sradiante2

INSTALACIONES DE SUELO RADIANTE / REFRESCANTE

19 de noviembre de 2007

Índice

1. Mecanismos de transmisión de calor

2. Concepto de suelo radiante / refrescante

3. Condiciones de confort

4. Ventajas del suelo radiante / refrescante

5. Cálculo

6. Instalación

7. Elementos de control

Transmisión de Calor

Mecanismos de transmisión de calor

1. Conducción : se lleva a cabo sin movimiento relativo de las partículas que componen a los cuerpos en cuestión, y es el caso de los cuerpos sólidos en contacto .

2. Convección : es cuando la transmisión se realiza con movimiento relativo de las partículas que componen los cuerpos, y es el caso de los fluidos líquidos o gaseosos .

3. Radiación : la transmisión de calor se lleva a cabo según las leyes de la radiación de energía por medio de ondas electromagnéticas.

Conducción

Experimentalmente se ha comprobado que este flujo calórico es:

• Directamente proporcional al potencial térmico (diferencia de temperaturas).

• Inversamente proporcional a lo que llamaremos resistencia del medio.

Cada material ofrece distinta resistencia al flujo de calor.

Convección

Convección natural.Es debida al gradiente térmico, y se justifica:

Por la diferencia de densidad o de peso específico que aparece debido a las diferentes temperaturas. Esto produce que el fluido más frío circule hacia abajo y el más caliente hacia arriba, produciendo una corriente ascendente.

Ejemplo de ello es un radiador.

Convección forzada.Es cuando se aplican medios mecánicos para hacer circular el fluido.

Ejemplos: ventilador, bomba, agitador, etc.

*

Radiación

Es una forma de emisión de ondas electromagnéticas que emana todo cuerpo que esté a mayor temperatura que el cero absoluto.

Las hipótesis de análisis son:

- No se requiere contacto directo entre cuerpos

- No requiere medio material entre ellos, es decir que puede habervacío entre los cuerpos.

- Todo cuerpo a determinada temperatura irradia energía calórica llamada radiación térmica, la cual no es más que una emisión de ondas electromagnéticas que se desplazan a la velocidad de la luz.

Ley de Stefan-Boltzman

ConceptosSuelo radiante / refrescante

Suelo radiante el mejor sistema de

climatización

caldera / bomba calor

revestimiento

mortero

tubería radiante

Instalación

Separación entre tubos:

Calefacción 15/30 cmsRefrigeración 5/15 cms

Concepto Suelo Radiante/Refrescante

El principio de funcionamiento del sistema es radicalmente distinto al funcionamiento de cualquier sistema tradicional de frío o calor.

• CONVECCION:- Este es el sistema tradicional por excelencia, hasta la fecha, se trata de calentar o enfriar el

aire y utilizar este como sistema transmisor.- Existen dos sistemas: Natural (Ejemplo: Radiador) y Forzada (Ejemplo: Fancoil)

• VENTAJAS : Alta Capacidad. Dimensiones, Rapidez de puesta a régimen.• DESVENTAJAS: Movimiento de aire, ruidos, estratificaciones.

• RADIACION- Utiliza la radiación para absorber o ceder calor a otro cuerpo, el aire se calienta como

consecuencia de ello.• VENTAJAS: Confort, Consumo energético, Mantenimiento.• DESVENTAJAS : Aplicaciones específicas, precio.

21°C

26°C

La calefacción convencional empleapredominantemente las corrientes de convección para transmitir el calor a la habitación. Esto implica que la zona de mayor temperatura de la habitación será la próxima al techo.

La pequeña cantidad transmitida porradiación permitirá calentarúnicamente los objetos en lasproximidades de la fuente.

18°C

CONVECCIÓN NATURAL - RADIADORES

21°C

19°C

La calefacción por suelo radiante empleapredominantemente el calor radiante a bajatemperatura como método de transferencia de calor.

Las corrientes de convección son mínimas y el calor generado permanece en la zonainferior.

Suelo radiante

21°C

19°C

Para alcanzar una temperatura de confortde 21ºC en la zona en la que nosmovemos, encontramos una diferencia en la temperatura del aire comparandoambos sistemas de 7ºC a la altura del techo. Por tanto el funcionamiento de la instalación con suelo radiante es máseconómico.

