8.3: Comparación de Sistemas de Calefacción Doméstica (III)
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Sistemas de Calefacción Radiante: Zócalos
Radiadores de zócalo
En los sistemas de calefacción hidrónica de la placa base (que se muestran en el video a continuación), el agua se calienta en un horno de gas o de petróleo ubicado en el sótano. El agua caliente se distribuye a través de tuberías en zócalos en varias habitaciones. Luego, el calor se entrega a través de radiación y convección. A pesar de que estos se denominan sistemas de calefacción radiante, la mayor parte del calor entregado es por convección. La entrega de calor a las habitaciones o zonas se puede controlar mediante solapas o rejillas.
En la Figura 8.1.1 se muestra una imagen de un calentador de placa base. Las láminas metálicas estrechamente espaciadas llamadas “aletas” aumentan el área de superficie para una transferencia de calor eficiente a la habitación.
Figura 8.1.1. Calentador de placa base
La Tabla 8.1.1 analiza los aspectos del calentamiento radiante de la placa base.
La Tabla 8.1.1 analiza los aspectos del calentamiento radiante de la placa base.
Cuadro 8.1.1. Ventajas y desventajas de la calefacción radiante de la placa base
| Ventajas | Desventajas |
|---|---|
| En general, opera silenciosamente | No se puede utilizar para calefacción |
| Proporciona calor constante y no agita alérgenos ni polvo | Altos costos de instalación |
| Se siente cálido incluso si una puerta está abierta o una habitación tiene corrientes de aire o un poco más fría de lo normal, ya que calienta personas y objetos en lugar de solo aire | Interfiere con la colocación de muebles |
| Menos pérdida de calor en comparación con un sistema de aire forzado porque no hay fugas | El atrapamiento de aire puede reducir la eficiencia |
Sistemas de Calefacción Radiante: Pisos
Tipos de Calor de Piso Radiante
Hay tres tipos de calor de piso radiante:
- Pisos de aire radiante (el aire es el medio portador de calor)
- Pisos radiantes eléctricos
- Pisos radiantes de agua caliente (hidrónica).
Compara la calefacción convencional de la placa base con el calor radiante del piso viendo los videos a continuación.
Tipos de Instalación
Los tres tipos de calor de piso radiante (aire, eléctrico, agua caliente) se pueden subdividir por el tipo de instalación:
- Aquellos que hacen uso de la gran masa térmica de un piso de losa de concreto o concreto ligero sobre un subsuelo de madera (estos se denominan “instalaciones húmedas”), como se muestra en la Figura 8.1.2
Figura 8.1.2. Hormigón radiante
- Aquellos en los que el instalador “emparedó” el tubo de piso radiante entre dos capas de madera contrachapada o fija el tubo bajo el piso o subsuelo terminado (“instalaciones secas”), como se muestra en la Figura 8.1.3
Figura 8.1.3. Madera radiante
Rentabilidad
Pisos de Aire Radiante
Debido a que el aire no puede contener grandes cantidades de calor, los pisos de aire radiante no son rentables en aplicaciones residenciales y rara vez se instalan.
Pisos radiantes eléctricos
Por lo general, los pisos radiantes eléctricos solo son rentables si su compañía de servicios eléctricos ofrece tarifas de tiempo de uso. Las tarifas de tiempo de uso le permiten “cargar” el piso de concreto con calor durante las horas de menor consumo (aproximadamente de 9 p.m. a 6 a.m.). Si la masa térmica del piso es lo suficientemente grande, el calor almacenado en él mantendrá a la casa cómoda durante ocho a diez horas sin ninguna entrada eléctrica adicional. Esta práctica ahorra una cantidad considerable de dólares de energía en comparación con la calefacción a tarifas eléctricas máximas durante el día.
El siguiente video explica cómo se cobra un piso de concreto durante las tarifas de tiempo de uso.
Sistemas hidrónicos
Los sistemas hidrónicos (líquidos), sistemas populares y rentables para climas dominados por la calefacción, han sido ampliamente utilizados en Europa durante décadas.
Los sistemas de piso radiante hidrónico bombean agua calentada desde una caldera a través de tubos colocados en un patrón debajo del piso. La temperatura en cada habitación se controla regulando el flujo de agua caliente a través de cada bucle de tubería a través de un sistema de válvulas de zonificación o bombas y termostatos.
El siguiente video muestra cómo funciona un sistema de piso radiante hidrónico.
Instalación
Las instalaciones húmedas son la forma más antigua de sistemas modernos de pisos radiantes. Como se muestra en la Figura 8.1.4, en una instalación húmeda, el tubo está incrustado en la losa de cimentación de concreto, o en una losa de concreto ligero en la parte superior de un subsuelo, o sobre una losa previamente vertida.
Figura 8.1.4. Instalaciones húmedas: losa sobre rasante y losa delgada sobre piso de marco
Una nueva generación de calefacción hidrónica en el piso que emplea tubos de agua caliente a prueba de corrosión ha gozado de gran popularidad en los últimos años. Con este tipo de sistemas, el calor se distribuye uniformemente y los pisos son cálidos bajo los pies. Una variedad de equipos de calefacción pueden calentar agua: calentador de agua a gas natural o propano o caldera, caldera eléctrica, caldera de leña, bomba de calor, colector solar, o incluso energía geotérmica.
