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Funcionamiento del suelo radiante refrescante

La calefacción por suelo radiante consiste básicamente en la emisión de calor por parte del agua que circula por tubos embebidos en la losa de hormigón que constituye el suelo. Esta red de tuberías que va instalada bajo el suelo de nuestra vivienda lo que hace es circular agua caliente o también agua fría, lo que genera finalmente que se irradie calor desde abajo o incluso que se absorba en caso del suelo refrescante. La red de tuberías debe ir recubierta por un mortero de calidad que permita distribuir de forma eficiente y uniforme el calor. Por lo tanto, el mortero es un elemento fundamental del sistema para garantizar su eficiencia como superficie de emisión/absorción de calor.

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De esta forma conseguimos una gran superficie a como elemento emisor de calor. En los meses fríos, a una temperatura en torno a los 35-40ºC, el agua recorre los tubos que cubren el suelo y aporta el calor necesario para calefactar la vivienda.

Existe la interesante posibilidad de emplear este tipo de instalación para una climatización integral, proporcionando calefacción en invierno y refrescamiento en verano. De este modo en los meses cálidos haremos circular agua en torno a 17ºC por la instalación, que absorberá el exceso de calor del local y proporcionará una agradable sensación de frescor.

También existen los suelos radiantes eléctricos, no tan habituales, que en vez de con una tubería y agua que circula por ella, funcionan con una resistencia que se calienta mediante energía eléctrica. Es importante mencionar que existen también el techo radiante o los sistemas radiantes de pared. Estos últimos se prueban de una manera más sencilla que es solo radiante pero la difusión de calor es menos apropiada.

Componentes de la instalación

Una instalación de climatización por suelo radiante/refrescante se compone del generador, los elementos necesarios para la distribución del fluido y la regulación.

Generadores

Los sistemas de suelo radiante/refrescante optimizan la utilización de generadores de la máxima eficiencia energética, con lo que se disminuye el consumo, se reduciendo la emisión de contaminantes a la atmósfera y se respeta el medio ambiente. El empleo de calderas de condensación es una aplicación idónea, puesto que al trabajar a baja temperatura optimiza su rendimiento. La integración de enfriadoras de agua reversibles o captadores solares térmicos aporta soluciones para una climatización integral.

Placas de aislamiento

Su función en el sistema es:

• Aislamiento térmico de la placa inferior
• Aislamiento fónico, amortigua los ruidos del choque.
• Soporte y guía de tubo. Por medio de los tacos-guía fundidos en la propia placa, se sujeta el tubo a la misma, pudiendo dejar separaciones entre tubos de 10, 20, 30 cms.

Los cuatro lados de la placa disponen de unas entalladuras en toda sulongitud que permiten unir unas con otras de forma rígida, eliminando almismo tiempo los puentes térmicos.

Tubo

El tubo es el elemento principal. Es el encargado de transportar el agua a través de la instalación y de transmitir el calor. Entre los materiales plásticos empleados en canalizaciones, el polibutileno (PB) se adapta bien al diseño y ejecución de las instalaciones de suelo radiante gracias a su flexibilidad y comportamiento a largo plazo. Cuenta con barrera anti oxigeno es muy utilizado en países como UK.

En España, el tipo de tubería para suelo radiante más utilizado es el PEX A por su flexibilidad y recuperación a la doblez.  

En concordancia con la norma EN 1264, se recomienda el empleo de tubos con capa de barrera de oxígeno. De este modo, se reduce el aporte de oxígeno al agua, lo que protege de la corrosión a los componentes metálicos de la instalación.

La distribución del tubo puede ser en serpentín o espiral, siendo esta última disposición la recomendada ya que permite una mayor uniformidad en la distribución del calor así como una mejor homogeneidad de temperaturas.

Aislamiento periférico

Es necesario separar mecánica y fónicamente la placa base del suelo radiante de los tabiques. Esto se consigue mediante el aislamiento periférico, constituido por unas tiras rígidas de Poliestireno Expandido.

Mortero o recubrimiento del suelo

La placa de mortero rodea a los tubos y almacena y transmite el calor cedido por el agua que circula a través de los mismos. El espesor mínimo de esta capa por encima de los tubos, según indicación de la norma EN 1264 y por razones de ejecución, debe ser de 30mm como mínimo. Es habitual el empleo de aditivos que fluidifican el hormigón, lo que permite un perfecto recubrimiento de los tubos y evita posibles bolsas de aire que perjudicarían la transmisión de calor.

Además de constituir la base estructural que soporta el pavimento, la capa de mortero es la parte del sistema encargada de la distribución y emisión del calor o frío. De ahí la importancia de aplicar un mortero con buena conductividad térmica y buenas resistencias mecánicas, que permiten conseguir un espesor regular y no muy elevado y que genera un ahorro energético y confort.   

Existen diferentes morteros en el mercado basados en 2 tecnologías: el cemento y la anhidrita. La recomendación general de las normativas actuales para morteros aplicados sobre sistemas de suelo radiante refrescante es que éstos tengan una resistencia mínima de 20N/mm² a compresión (C-20). En este sentido, los morteros autonivelantes de base anhidrita destacan especialmente por sus altas resistencias mecánicas, que permiten reducir los espesores, su elevada conductividad térmica (40% de incremento en el coeficiente de emisión térmica, y un 80% de difusividad térmica), lo que permite una mayor reactividad en la puesta en marcha de la instalación, un mayor confort y un 20% de ahorro sobre la factura de la calefacción.