29°C temperatura máxima del suelo

Suelo radiante

Efecto de estratificación

Comparativo Radiadores – Suelo radiante

• Sistema radiadores

• Estratificación

• Alto coste energético

• Sistema suelo radiante

• Alto confort

• Economía

Sensación TérmicaEn muchas ocasiones el frío o el calor que "sentimos" no se corresponde con la temperatura que marcan los termómetros.

La Sensación Térmica representa la temperatura que siente nuestro cuerpo ante un determinado ambiente, caracterizado principalmente por:

• la temperatura del aire• la humedad relativa

• la velocidad del aire.

• la radiación absorbida - emitida• Ubicación

Existe una norma UNE-EN ISO 7730 que determina los índices de:

• PMV (voto medio previsto, clasificación del ambiente. Frio, fresco, caluroso…)

• PPD que es el porcentaje de personas insatisfechas debido al aire.

Calefacción tradicional

Floorheating

16ºC 18ºC 20ºC 22ºC 24°C

SueloRadiante

Radiadores

Calefacción ideal

Condiciones para el Confort

Mecanismos de intercambio de calor

• RADIACIÓN: en función de la temperatura de las superficies que nos rodean

• CONVECCIÓN: depende de la temperatura y velocidad del aire

• CONDUCCIÓN: en función de la temperatura de las superficies en contacto

• EVAPORACIÓN: depende del grado de actividad.

Condiciones de confort

• Radiación: 40-50% aprox.

• Convección: 10-15% aprox.

• Conducción: 5% aprox.

• Evaporación: 30-35% aprox.

TEMPERATURA DE CONFORT = TEMPERATURA OPERATIVA

Temperatura operativa = ( T ambiente + T superficial ) / 2

Temperatura de confort

24ºC

Calefacción Refrigeración

T sup Confort equivalente con T amb T sup Confort equivalente con T amb

20ºC

26ºC

29ºC 20ºC

Temperatura ambiente 20ºC

Temp. Operativa = (20+17+25+29) / 4 = 22.8ºCTemperatura ambiente 26ºC

Temp. Operativa = (26+26+25+20) / 4 = 24.3ºC

Refrigeración tradicional

IntercambioRadiación: 5-10%Convección: 30-35%Conducción: 1%Evaporación: 50-55%

24ºC

Resultado: Incomodidad



Climatización por Suelo Radiante/Refrescante

24ºC

IntercambioRadiación: 40-50%Convección: 5-10%Conducción: 6%Evaporación: 35-40%

Resultado: Confort





Ahorro por instalación de suelo radiante y Bomba de Calor AIRE-AGUA, frente a

climatización por aire

Resultado: Generadores más pequeños y menor consumo.

Solución TODO AIRE

+20% INTERMITENCIA+5% SEGURIDAD

COP 2.6 a 3.2

Solución suelo

0% INTERMITENCIA+5% SEGURIDAD

COP 3.4 a 4

Menores pérdidas por renovación

Menores pérdidas por distribución

VentajasSuelo radiante / refrescante

• Instalación que permite una climatización integral , calefacción en invierno y refrescamiento en verano con un grado óptimo de confort .

• Máximo confort .: Perfecta distribución del aire por todo el local, que no es posible conseguir con ningún otro sistema convencional (radiadores, conductos, fancoils, etc)

• Ambiente más saludable al eliminarse las corrientes de aire (v<0.5 m/seg) y el salto de temperaturas entre el emisor y el ambiente. Solución a personas con problemas de alergias, al no haber movimiento de aire se elimina la movilidad del polvo, ácaros, etc.

• Se evita la sequedad ambiente , producida por la condensación de agua de los acondicionadores tradicionales

• Se evita el efecto dardo frío , evitando resfriados y malestar

• Permite una total libertad en decoración, al eliminar radiadores, fancoils, rejillas, etc.

• Estabilidad de temperatura , como no se consigue con ningún otro sistema.

Ventajas Generales del suelo radiante / refrescante

• Reducción del coste energético de la instalación

• Temperaturas de impulsión en calefacción (30-45ºC frente a 80-85ºC).

