Calefacción por suelo radiante hidráulica y eléctrica: potencia por metro cuadrado, cálculos de consumo y formas de reducir costes.

Los suelos radiantes son habituales en nuestros apartamentos y no se consideran un lujo. Su potencia varía según el diseño. Pueden funcionar como calefacción principal o complementaria.

En este artículo, hablaremos sobre la potencia óptima para la calefacción por suelo radiante y por qué, determinaremos la temperatura óptima para diferentes tipos de habitaciones y suelos, y explicaremos cómo calcular la potencia óptima del sistema de calefacción.

Temperatura recomendada para la calefacción por suelo radiante

No es ningún secreto que las temperaturas varían en habitaciones con diferentes usos. Por ejemplo:

• En el dormitorio, la cocina o la sala de estar, la temperatura estándar se considera de 29 grados;
• en un baño o aseo, donde el nivel de humedad es alto - 31;
• En habitaciones con mayor pérdida de calor, como una logia o una habitación grande con muchas ventanas, se utiliza la relación de 35 kW (o 35 kW).

Si consideramos la temperatura del sistema en función del revestimiento del suelo, entonces al usar moqueta enrollable, linóleo, parquet o laminado, la temperatura normal será de 27 grados.

Factores que determinan la potencia de la calefacción por suelo radiante

Existen muchos factores que influyen en la elección de la potencia del dispositivo y que deben tenerse en cuenta para garantizar que el sistema de calefacción funcione de manera eficiente.

Las condiciones climáticas también desempeñan un papel importante. Si la casa está ubicada en un clima frío, la capacidad del sistema de calefacción debe seleccionarse con un margen de seguridad.

Calefacción principal o no

Uno de los factores que influyen en la potencia de salida es el tipo de calefacción; es decir, si el sistema será la fuente de calor principal o secundaria. Si se trata del sistema de calefacción principal, se requiere una unidad de mayor potencia, con un nivel de potencia específico de 200 W por m².

Cada tipo de suelo radiante tiene su propia potencia calorífica estándar por metro cuadrado:

• Cable - 220 - 230 W;
• Alfombrillas para cables - 100 - 160 W;
• Película infrarroja - 130 - 230 W;
• varilla - 130 - 160 W;
• agua - 40 - 150.

Tipo de habitación y su tamaño

Cada habitación de un apartamento tiene una función específica que determina la temperatura. Además, el tamaño de la habitación y el número de ventanas también influyen en la temperatura.

Por ejemplo, la potencia del sistema de calefacción instalado en la logia Debe ser más alto que el destinado para la cocina.

En la mayoría de los casos, los fabricantes de suelos eléctricos proporcionan recomendaciones para estos parámetros:

• Baño: de 150 a 180 vatios/m2;
• Balcón acristalado - 150 a 180;
• cocina, dormitorio, pasillo - 110 a 150.

Al determinar la potencia de la calefacción por suelo radiante según el tamaño de la habitación, no tenga en cuenta las zonas donde se colocarán muebles pesados, ya que no se recomienda su instalación. Lógicamente, cuanto más pequeña sea la habitación, menor será la potencia necesaria del calefactor.

Además, la conductividad térmica se ve afectada por el material del que está hecha la casa: madera, ladrillo, hormigón.

Recubrimiento de piso

Indicador de potencia de calefacción en Mucho depende del recubrimiento de acabado.Al fin y al cabo, el material tiene diferentes grados de conductividad térmica.

Al usar Calefacción por suelo radiante bajo suelo laminadoLos costos de calefacción aumentarán debido a que este material es un mal conductor del calor. El uso de alfombras o linóleo permite que el material se caliente más rápido, lo que se traduce en un ahorro de energía.

Aislamiento térmico de la habitación y pérdida de calor del edificio

El aislamiento térmico de una vivienda, que determina en gran medida la pérdida de calor, es uno de los factores más importantes a la hora de calcular la potencia de la calefacción por suelo radiante por metro cuadrado. Si el aislamiento (ventanas, puertas y techos) es deficiente, el sistema funcionará durante más tiempo y consumirá más calor, lo que se traducirá en mayores costes.

En las casas antiguas de paneles, el grosor de las paredes es de tan solo 10-15 cm. En este tipo de edificios, la pérdida de calor alcanza el 50%.