Los tubos para un sistema hidrónico se pueden instalar en una losa de concreto convencional o en una losa liviana de yeso-cemento. También se puede grapar en la parte inferior del subsuelo como se muestra en la Figura 8.1.5.
Figura 8.1.5. Instalación de engrapado y sándwich sobre el piso del marco
La Figura 8.1.6 representa un tubo de agua caliente a prueba de corrosión grapado en la parte inferior del subsuelo.
Figura 8.1.6. Tubería de agua caliente libre de corrosión
Revestimientos Radiantes para Pisos
Aunque la baldosa cerámica es el revestimiento de suelo más común para la calefacción por suelo radiante, se puede utilizar casi cualquier revestimiento de piso. No obstante, algunos se desempeñan mejor que otros. A menudo se especifican revestimientos comunes para pisos como productos de lámina de vinilo y linóleo, alfombras, madera o concreto desnudo.
- Moquetas
Es prudente recordar siempre que cualquier cosa que pueda aislar el piso también reduce o ralentiza el calor que ingresa al espacio desde el sistema de piso, lo que a su vez aumenta el consumo de combustible. Si se requiere moqueta, se prefiere una alfombra delgada con acolchado denso. Si algunas habitaciones, pero no todas, tendrán un revestimiento de piso, entonces esas habitaciones deben tener un bucle de tubería separado para que el sistema caliente estos espacios de manera más eficiente, porque el agua que fluye debajo del piso cubierto necesitará estar más caliente para compensar el revestimiento del piso. - Pisos de Madera
La mayoría de las referencias de pisos radiantes también recomiendan usar pisos de madera laminada en lugar de madera maciza, reduciendo así la posibilidad de que la madera se encoja y se agriete por los efectos de secado del calor. Si bien se pueden usar pisos de madera maciza, se recomienda encarecidamente al instalador que esté muy familiarizado con los sistemas de pisos radiantes antes de intentar instalar pisos de madera natural sobre un sistema de piso radiante. La mayoría de los fabricantes y manuales relacionados con pisos radiantes ofrecen pautas para ayudarlo a resolver estos problemas.
Tubería para Piso Radiante
Existen varios tipos de tubos utilizados en los sistemas de calefacción por suelo radiante.
- Tubos de cobre o acero - Los sistemas de pisos radiantes más antiguos usaban tubos de cobre o acero incrustados en los pisos de concreto. A menos que el constructor cubriera la tubería con un compuesto protector, una reacción química entre el metal y el concreto a menudo condujo a la corrosión de la tubería y a posibles fugas.
- PEX o Tubería de Caucho - Los principales fabricantes de sistemas de pisos radiantes hidrónicos ahora usan polietileno reticulado (PEX) o tubos de caucho con una barrera de difusión de oxígeno. Estos materiales han demostrado ser más confiables que las opciones más antiguas en tubos. Los aditivos fluidos también ayudan a proteger el sistema de la corrosión.
- Tubería defectuosa - Ha habido informes recientes de problemas con los tubos de goma producidos por un fabricante de productos químicos. Las fugas se desarrollan en las conexiones o accesorios metálicos y, en algunos casos, el tubo se vuelve rígido y quebradizo. Todavía no está claro qué causa este problema, pero, teóricamente, las temperaturas del agua excesivamente altas pueden ser las culpables. Apretar las conexiones y abrazaderas solo se corrigen temporalmente las fugas. Recuerde, este problema solo concierne a una marca específica de tubos de caucho; no tiene nada que ver con el tubo PEX, que ha tenido un desempeño muy confiable durante muchas décadas. Dado que el precio de los tubos de cobre es considerablemente más bajo ahora que hace varios años, nuevamente está ganando algo de popularidad debido a sus capacidades superiores de transferencia de calor sobre los tubos a base de plástico.
El Cuadro 8.1.2 analiza los detalles de los sistemas de calefacción por suelo radiante.
Cuadro 8.1.2. Ventajas y desventajas de los sistemas de calefacción por suelo radiante
| Ventajas | Desventajas |
|---|---|
| Permita calefacción uniforme en todo el piso, no solo en puntos localizados como con estufas de leña, sistemas de aire caliente y otros tipos de radiadores | No responde rápidamente a los ajustes de temperatura |
| La habitación se calienta de abajo hacia arriba, calentando primero el calor y el cuerpo | Relativamente caro de instalar pero puede ahorrar dinero a largo plazo |
| Elimina los problemas de calado, polvo y alérgenos asociados con los sistemas de calefacción por aire forzado | Requiere instaladores profesionales |
| Capaz de ajustar el termostato varios grados más bajo, en relación con otros tipos de sistemas de calefacción | |
| Sin registros de calor o radiadores para obstruir los arreglos de muebles y planos de diseño de interiores |