• Temperatura de impulsión en refrigeración (14-16ºC frente a 7-9º C)

• Grado de confort equivalente con temperatura 2º inferior o superior (sensación térmica)

• Menores potencias requeridas en calefacción o refrescamiento.

• Menores pérdidas en las conducciones al trabajar con temperaturas mas próximas a la temperatura ambiente.

• Permite el empleo de distintas fuentes de energía: calderas convencionales, enfriadora con bomba de calor, calderas de condensación de elevada eficiencia o captadores solares térmicos, permitiendo el máximo ahorro energético.

• Un solo sistema permite disponer de calefacción y r efrigeración , sin tuberías de refrigerante, altas presiones, aceites, problemas de longitudes, alturas, etc..

• Totalmente respetuoso con el medio ambiente debido a su: bajo consumo, baja carga de refrigerante, bajo mantenimiento y bajo índice de fugas.

Ventajas Generales del suelo radiante / refrescante

CálculoSuelo radiante / refrescante

Criterios Generales

• Por razones de confort, la temperatura del suelo no debe exceder de 29ºC en calefacción e inferior a 19ºC en refrigeración , salvo en zonas de no permanencia.

• En zonas en las que las pérdidas o ganancias de calor son importantes, por ejemplo en las proximidades de superficies acristaladas, es apropiado incrementar la cantidad de tubo disminuyendo la distancia entre los mismos. De esta forma se incrementa la cantidad de calor aportada por m2 en esas habitaciones.

• Cálculo aproximado de la longitud de tuboPaso = 75 mm Paso = 150mm Paso = 225mm Paso = 300mm

Longitud (m) Área x 13,5 Área x 6,7 Área x 4,4 Área x 3,3

• En función de la bomba de la instalación, limitaremos la longitud máxima de los circuitos para no superar las pérdidas de carga máximas, de forma que la superficie máxima a cubrir con una longitud máxima de tubo de 120 m (tubo de 16 mm) es:

• Cálculo aproximado de los circuitos (Tubo 16)Paso = 75 mm Paso = 150mm Paso = 225mm Paso = 300mm9 m2 18 m2 27 m2 36 m2

Cálculo

Plano

Orientación

Tipos de cerramientos

Ocupación

Ventilación

Tipo de suelo

Temperatura de impulsión

Espaciado del tubo

Longitud de tubo

At del agua

Número de circuitos

Caudal por circuito

Pérdidas de carga

Cálculo de necesidades de calefacción y refrigeración

• Circulación de agua a través de tubos empotrados en el suelo.

• Transmisión / Absorción de calor por radiación

Fundamentos

1m

29°C

19°C

Calefacción:90 – 140 W/m2

Refrigeración:40 - 60 W/m2

PSICOMÉTRICO

75% H.R.

Temp. Rocio19ºC

Ambiente24ºC Exterior

35ºC

40% H.R.

Zona sin fancoils

Recubrimiento tipo Baldosa

0

20

40

60

80

100

120

140

160

30 35 40 45

T impulsión (ºC)

Flu

jo d

e ca

lor

(W/m

2)

Paso 75 mm

Paso 100 mm

Paso 150 mm

Paso 225 mm

Recubrimiento tipo Parquet

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

30 35 40 45

T impulsión (ºC)

Flu

jo d

e ca

lor

(W/m

2)

Paso 75 mm

Paso 100 mm

Paso 150 mm

Paso 225 mm

Emisiones en calefacción

Emisiones en refrigeración

Recubrimiento tipo Baldosa

0

10

20

30

40

50

60

70

14 15 16 17 18 19

T impulsión (ºC)

Flu

jo d

e ca

lor

(W/m

2)

Paso 75 mm

Paso 100 mm

Paso 150 mm

Paso 225 mm

Recubrimiento tipo Parquet

0

10

20

30

40

50

60

14 15 16 17 18 19

T impulsión (ºC)

Flu

jo d

e ca

lor

(W/m

2)

Paso 75 mm

Paso 100 mm

Paso 150 mm

Paso 225 mm

EJEMPLO VIVIENDA 80 M2

SALON 30,0 2400COCINA 10,0 800DORM. 1 12,0 960DORM. 2 10,0 800DORM. 3 8,0 640BAÑO 4,0 320BAÑO 4,0 320PASILLO 5,0 400

83 6640

Demanda de calefacción (W)Local

Superficie (m2)

EJEMPLO VIVIENDA 80 M2

TABLA SUELO RADIANTE - CIRCUITOS - CAUDALES - POTEN CIAS

43 TEMPERATURA IMP. CALEF14 TEMPERATURA IMP. REFRESCAMIENTO

CIR

CU

ITO

Loca

l

Dem

anda

(W

/m2)

Are

a to

tal (

m2)

Tip

o su

elo

TU

BO

PA

SO

AP

OY

O W

/m2

W/m

2 co

nsid

erad

o

Pot

. F

rig.