Estimación aproximada Puedes aislar una habitación tú mismo usando una calculadora en línea.Según los códigos y normativas de construcción modernos, el nivel de protección térmica debe estar entre 100 y 130 W/m2.

Se recomienda proporcionar aislamiento adicional a los techos donde se instalará el sistema de calefacción para evitar que el calor se escape al exterior.

Tipo de instalación

El método de instalación de la calefacción por suelo radiante también influye en la elección de su potencia, ya que la emisión de calor depende del grosor del sistema de calefacción por suelo radiante.

Métodos de instalación:

1. Una opción de instalación es una solera de cemento. Se vierte mortero de hormigón con un espesor mínimo de 30 mm. Para reforzar la estructura, se coloca fibra de polipropileno o malla de montaje sobre el aislamiento térmico, al que se fija el elemento calefactor. A continuación, se vierte una solera de hormigón. Cuanto más gruesa sea la capa de hormigón, mayor será el tiempo de calentamiento, pero el calor se acumula, lo que aumenta el tiempo de enfriamiento.
2. La calefacción por suelo radiante bajo baldosas suele instalarse sobre un subsuelo ya existente. Primero, se colocan los cables con una separación específica; cuanto menor sea la separación, mejor. A continuación, se rellena el elemento calefactor con adhesivo para baldosas y, una vez endurecido, se colocan las baldosas. Este método garantiza una buena transferencia de calor.
3. Instalación en seco bajo suelo laminado: Si no es posible verter una capa de hormigón debido al peso de la estructura, la instalación se realiza mediante ranuras. Para garantizar una distribución uniforme de la temperatura en toda la superficie, las ranuras deben tener 10 mm de profundidad, en las que se coloca el elemento calefactor. Si el cable es de alta potencia (180-200 W), se recomienda que las ranuras tengan una profundidad de 15-20 mm.

Tipo de termostato

Un termostato es un dispositivo que registra las señales de un sensor de temperatura.Es responsable de suministrar electricidad al dispositivo y, cuando sea necesario, de encender y apagar la calefacción, lo que conlleva un ahorro de recursos.

Cómo calcular la potencia de un sistema de calefacción por suelo radiante hidráulico

La potencia calorífica de los suelos radiantes depende directamente de la longitud de la tubería principal.

Para calcular la potencia del sistema necesitará saber:

• superficie y configuración del local;
• caudal de refrigerante;
• pérdida de calor;
• paso de colocación.

Hacer un plan

Cualquier cálculo debe comenzar con un plano de la habitación. Lo más sencillo es hacerlo en papel cuadriculado, pero también sirve papel de cuaderno cuadriculado. El plano debe mostrar todas las ventanas y puertas de la habitación, con sus dimensiones indicadas.

Se mide inmediatamente la altura de la habitación y se registra el volumen útil. En el plano se marcan las zonas donde se colocarán los muebles. A continuación, se dibuja un diagrama de la distribución de las tuberías.

Determinación del área

Al calcular la potencia de un suelo radiante de agua, es importante recordar que no se tiene en cuenta la superficie que queda bajo los muebles y equipos fijos.

La superficie de la habitación se calcula utilizando una fórmula estándar (el área de un cuadrado, rectángulo, etc.), y al resultado se le restan las áreas donde se ubicarán los muebles.

Cálculo de la pérdida de calor

La pérdida de calor es la cantidad de calor que pierde una habitación por unidad de tiempo. Para reducir la pérdida de calor, se utilizan dispositivos de calefacción y un buen aislamiento térmico.

Al calcular las pérdidas de calor se tiene en cuenta lo siguiente:

• superficie de la habitación;
• tamaño de ventanas y puertas;
• altura del techo;
• número de muros exteriores;
• temperatura exterior;
• Aislamiento térmico de las paredes;
• el tipo de habitación que se encuentra arriba.

Para calcular la pérdida de calor, puede utilizar una calculadora en línea.

Caudal de refrigerante

Para calcular el consumo de agua Necesitaremos saber cuánto refrigerante pasa por la tubería en 1 hora. Esto es necesario para ajustar correctamente los caudalímetros y seleccionar la capacidad de bomba adecuada.

