Eficiencia energética y sostenibilidad en los sistemas de calefacción

 

 Requisitos de un emisor térmico eficiente

 Baja Inercia (bajo contenido de agua y poca masa)

A menor contenido de agua y menor masa del radiador conseguiremos un mejor control del rendimiento del mismo y podremos calefactar más eficientemente.

Una gran inercia implica el consumo de más energía para calentar el emisor, incluso antes de que emita a la habitación, pero que además, y frente a una aportación de energía gratuita como la del sol o el aumento de ocupación de una estancia, se producirá, por un lado, un desperdicio de energía, el radiador sigue emitiendo cuando no lo necesitamos, y por otro, una disminución del confort debido al sobrecalentamiento del ambiente al tener varias fuentes de calor simultáneas no controlables.

Detalle de la evolución de la temperatura de una habitación ante las diferencias de reacción de un radiador convencional y otro con bajo contenido de agua, a lo largo de una mañana, ante la aparición de factores externos (sol o nubes). Energía desperdiciada = ausencia de confort.

Además, gracias a la no producción hidrógeno, entre otros, por el elemento (no existen elementos de aluminio en contacto con el agua) y a que el diseño hidráulico es muy sencillo (dos tubos en línea recta con una curva de 180º) hace que este tipo de emisores no sufran ruidos en su funcionamiento.

Funcionamiento a Baja Temperatura

Debido a la mejora en el sector de la construcción, y por tanto a la disminución de pérdidas energéticas, se puede disminuir la temperatura de impulsión para limitar el consumo de energía que utilizamos en calentar el agua para calefacción en una vivienda o bloque de viviendas. Así evitaremos por un lado las pérdidas de energía en el sistema (tuberías, bombas, etc.) y por el otro mejoraremos el rendimiento de los emisores y las calderas. Los radiadores a instalar han de conseguir una óptima emisión de calor incluso pudiendo emitir con temperaturas de impulsión de agua de 40ºC, como si la fuente de energía fuese la solar.

Rapidez de reacción y Control de la temperatura

Un radiador de bajo contenido de agua absorbe mucho menos calor y reacciona al menos tres veces más rápido a las fluctuaciones de temperatura que provienen tanto de la caldera (cuando el calor es necesario en la estancia), o en caso contrario cuando la radiación solar u otras fuentes de calor aparecen de repente y ya no es necesario emitir calor.

Menor masa significa menor inercia, por lo tanto más sensible a la hora de responder a lo que le ordene la caldera o el termostato obteniendo así una mejor regulación de la temperatura.

Una mayor velocidad de reacción conllevará una reducción del tiempo empleado en volver a alcanzar la temperatura objetivo tras cualquier cambio. De esta manera obtendremos mayor confort.

Detalle y evolución de la temperatura de una habitación ante las diferencias de reacción de un radiador convencional y otro con bajo contenido de agua, a lo largo de una mañana, ante la aparición de factores externos (sol o nubes).

Ahorro energético

Como medida general ya explicada en este documento, hemos de limitar el consumo de energía que utilizamos al calentar una vivienda así que veamos los resultados en:

La puesta en marcha de una instalación de calefacción:

Un radiador de bajo contenido de agua implicará una menor cantidad de agua en el circuito de calefacción, con lo que la caldera necesitará menos tiempo para que la instalación alcance su máximo rendimiento.

Esta menor masa a calentar en el arranque implica por tanto un mayor ahorro de energía. Aproximadamente a los 8 minutos, el radiador ya está a pleno rendimiento y la caldera puede ya empezar a aprovechar al máximo su modulación.

Además, de esta manera, alcanzaremos antes la temperatura objetivo y el confort será mayor.

Obsérvese el gráfico que indica lo que tarda un radiador en calentar dependiendo de su contenido de agua. Comparamos radiadores de bajo contenido de agua, radiadores de aluminio y de hierro fundido

Además, y como consecuencia de este ahorro energético, estamos ayudando a la sostenibilidad de la instalación de calefacción ya que podremos conseguir una reducción de hasta 1 Tonelada de emisión de CO2 por cada vivienda instalada con radiadores de bajo contenido de agua (aprox. 15.000w/vivienda). Objetivo conseguido adicional, ayudar al cumplimiento de los requisitos establecidos en el Protocolo de Kyoto.

Seguridad (temperatura de contacto y evitar lesiones)

Según las normativas de seguridad (DHSS DN4) la temperatura máxima de superficie para que no exista ningún riesgo de quemaduras por el contacto con una superficie de un elemento de calefacción es de 43ºC.

Por encima de esta temperatura un niño, anciano o persona que pueda, o no, tener sus facultades sensitivas alteradas, podría sufrir quemaduras. Además, la radiación producida por temperatura mayor puede dañar muebles y equipos electrónicos sensibles. Puesto que la temperatura del agua de un sistema de calefacción llega a mucho más alta que la temperatura de seguridad (DHSS DN4) ha de tenerse un especial cuidado en elegir un emisor que mantenga las zonas a alta temperatura, como tuberías, llaves, válvulas y superficies radiantes ocultas o de difícil acceso para eliminar los riesgos a los que queda expuesto el usuario.

Jaga Low-H2O cumple esta normativa sin necesidad de alterar su diseño. En el año 2002 Jaga recibió el premio de innovación Golden Bridge en el Reino Unido por el desarrollo de sus equipos en la baja temperatura superficial para radiadores, aplicado en el mercado británico, mercado pionero en exigencias de seguridad para obra pública.