W

Pot

. C

al.

W

Cau

dal N

omin

al

l/s p

or z

ona

Cau

dal N

omin

al

l/min

circ

uito

DT

DIS

EÑ

O R

EF

.

DT

DIS

EÑ

O C

AL.

L M

ax c

irc.

N c

ircui

tos

L/ci

rcui

to

L (m

) to

tal p

or z

ona

1.1-1.2 SALON 82,76 30 Baldosa TUBO 16 150 83 1479 2400 0,071 2,13 5 8 120 2 113 225,31.3 COCINA 133,3 10 Baldosa TUBO 16 150 25 108 306 648 0,0156 0,933 5 10 120 1 56 561.4 DORM. 1 96 12 Baldosa TUBO 16 150 96 510 960 0,0245 1,469 5 9 120 1 83 82,671.5 DORM. 2 100 10 Baldosa TUBO 16 150 100 408 800 0,0196 1,175 5 10 120 1 69 69,331.6 DORM. 3 91,43 8 Baldosa TUBO 16 150 91 357 640 0,0171 1,028 5 9 120 1 63 62,671.7 BAÑO 106,7 4 Baldosa TUBO 16 75 107 153 320 0,0077 0,461 5 10 120 1 56 561.8 BAÑO 106,7 4 Baldosa TUBO 16 75 107 153 320 0,0077 0,461 5 10 120 1 56 561.9 PASILLO 100 5 Baldosa TUBO 16 150 100 204 400 0,0098 0,588 5 10 120 1 43 42,67

3.570 6.488 0,173 9 651

LISTADO DE MATERIALES

Longitud tubo m 650,67Uds. Caja Referencia Cantidad Precio

Tubo de 16 mm x 120 m 1 49UHP120/16 4 736,66 € Tubo de 16 mm x 200 m 1 49UHP200/16 2 613,88 €

Tubo de polibutileno sistema Hep2O® para instalaciones de suelo radiante/refrescante. El tubo dispone de una barrera de oxígeno de EVOH según recomendación de la norma UNE EN 1246:2001 para protección de las partes metálicas de la instalación. El sistema

Tubo

2.2 MATERIALES AISLANTES

Paneles aislantes

Zócalo perimetral

Film antivapor

Superficie total m2 166Uds. Caja Referencia Cantidad Precio

Paneles aislantes m2 70 14 49MP40331C/49MP50096S 10 811,81 € Zocalo perimetral m 56,00 50 49PL50/7 2 121,38 € Film antivapor m2* 166 200 49EC/100 1 127,72 €

Panel aislante térmico moldeado en poliestireno expandido, con acabado superficial de film plástico y tetones para la fijación del tubo sin necesidad de grapas. Permite unas distancias entre tubo de 75 mm y múltiplos. El recubrimiento plástico actúa como

Banda de espuma de polietileno con babero plástico. Su colocación en el perímetro de los locales permite la dilatación del mortero y reduce las pérdidas. El babero plástico evita la filtración de mortero entre el aislamiento perimetral y el aislamiento de

Lámina plástica que se coloca sobre el forjado e impide la transmisión del vapor. Su uso se recomienda en aquellas instalaciones ubicadas directamente sobre el nivel del suelo o con posibilidad de condensaciones.

Materiales aislantes

*Cuando se trata de planta sobre o bajo el nivel del terreno



2.3 ACCESORIOSClips para la fijación del tubo sobre la plancha aislante.

Uds. Caja Referencia Cantidad PrecioClips 100 49UH54/1620 1 31,93 € Aditivo para mortero kg 30 49SK/30 1 156,00 € Soporte para curva 16 mm 5 48HX75/16 4 57,27 €

Aditivo plastificante del mortero . Mantiene la fluidez durante más tiempo y reduce la cantidad de agua consiguiendo un hormigón con una resistencia mecánica final muy alta. La dosificación es entre 1% y 1,5% en peso del cemento.