El consumo de agua se calcula mediante la siguiente fórmula:

G = 0,86 x Q / Δt

Dónde:

• G – consumo de agua en kg/h;
• Q – potencia térmica en W;
• Δt es la diferencia de temperatura entre el refrigerante en los circuitos de suministro y retorno; para la calefacción por suelo radiante es igual a 10 °C;
• 0,86 es el coeficiente de capacidad calorífica del agua.

Longitud de paso y contorno de colocación

Para la calefacción por suelo radiante en viviendas particulares, lo más habitual es instalar perfiles de metal-plástico o polietileno de 16 mm de diámetro. Existen varios métodos para la colocación de las tuberías, como el serpentín o el de caracol, pero la separación entre ellas no debe ser demasiado pequeña.

Se recomienda limitar la longitud de cada circuito a 80 metros. La selección de la potencia de la bomba depende de su tamaño.

La longitud del contorno se puede calcular utilizando la fórmula:

L = F/b

Dónde:

• F — área de la habitación;
• b — paso de colocación.

Si la longitud de la tubería supera los 100 metros, deberá dividirse en varios bucles.

Energía del suelo

La potencia de un sistema de calefacción por suelo radiante hidráulico por metro cuadrado es baja, de tan solo 40 a 150 vatios. Para que el sistema sea eficaz, la distribución del calor en toda la superficie debe ser uniforme, sin que se formen zonas frías. Para aumentar la transferencia de calor, se recomienda reducir la distancia entre las tuberías.

La densidad de flujo de calor se calcula utilizando la fórmula:

Q=q/F

Dónde:

• q — índice de pérdida de calor;
• F es el área.

Rendimiento de la caldera

Para calcular la potencia de la caldera para la calefacción por suelo radiante, considere la potencia total de la calefacción por suelo radiante de toda la casa. Sume todos los valores calculados para cada habitación.

Sume un 15 % a la cifra resultante; esta será la potencia necesaria de la caldera. Si compra una caldera sin reserva, su capacidad se agotará lo más rápido posible al funcionar al 100 % de su capacidad.

Las calderas modernas producen 24 kilovatios de calor, suficiente para calentar una habitación promedio de hasta 240 metros cuadrados. También existen calderas eléctricas, incluidas aquellas con bomba incorporada, lo cual resulta muy práctico.

Bomba de circulación

Sin una bomba, los suelos hidráulicos no funcionarán correctamente. ¿Cómo se calcula la capacidad de la bomba para la calefacción por suelo radiante? Depende de la resistencia hidráulica de la tubería; cuanto más larga sea la tubería, más potente deberá ser la bomba.

Para determinar el rendimiento de la bomba, puede utilizar la siguiente fórmula:

Q = 0,86*Pн/(tпр.т — tобр.т)

Dónde:

• Pн — potencia del dispositivo de calefacción en kW;
• tobrt — indicador de temperatura del refrigerante en la línea de retorno;
• tpr.t — nivel de temperatura en el suministro.

Se recomienda elegir sistemas de calefacción por suelo radiante que permitan un amplio rango de ajuste de potencia. Al encenderlos, la potencia debe estar al máximo, ya que esto permitirá que los suelos se calienten más rápido.

Una vez alcanzados los parámetros establecidos, la temperatura de calentamiento debería reducirse automáticamente en el sistema.

Calculemos la potencia de un sistema de calefacción eléctrica por suelo radiante.

Antes de calcular la potencia de un sistema de calefacción eléctrica por suelo radiante (cable calefactor, estera o sistema infrarrojo), es necesario determinar si la red puede soportar la carga adicional y diseñar un proyecto. También debe decidir si será:

• principal - 150 - 220 W/m2;
• adicional - 110 - 150.

Se recomienda instalar calefacción por suelo radiante cuando la pérdida de calor no supere los 100 W por m². Si esta cifra es mayor, se requiere un sistema de calefacción adicional.

Todos los suelos eléctricos, a excepción de los cables calefactores autorregulables, no deben instalarse debajo de muebles pesados, ya que estos sistemas son susceptibles al sobrecalentamiento.

