• Author / Uploaded
• giovanni

Citation preview

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 la remodelación de un espacio ya existente, como primera interrogante siempre surge la siguiente pregunta: ¿qué sistema de calefacción es el más adecuado? En el presente documento expondremos las razones por las cuáles un sistema de calefacción por suelo radiante de agua es ideal para obtener un gran confort y ahorro energético. Indicaremos, así mismo, cómo funciona, y cuáles son sus ventajas. Parte importante del documento contendrá la información necesaria relacionada a la selección de componentes, cálculos relacionados a las cargas térmicas a ser resueltas entre otros tópicos relevantes. Según ASHRAE la correcta denominación de “piso radiante” se ha de realizar siempre y cuando 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, el cual nos permita estar informados de las características de esta tecnología, convirtiéndose de esta manera en un material inductivo de consulta para futuras aplicaciones prácticas, el cual nos facilite discernir sobre cual aplicación es la más adecuada para los proyectos venideros.

Pag 1

¿Qué es piso radiante? Es el sistema de calefacción más confortable, convirtiéndose de esta forma en uno de los sistemas más utilizado en las viviendas de los países desarrollados. Básicamente consiste en unos circuitos de tuberías que se instalan bajo el suelo de la vivienda y llegan a unos colectores que distribuyen el agua caliente de la caldera y permiten la regulación independiente de la temperatura en cada una de las habitaciones.

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 el sistema que de mejor manera replica la condición de una calefacción ideal. Las comparaciones están a la vista.

Pag 2

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

Pag 3

Ahorro energético: 

50 % de ahorro por trabajar con agua a menor temperatura que otros sistemas, lo que 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, no los 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 luz solar. Mayor aporte de calor durante la noche y menor durante el día.

Pag 4

Componentes del piso radiante. 

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



Aislación. Panel de poliestireno expandido que proporciona aislamiento térmico.



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



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



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



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



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

Pag 5



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



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



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

Pag 6

Tipo de distribuciones. 

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



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



Distribución en espiral. Este sistema iguala perfectamente la temperatura del suelo ya que se alterna un tubo de ida con uno de retorno.

Pag 7

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

2. Con la potencia total de cada recinto obtendremos la potencia por cada m2 por cada recinto (q) = W/m2 (1),(2),(recinto 3)… 3. Temperaturas recomendadas superficiales entre 20 y máximo 29°C y una temperatura ambiente recomendada entre los 18 a 22°C. 4. Dependiendo del espesor del mortero sobre nuestras tuberías y del tipo de material como recubrimiento entraremos a las tablas ΔTh 5. Con la habitación más desfavorable (de mayor q) y del tipo de recubrimiento y espesor de mortero obtendremos los posibles pasos y ΔTh correspondientes (Tabla 1). Tomaremos como ejemplo q= 80 W/m2 y un espesor de mortero = 5cm con un recubrimiento de suelo R=0,1 (R depende del tipo de cada recubrimiento) 6. Posterior se repite el paso N° 5 pero con la habitación más favorable (de menor q). Tomaremos como ejemplo un q=60 W/m2, mortero 5 cm y un coeficiente de resistencia térmica o conductividad térmica de R=0,0 (otro

Pag 8

tipo de recubrimiento o distinto suelo). Calcule los ΔTh y pasos posibles utilizando 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 muy próximos los valores de alguna columna horizontal de la tabla 2. En caso que no se encuentre se deberá reducir un paso y volver a repetir la búsqueda hasta encontrar los valores más próximos. La tabla que encontremos nos indicara la temperatura de impulsión del agua para nuestro circuito y esta misma tabla nos servirá para calcular cada ΔT vs cada ΔTh mas proximo para cada uno de nuestros circuitos. 8. Se debe elaborar una tabla con todos los datos cálculos. Tomar como ejemplo la tabla numero 3 9. Con esta tabla realizada procedemos a calcular el caudal que necesito para satisfacer mi necesidad de calefacción.

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

Pag 9

11. Con un caudal como ejemplo de 0,032 l/s y un diámetro de tubería de serpentín de 20 mm obtenemos 0,03 kPa/m* para un T de 70°C por lo tanto deberemos aplicar un factor según la tabla 4. Tomaremos como Ejemplo que la tubería matriz surtidor y retorno es de 25 mm con un caudal 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 contra las caídas de presión del serpentín más desfavorable + la pérdida del colector + la perdida generada por la matriz del serpentín + las perdidas generados en la central térmica.

Pag 10

Conclusión. Este tipo de sistemas es el que más se acerca al confort ideal para las personas y además es el que trabaja con menores temperaturas logrando así una mayor eficiencia comparándolo por ejemplo con los radiadores. Este sistema nos permite trabajar con temperaturas bajas en las centrales térmicas aprovechando al máximo la eficiencia de caldera por ejemplo mural de condensación. Este sistema es ideal para lugares donde la arquitectura interior y exterior son puntos importantes ya que nos permite aprovechar al máximo los espacios debida a su instalación. Este sistema tiene una vida útil larga y su mantención es baja, basándose principalmente la mantención de la central térmica.

Pag 11

Anexo Tabla 1

Pag 12

Anexo Tabla 2

Tabla 3

Tabla 4