Accesorios

LISTADO DE MATERIALES2.4 COLECTORES

Número total de circuitos 9 Uds. Caja Referencia Cantidad PrecioColector de 2 vías 0 1 49RK52902 - € Colector de 3 vías 0 1 49RK53902 - € Colector de 4 vías 0 1 49RK54902 - € Colector de 5 vías 0 1 49RK55902 - € Colector de 6 vías 0 1 49RK56902 - € Colector de 7 vías 0 1 49RK57902 - € Colector de 8 vías 0 1 49RK58902 - € Colector de 9 vías 1 1 49RK59902 1 503,93 € Colector de 10 vías 0 1 49RK60902 - € Colector de 11 vías 0 1 49RK61902 - € Colector de 12 vías 0 1 49RK62902 - € Número total de circuitos 9OPC. ADIC. COLECTOR (2 LLAVES DE CORTE, 2 TERMÓMETROS, 2 PURG., 2 VAC.1 70,20 €

Uds. Caja Referencia Cantidad PrecioConexión de 16 mm 18 2 49RK15700 9 33,90 € Válvula de corte 0 2 49RK10002 0 - € *Válvula de corte incluida en la opc. Adicional Colector

Uds. Caja Referencia Cantidad Precio400x450x1000 1 49RK10050 600x450x1000 1 49RK10060 800x450x1000 1 1 49RK10070 1 137,76 € 1000x450x1000 1 49RK10080

Uds. Caja Referencia Cantidad PrecioVálvula de P dif. de 1" 1 1 49FS6025 1 39,99 €

El conjunto de colectores incluye colector de ida con accionamiento manual termostatizable, colector de retorno con reguladores de caudal, purgador, llave de vaciado, soportes y tapones terminales. También se dispone de un conjunto completo incluyendo col

Colectores

Conexiones al colector

OPC. COLECTOR

Armario de colectores

Válvula de presión diferencial


3. REGULACIÓN

SReferencia Descripción Unidades Precio

49FS0172Centralita de control vía

radio1 329,90 €

49FS0173 Termostato vía radio 3 242,20 € (HASTA 8 TERMOSTATOS POR CENTRALITA)

49FS0174Antena para el control vía radio

0 - €

Referencia Descripción Unidades Precio49FS2004 Actuador térmico 230 V 3 99,19 € (HASTA 15 TERMOSTATOS POR CENTRALITA)

Regulación vía radio (S/N)

Equipo de regulación de la temperatura ambiente vía radio que consta de un regulador con salidas para los actuadores térmicos y termostatos electrónicos de ambiente que transmiten mediante radiofrecuencia la temperatura deseada y la real al regulador para

Actuadores térmicos

PRESUPUESTO

IMPORTE

3.100,00 €

1.350,54 € 245,20 €

1.060,91 € 785,78 € DTO P. NETO

6.542,43 € 25% 4.906,82 €

671,30 € DTO P. NETO

7.213,73 € 25% 5.410,29 €

SDHV 8

TOTAL P.V.P.

CAPÍTULO

Regulación de zonificación

Tubería (incluido desperdicio)AccesoriosAislantesColectores

TOTAL P.V.P.

1 Kw ELÉCTRICO = 0,083 EUROS

19.072 kWh / COP = kWh Eléctrico

Meses Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Sept. Oct. Nov. Dic. Anual

Grados-día [ºC]: 468,1 378,0 310,0 210,0 133,3 0,0 0,0 0,0 6,0 186,0 333,0 446,4 2470,8

Demanda [kWh]: 3613 2918 2393 1621 1029 0 0 0 46 1436 2570 3446 19072

COP 2,57 2,86 3,02 3,21 3,43 3,43 3,43 3 2,61

COSUMO ELÉCTRICO 1406 1020 792 505 300 14 419 857 1320 6633

CÁLCULO ENERGÉTICO

6.633 Kw ELÉCTRICOS = 550 EUROS

sradiante2

Documents