Por lo tanto, al igual que con la calefacción hidrónica, para calcular la potencia del aparato, primero debe elaborar un plano de distribución del mobiliario. En otras palabras, necesita calcular la superficie que se va a calentar.

Consideremos una habitación con una superficie de 20 m2. A este valor, le restamos la superficie ocupada por los muebles (8 m2) para obtener una superficie climatizada de 12 m2.

En general, es correcto calcular la potencia del sistema no por área, sino por volumen, ya que calentar una mayor cantidad de aire requiere más energía.

La pérdida de calor también influye en la elección de la potencia calorífica para suelos eléctricos. Estos cálculos son bastante complejos, por lo que se recomienda consultar tablas disponibles en literatura especializada o en línea. Por supuesto, los valores que se muestran son valores promedio.

Los fabricantes indican la potencia de salida de la calefacción eléctrica por suelo radiante por metro cuadrado en la etiqueta. Su formato es el siguiente: 220V/50-60Hz/50cm/55W, lo que significa que el suelo funciona a 220W y emite 55W de calor por metro cuadrado. Si se utiliza un cable calefactor resistivo, su potencia es baja, pero puede aumentarse hasta 200W por metro cuadrado reduciendo el ancho de la bobina.

Calculemos la potencia máxima de un suelo radiante infrarrojo utilizando como ejemplo el cálculo de la potencia máxima. Supondremos que el tamaño de la superficie a calentar que determinamos anteriormente (12 m²) y una lámina estándar con un voltaje de 220 W por m².

P = 12 m2 x 220 W = 2.640 W.

En consecuencia, constatamos que nuestra habitación requerirá un sistema de calefacción por suelo radiante mediante película, con una potencia total de 2640 W.

¿Qué sistema de calefacción por suelo radiante debo elegir?

Calefacción por suelo radiante, ya sea por agua o eléctrica, cada una tiene sus ventajas y pueden crear un ambiente confortable en el hogar.

La calefacción por agua caliente es más común en viviendas particulares, ya que resulta más económica que la eléctrica. Sin embargo, su instalación en apartamentos requiere conexión al sistema de calefacción central, lo cual está prohibido sin autorización.

En los edificios de apartamentos, se debe dar preferencia a los calefactores eléctricos. Son aceptables los modelos de bajo consumo, ya que los apartamentos ya cuentan con calefacción principal por radiadores.

Si el diseño de la casa lo permite y planea instalar calefacción por suelo radiante en el mortero, la calefacción por cable es la mejor opción. Las esteras son las más fáciles de instalar; simplemente hay que extenderlas sobre el suelo.

Si la altura del techo es un problema, los suelos radiantes infrarrojos son una opción ideal. Tienen tan solo 3 mm de grosor. La calefacción se consigue mediante la emisión de ondas infrarrojas, lo que aumenta la eficiencia en un 95 % y, por consiguiente, reduce el consumo energético. Este sistema se puede instalar bajo cualquier tipo de suelo.

Vamos a determinar el régimen de temperatura en la habitación.

Existen dos maneras de determinar la temperatura de una habitación: utilizando estándares convencionales o basándose en las preferencias personales.

La temperatura se mide en tres puntos: en el suelo, a 50 cm de altura y a 150 cm de altura. A 150 cm de altura, la temperatura no debe ser inferior a 18 grados Celsius, y el máximo se determina individualmente. La temperatura de la superficie del suelo no debe superar los 40 grados Celsius. La diferencia de temperatura permitida entre habitaciones es de 10 grados Celsius.

Cómo reducir los costos de consumo

Existen varias formas de reducir el consumo de energía:

• uso de material de aislamiento térmico de alta calidad;
• realizar trabajos de aislamiento de ventanas y puertas;
• uso de un recubrimiento de acabado con buena conductividad térmica;
• Instalación de un termostato.

Además, utilizar un sistema de pago de energía con múltiples tarifas también genera ahorros. Hacer funcionar la calefacción por suelo radiante durante la noche costará la mitad. Y si se reduce la temperatura de la calefacción en 1 grado, el consumo de energía disminuirá un 5 %.

Al considerar la instalación de calefacción por suelo radiante en su casa o apartamento, es importante tener en cuenta su potencia. Un error puede afectar negativamente el ambiente interior y aumentar los costos de calefacción.