En el diseño del radiador, de su "cuerpo", también debemos considerar como concepto de seguridad la propia estructura y forma del emisor. Eliminar esquinas, disminuir bordes para ofrecer cantos redondeados o angulados reducirá el alcance de posibles lesiones o heridas y será un punto a favor de los emisores que cumplan estos requisitos.

La clara mejora en diseño es una ventaja ya que además ocultamos las llaves, el cáñamo y los remates de la tubería que sale de la pared. De esta forma, nadie, pero sobre todo los más pequeños, tendrán acceso directo a una de las zonas más calientes del conjunto del emisor, y por tanto seguiremos velando por la seguridad de los habitantes de la casa.

Confort (homogeneidad de la temperatura)

Según los estudios realizados por el profesor del Centro Internacional del Ambiente Interior y Energía de la Univ. Técnica de Dinamarca, Ole Fange, sobre la calidad y el confort del aire interior de una vivienda, hemos de empezar a calefactar desde las zonas de mayor pérdida de calor, para poder conseguir una temperatura más homogénea. Por el contrario, los resultados de la calefacción asimétrica en una estancia van a provocar un menor confort.

Hemos de saber que en toda edificación, y dependiendo de los diferentes materiales de construcción, las calidades de los cerramientos, tamaños de cristales, orientaciones y exposición al exterior, etc. contaremos con zonas en las que habrá mayores pérdidas de calor y que por tanto absorberán el calor de su alrededor dando sensación de frío a quien se encuentre cerca de ellas. Por ello hemos de ser muy cuidadosos en el diseño de la instalación de calefacción y ubicación de emisores para que el confort sea igual en toda la vivienda, sin percibir zonas de mayor o menor temperatura.

Los elementos de bajo contenido de agua generan una mayor distribución del aire con una temperatura del aire emitido más baja. Proporcionan un calor saludable y consistente en la estancia, disminuyendo adicionalmente, el riesgo de humedades y formación de moho y llegando homogéneamente a todos los extremos de la sala (alcance medio de 6m).

A la hora de diseñar la instalación hemos de saber que los radiadores de calefacción emiten el calor de dos formas:

Por radiación: intercambio de calor que se da entre dos masas a distintas temperaturas, siendo una de ellas la superficie del emisor y la otra el volumen de aire de la estancia. Esto nos da un modelo de calefacción asimétrica en la que tendremos zonas con distintas temperaturas. Deficiente reparto del calor.

Por convección natural: movimiento natural que se da en el aire que se calienta al estar en contacto con una fuente de calor y cambiar su densidad. De esta manera el aire calentado se dilata, baja su densidad y se hace más ligero y tiende entonces a ascender rellenando el volumen de aire de la estancia y creando un movimiento continuo del aire más frío del suelo hacia esa fuente de calor. Mejor distribución del calor, alcance más lejano y temperatura homogénea.

Como se puede observar en el gráfico, la radiación concentra el calor alrededor del emisor lo provocando descompensaciones de temperatura en la misma estancia. Además, en las esquinas más alejadas de los emisores, y sobre todo con las nuevas formas de construcción donde tenemos unos niveles de aislamiento muy superiores a los tradicionales, es posible que puedan aparecer humedades y mohos por condensación y estancamiento del aire.

En un sistema por convección natural la distribución de la temperatura es mucho más homogénea, ya que el movimiento de todo el volumen de aire disminuye las estratificaciones verticales y consigue una distribución de la temperatura de manera homogénea en toda la estancia evitando corrientes de aire. Obtenemos así mayor confort.

Además, con las nuevas tendencias constructivas en las que cada vez más se utilizan cerramientos o puertas de cristal con mayores pérdidas de calor, no debemos descuidar la ubicación de los radiadores de manera que coloquemos las fuentes de calor cubriendo toda la anchura de las zonas acristaladas donde hay más pérdidas de calor.

Radiadores delante de un cristal

En alguno de los países del norte de Europa, y más concretamente en Alemania, está prohibida la colocación de radiadores con alto porcentaje de radiación en su emisión delante de cristales techo suelo.

Una de las razones de esta prohibición es que este tipo de radiadores provocan en su emisión una mayor pérdida de energía debido a la radiación a través del cristal hacia el exterior. Estudios demuestran que esta pérdida se estima entorno al 8% de la emisión total del radiador. Para disminuir esta pérdida, se ha de colocar una pantalla anti radiación que limite esta emisión hacia la pared interior/ cristal.

Los radiadores Low-H2O están exentos del cumplimiento de esta normativa ya que no tienen emisión por radiación hacia el cristal.

Asimismo, hemos de tener en cuenta que en días de mayor frío, donde habrá grandes diferencias de temperatura interior y exterior, la radiación puede provocar tensiones estructurales en el cristal, ventanas, etc. con lo que se podrían producir posibles daños no cubiertos por las garantías de los fabricantes de cristal.

Estética

Hoy en día la funcionalidad de los objetos comparte protagonismo con la estética. No sólo pedimos de los elementos de uso cotidiano que funcionen, sino que lo hagan bien y además tengan un diseño agradable que avance con el resto de los elementos del hogar. Eso sí, buscando siempre un compromiso de atemporalidad del diseño, de manera que elementos que a priori eran únicamente funcionales los podamos combinar en cualquier tipo de ambiente, apelando a la memoria colectiva de un estilo clásico y elegante, o incluyéndolo en un ambiente totalmente moderno y vanguardista.

Más información:

www.jaga.info