celular curado aire rcas o panels

-brt6nyeso -Hohnigdn wnfibra de madera -Placar de scayols Fabrics de iadriiio macizo brlca dejadriiio perfondo

I 2.500-3.000

1,700-2.500

Densidad aparanie ADRILLOS Y PLAQUETAS (Continuad61 - Mbrica do iadriiio h u m - muetas

!

1.6W

2.000

I

Conductinidad' thnica

0.76 1.05

I

DATOS DE MATERIALES

. .. .. I.

S TERlALES AiSLANTES T ~ R M ~ C Olcont.) Tip0 Ill Tipo IV Tipo v Tip0 vl Lana mineral: Tip0 l Tip0 II Tipo Ill 'Tipo IV Tipo v Perlita expandida Poliestireno expandido UNE 53.310:

.6wi

-Conhachapado -Tablam agiomerado de parilcuias 'LASTICOSY RNEmMlENTOS DE SUELOS

- lin6leo

- Moquetas, alfombras d A T E W 5 BITUMINDW -Adalto -Beth -Laminas b i i m i n m s M E W S AlSlAhlES fiRMlCOS - Arcilla expandida -Arciiia expandida -Agiornerado de corcho UNE 5.690 - Espuma elastorn&rica -Fibra de vidrio: Tip0 I

.

..

*Tipoll Tiw Ill Tip0 lV .TipoV Poiietilenoextrusionado Polietileno reticulado Poi~sodanurato,espuma de Poliuretano conformado, espurna de: Tipo l Tipo II Tipo Ill Tip0 IV - Poliuretanoaplicado in sit& erpuma de: 9 Tipo I Tipo II -Urea formol, espuma de Urea formol, espuma de Vermimiita expandida

..

. .

esak system" -

f

esak system*

r

COMPARATIVA DE COMPORTAMIENTO E N EL TIEMPO DE LA5 ~ W B E R ~ A S P~,ASTICASEN CONTACT0 CON AGUA CALIENTE

Consideramos, para la comparaci6n de materiales, 10s que se exponen en la siguiente tabla con sus normas UNE correspondientes:

De acuerdo a sus diferentes normativas UNE podemos obtener la siguiente tabla cornparativa de esfuerzos tangenciales (Mpa) en funci6n del tiempo de funcionamiento Dora unas tem~eraturasde utiliz&n de 60 "C 90 "C resp&tivamente ("base Tabla 1):

>:

UNE 53.415 EX: LUU lorado PVC-C UNE 53.428:90 Ex

A continuaci6n procederemos al analisis de estos dabs:

10 aiios 25 aiios

t

-

-

-

-

Puede observarse que las tuberias de PEX al cab0 de un aiio reducen sus caracteristicas mecanicas de funcionamiento a un 86,81%. Y, despues de cincuenta aiios, airn mantienen un 83,33% de sus caracteristicas. En el caso de las tuberias de PP-C, al cab0 de un aiio se reducen sus caracteristicas mecanicas de funcionamiento en mas de un 40% llegando a un 59,30%. Al cab0 de cincuenta aiios disminuyen hasta un 48,24% del valor iniciol. Las tuberias de PB mantienen de manera excelente sus caracteristicas mec6nicas de funcionamiento al cab0 de un aiio, con un valor igual al

92,00%. Pero, transcurridos cincuenta aiios, se reducen hasta un 71,60%. Ademas, aproximadamente al aiio y medio de funcionamiento, se observa un punto de inflexion en la curva de regresi6n que indica un importante cambio de sus caracteristicas puesto que, a artir de ese momento, el envejecimiento se pro uce de una manera mas drastica. Y, por irltimo, las tuberias de PVC-C, a pesar de no tener puntos de inflexibn en su curva, reducen en solo un aiio sus caracteristicas mecanicas de funcionamiento hasta un 48,52% y, despues de cincuenta oiios, hasta un 37,70%.

Se observa que las tuberias de PEX al cab0 de 1 oiio reducen sus caracteristicas mecanicas de funcionamiento a un 83,02 %, de forma muy parecida a las obtenidas a 60 "C . Y, despu6s de 25 aiios, a h mantienen un 80,19 % de sus caracteristicas. Aunque no existen valores establecidos para cincuenta aiios, no se prevt. ningirn cambio sustancial de sus caracteristicas, a la vista de su comportamiento a veinticinco aiios y de las curvas correspondientes a otras temperaturas. Las caracteristicas mecanicas de funcionamiento de las tuberias de PP-C se reducen al cab0 de un aiio hash un 57,52%, valor muy similar al que se obtiene a 60 "C. Pero aqui, se un punto de inflexion en su curva de regresion a artir del cual las caracteristicas mec6nicas de la tu eria disminuyen. De hecho, 10s datos llegan tan solo a 10s diez aiios, cuando sus caracteristicas se han reducido hasta un 33,06%. lgualmente puede observarse que no existen valores ni para veinticinco ni para cincuenta aiios, por lo que no se puede prever su comportamiento, tal y como hemos hecho con el PEX.

En lo que respecta a las tuberias de PB, se adelanta el punto de inflexion a tan solo mil horas (aproximadamente cuarenta y dos dias de funcionamiento), aunque, al cab0 de un aiio, airn mantienen un buen comportamiento con una reduction del 25% de sus caracteristicas. Actualmente no se contemplan valores mas all6 de un periodo de diez aiios (62,50%), por lo que no se pueden establecer datos para veinticinco o cincuenta aiios de comportamiento respectivamente. Y por Gltimo, en el caso de las tuberias de PVC-C, su curva de regresion muestra una pronunciada disminucibn de sus caracteristicas mecanicas, que alcanza un 30,63% al cab0 de un aiio. No existen, sin embargo, datos referidos a periodos de tiempo m6s largos. Como conclusion, basandonos en 10s datos expuestos, cube decir que las tuberias fabricadas con distintos materiales plasticos son las idoneas para esta aplicacion, ya que tienen un mejor comportamiento respecto a las tuberias fabricadas con materiales t r a d i c i o n a l e s . . ( ~ ~ ~ ~ u ~ )

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