Otro aspecto importante del mortero base anhidrita es su carácter sostenible frente a los morteros base cemento, con un impacto ambiental un 80% menor en todo el ciclo de vida y acreditado mediante una Declaración Ambiental de Producto (EPD), por lo que contribuye a la obtención de puntos en los sistemas de certificación más extendidos. (Lead, Bream, etc)

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Los sistemas de climatización por suelo radiante permiten el empleo de cualquier tipo de pavimento, sin embargo, y como es lógico, su comportamiento ante la transmisión de calor diferirá en relación a los diferentes coeficientes de conductividad térmica.

Grapas de fijación

Para sujetar el tubo a las placas de aislamiento, se utilizan unas grapas autoperforantes que, clavadas sobre los tacos- guía en las zonas curvas del tubo, impiden que este se desplace de su posición.

Distribución

La distribución del fluido portador a los circuitos se efectúa mediante colectores de ida y retorno a los que se conectan los circuitos.

El conjunto colector incorpora una serie de elementos:

• Purgadores para extraer el aire contenido en la red de tuberías que dificulta la circulación del agua y disminuye la transmisión de calor.

• Válvulas de llenado y vaciado.

• Válvulas manuales en el colector de ida que permiten abrir o cerrar el paso de agua a los circuitos en función de la temperatura alcanzada en el local, con la posibilidad de automatización mediante un termostato ambiente.

• Reguladores de caudal que permiten fijar el caudal adecuado en cada circuito.

• Termómetros, tanto en la ida como en el retorno, para comprobación visual de las temperaturas del sistema

La capa de aislamiento sobre el forjado evita que el calor desprendido por los tubos se transmita hacia la planta inferior.

La banda de zócalo perimetral que debe situarse a lo largo de las paredes permite el movimiento de la placa y evita las pérdidas de calor en el perímetro del local.

La regulación de la instalación

Los elementos de regulación de la instalación constituyen una parte muy importante de la misma, puesto que los parámetros para el óptimo funcionamiento de la instalación deben adecuarse tanto desde el punto de vista del confort como del ahorro energético.

En primer lugar la regulación de la temperatura de impulsión permitirá que ésta varíe considerando la influencia de los siguientes parámetros:

• Temperatura exterior

• Temperatura ambiente interior

• Temperatura superficial

• Temperatura de rocío interior para evitar el riesgo de condensaciones

La regulación de la temperatura de impulsión en función de la temperatura exterior permite obtener una respuesta del sistema más ágil ante variaciones en la temperatura exterior. Debe tenerse en cuenta que la inercia de la instalación es importante ya que tenemos que calentar la losa de hormigón para que esta a su vez emita el calor a través de su superficie. Por tanto, la velocidad de respuesta de la instalación es completamente diferente a la que podríamos esperar de una instalación, por ejemplo, de radiadores.

Existe la posibilidad de modificar la temperatura de impulsión a la instalación en función de la temperatura ambiente alcanzada en el local. A modo de ejemplo, en periodo de calefacción la temperatura de impulsión se irá reduciendo a medida que la temperatura registrada en la habitación se aproxime al valor fijado como de confort.

La existencia de una sonda de temperatura superficial, generalmente ubicada sobre la losa de mortero y bajo el recubrimiento final del suelo, permite limitar la temperatura superficial tanto en periodo de calefacción como en refrescamiento. El valor límite para la temperatura superficial se establece en 29ºC en periodo de calefacción y en 19 ºC en periodo de refrescamiento.

En periodo de refrescamiento es necesario controlar las condiciones higrométricas, temperatura y humedad relativa ambiente, de forma que la temperatura superficial no descienda por debajo de la temperatura de rocío y evitando de este modo la formación de condensaciones. En estas condiciones la temperatura mínima del suelo queda condicionada por la temperatura de rocío.

Por otra parte, la regulación de temperatura ambiente permite diferenciar distintas zonas de temperatura en la vivienda, controlando, desde termostatos ubicados en cada uno de los locales, la apertura o cierre de los circuitos en función de la temperatura alcanzada.

Ventajas del suelo radiante

La climatización por suelo radiante ofrece unas condiciones de máximo confort, y ello se debe a los siguientes factores:

• Hay una distribución uniforme de temperaturas con lo que se eliminan las zonas excesivamente frías o calientes y se genera una emisión o absorción de calor muy uniforme en todo el local.
• Se eliminan las corrientes de aire, motivo de gran nivel de disconfort.
• Se dispone de un ambiente muy saludable al eliminarse las corrientes de aire que remueven el polvo y causan problemas entre las personas alérgicas, asmáticas, etc.
• La superficie del suelo pasa a ser el elemento emisor, con lo que se evitan los problemas suelen originar otro tipo de elementos emisores en lo que a decoración se refiere.
• Es la instalación ideal en locales con techos elevados puesto que se mantienen las condiciones de confort en la zona de ocupación.
• Se reduce el coste energético de la instalación, ya que permite trabajar con temperaturas inferiores en calefacción y superiores en refrescamiento con grado de confort equivalente.
• Es una instalación silenciosa, debido a la ausencia de radiadores y a las características propias de la tubería de polibutileno.

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