INSTALACIONES-2 DEPARTAMENTO DE CONSTRUCCIONES ARQUITECTÓNICAS TEMA 7.- DISEÑO Y CÁLCULO DE LAS INSTALACIONES DE CALEFACCIÓN POR SUELO RADIANTE CURSO 07-08 4º C Profesor: Julián Domene García

CALEFACCIÓN POR RADIACIÓN Norma UNE-EN-1264 2

CALEFACCIÓN POR RADIACIÓN La sensación de calor es la misma en los dos locales 3

CALEFACCIÓN POR RADIACIÓN VENTAJAS No hay a la vista ningún aparato Aprovechamiento máximo del espacio La transmisión de calor se hace a temperatura baja La distribución de calor es la más adecuada para el confort ambiental 4

CALEFACCIÓN POR RADIACIÓN Para que no surjan graves inconvenientes de metabolismo en las personas que ocupen la vivienda, la temperatura de la superficie radiante debería mantenerse entre 20 y 27° centígrados En este caso resulta de gran utilidad la conexión con fuentes energéticas alternativas, particularmente las bombas de calor y los colectores solares Los tubos de plástico han ido reemplazando a los de acero, sobre todo los fabricados con: polipropileno polietileno reticulado polietileno de alta densidad etc. Que son capaces de soportar las deformaciones producidas por los saltos térmicos correspondientes. 5

CALEFACCIÓN POR RADIACIÓN Se ha indicado anteriormente que las calderas empleadas son iguales a las de calefacción mediante agua caliente y radiadores, sin embargo la temperatura de los serpentines de los suelos oscila alrededor de los 40 °C. Para la calefacción de estos es obligatoria por lo tanto, no solamente la válvula mezcladora general con el agua del circuito de vuelta para disminuir la temperatura de llegada en el suelo de los locales, sino también el que en caso de avería de dicha llave exista un dispositivo de seguridad que impida el paso del agua de la caldera a 85 o 90° centígrados a los serpentines empotrados. En este caso el pavimento sufriría deterioros importantes y los serpentines, sobre todo si son de plástico, se destruirían totalmente. 6

ESQUEMA GENERAL-COLOCACIÓN DE TUBOS 8 cm Barrera antihumedad 7

ESQUEMA GENERAL-COLOCACIÓN DE TUBOS 8

ESQUEMA GENERAL-COLOCACIÓN DE TUBOS Detalle de la conexión de los distintos ramales 9

COLOCACIÓN DEL DISTRIBUIDOR CON LAS TUBERÍAS GENERALES 10

Cálculo de una instalación de calefacción por suelo radiante 11

Es decir, 15 veces el diámetro exterior del tubo. El módulo de distribución es el parámetro que indica la distancia que deben ir los tubos en un determinado circuito. En teoría pueden existir tantos módulos como distancias entre tubos, pero en la práctica se utilizan unos estandarizados. La importancia del módulo es primordial, pues la potencia calorífica que suministra el suelo radiante está en proporción inversa a la separación que existe entre los tubos de cada circuito. El primer condicionante que nos encontramos es el diámetro mínimo de curvatura del tubo Para los tubos de polipropileno, los diámetros mínimos de curvatura son: 24 cm. para los tubos de 16-12 30 cm. para los tubos de 20-16 Es decir, 15 veces el diámetro exterior del tubo. 12

Para tubos 20-16 mm los módulos son los siguientes: 30/30 30/20 30/6 En la figura siguiente se puede observar los tres módulos estandarizados para el tubo 16-12 mm. En todos se respeta el diámetro mínimo de curvatura que es de 24 cm: Para tubos 20-16 mm los módulos son los siguientes: 30/30 30/20 30/6 Como norma general, se recomienda que la distancia máxima entre tubos sea de 30 cm. 13

CÁLCULO DE LA POTENCIA CEDIDA POR METRO CUADRADO. Antes de entrar a decidir el módulo que debe ir en un local determinado, es necesario conocer la potencia por metro² que se debe aportar. Ésta resulta de dividir la potencia del local por el número de metros² del mismo. La potencia será la necesaria para compensar las pérdidas térmicas que se produzcan en el local en el caso más desfavorable. La transmisión del calor del suelo radiante se realiza en parte por radiación y en parte por convección. La cesión de esta energía depende principalmente de la diferencia de temperaturas entre el suelo y el ambiente del local, y viene dada por la siguiente expresión: P = α (ts – ta) Siendo: P = Potencia térmica cedida en vatios por m² Ts = Temperatura superficial del suelo Ta = Temperatura ambiente Α = Coeficiente de transmisión térmica global del suelo en W/m²K 14

CÁLCULO DE LA POTENCIA CEDIDA POR METRO CUADRADO. El coeficiente de transmisión térmica α, resulta casi constante, oscilando su valor entre 9 y 12 W/m²K. La temperatura ambiente se obtiene por: ta = (t1 + t2)/2 t1 = Temperatura del aire del local t2 = Temperatura media de las paredes del local. De estas fórmulas se deduce que si la temperatura ambiente del local permanece constante, por ejemplo 20 º C, y el coeficiente de transmisión también constante, la potencia térmica cedida por el suelo radiante está únicamente en función de la temperatura superficial del suelo. Ésta a su vez depende de dos factores: 1. La distancia entre tubos 2. La temperatura del agua que circula por ellos. 15

CÁLCULO DE LA POTENCIA CEDIDA POR METRO CUADRADO. La gráfica que vamos a ver a continuación, relaciona estos parámetros y permite conocer la potencia cedida por el suelo para una temperatura del agua y un módulo determinado. Esta gráfica es fundamental para el diseño de la instalación conociendo las pérdidas que se producen en la habitación, pues dividiéndolas por el número de m² de la misma, nos permite saber el módulo necesario para que nos produzca la energía necesaria a suministrar. La temperatura media del agua no debe sobrepasar los 55º C. 16

POTENCIA SUMINISTRADA POR LOS DISTINTOS MÓDULOS Tubo de 20-16 mm 17

Un salón con un gran ventanal, 72 w/m² necesidad energética EJEMPLO: Supongamos que tenemos tres habitaciones, con las necesidades energéticas calculadas: Un salón con un gran ventanal, 72 w/m² necesidad energética Cocina con 60 w/m² Baño, 84 w/m² Se preve una temperatura media del agua de 40º C. 18

SALÓN Módulo 30/20 72 W/m² Tubo de 20-16 mm 19

COCINA Módulo 30/30 60 W/m² Tubo de 20-16 mm 20

BAÑO Módulo 30/6 84 W/m² 27º C Tubo de 20-16 mm 21

Corresponde a potencia 120 W/m² No deberíamos sobrepasar esta temperatura (IT IC-02.1) 29º C Tubo de 20-16 mm 22

Otra gráfica muy interesante que complementa a las anteriores, es la que se aplica cuando las habitaciones poseen grandes ventanales. La tabla siguiente, nos indica el número de tubos que han de pasar a 8 cm de distancia unos de otros, paralelos al muro donde se encuentra el ventanal, para equilibrar y hacer más uniforme el reparto del calor 23

NÚMERO DE TUBOS DE PASO A 8 CM, SEGÚN SUPERFICIE ACRISTALADA 24

La tabla expuesta es para cristaleras con cristal doble que posee el muro, si es cristal sencillo , el número de tubos de paso 8 cm, será el doble al indicado en ella Ejemplo: Para un salón con una cristalera correspondiente al 50 %, el número de tubos será: 25

NÚMERO DE TUBOS DE PASO A 8 CM, SEGÚN SUPERFICIE ACRISTALADA 26

Necesitaremos 6 tubos a 8 cm de distancia entre ellos, si el cristal es doble, y 12 si es sencillo 27