Calefacción por suelo radiante con agua mediante caldera: diagramas de conexión, instalación y características de diseño.

La calefacción es un problema acuciante para la mayoría de las ciudades de nuestro país. La calefacción central no siempre proporciona el confort adecuado, por lo que muchos están considerando instalar un sistema independiente.

Una opción para este tipo de calefacción es instalar calefacción por suelo radiante alimentada por un calentador de agua.

¿Es posible conectar la calefacción por suelo radiante a una caldera?

Al instalar suelos radiantes de agua, los propietarios de apartamentos o casas particulares deben:

• construir una estructura que caliente el aire de la habitación al nivel requerido;
• Elija una opción rentable en términos de instalación y funcionamiento, que no le cueste mucho.

Le sugerimos que se informe con antelación. Estructura y principio de funcionamiento de un suelo radiante de agua. y la posibilidad de combinar el sistema con diversos dispositivos (radiadores, válvulas de tres y dos vías, etc.).

Las calderas de gas o eléctricas se utilizan para calentar el refrigerante. Las calderas de gas se instalan con mayor frecuencia en viviendas particulares. Este tipo de equipo no se puede instalar en apartamentos con calefacción central.

Además, la conexión al sistema de calefacción principal requiere un permiso especial. Por lo tanto, se necesita una solución alternativa: la instalación de una caldera eléctrica.

Una caldera es un aparato que calienta agua mediante electricidad para uso doméstico. Sin embargo, cabe destacar que no fue diseñada originalmente para calentar agua para calefacción por suelo radiante. Por lo tanto, esto le supondría un esfuerzo adicional que podría provocar su avería.

Si bien aún es posible alimentar el suelo radiante con una caldera, no calentará grandes superficies. Esta opción es ideal únicamente para un baño o aseo.

¡Atención! Calcular correctamente la carga del calefactor eléctrico es fundamental.

Tipos de calderas

Un calentador de agua es una caldera eléctrica equipada con un depósito que almacena agua caliente. Los modelos con una capacidad de hasta 100 litros se utilizan para uso doméstico, mientras que los de hasta 300 litros se utilizan para uso industrial. Se recomienda un modelo industrial para instalaciones de calefacción por suelo radiante.

Según su diseño, las calderas pueden ser instantáneas o de acumulación.

Fluido

Un calentador de flujo continuo es un tanque compacto con un elemento calefactor cuadrado que se conecta al suministro de agua fría. Al encenderlo, el agua se calienta casi de inmediato. Estos calentadores tienen una potencia nominal de 6 a 10 kW, por lo que suponen una carga considerable para el sistema eléctrico.

Un calentador de agua de flujo continuo no es adecuado para la calefacción por suelo radiante.

Acumulativo

Un acumulador de calor es un contenedor con dos carcasas, entre las cuales se encuentra una capa protectora de material aislante térmico (espuma de poliuretano). La carcasa exterior está hecha de acero esmaltado.

El interior del matraz está recubierto con esmalte vítreo, aplicado mediante pulverización, lo que da como resultado una superficie lisa y resistente a la cal. Además, el esmalte no se ve afectado por las sales presentes en el agua y no se corroe.

Algunos modelos cuentan con un revestimiento interno de porcelana vítrea en lugar de esmalte vítreo. La superficie es de alta calidad, pero pueden aparecer grietas si se expone a altas temperaturas durante periodos prolongados. No obstante, los fabricantes garantizan que el dispositivo funcionará de forma fiable durante al menos 10 años.

Otro tipo de recubrimiento utilizado para las calderas es el acero inoxidable con titanio, que puede soportar altas temperaturas. Un calentador de agua con este recubrimiento durará muchos años.

Dentro del tanque se encuentra un elemento calefactor (un calentador tubular) que calienta el refrigerante. Este elemento está alojado en un tubo metálico, lo que evita la acumulación de incrustaciones. Además, el recipiente contiene un ánodo magnético: una varilla con partículas cargadas positivamente que neutralizan la carga negativa.

Esto ayuda a reducir la corrosión. La varilla requiere reemplazo periódico, ya que se desgasta con bastante rapidez. El calentador de agua está equipado con tuberías por las que se suministra agua fría y se descarga el agua caliente.

¡Atención! Ya están disponibles en el mercado calentadores de agua eléctricos con capacidades de 250 a 300 litros, diseñados específicamente para su uso en sistemas de calefacción. Se diferencian en la ubicación y el tamaño de las aberturas de entrada y salida de agua.

La potencia estándar de los modelos de almacenamiento es de 1,5 a 3 kW. El dispositivo se asemeja a un termo; el agua se calienta y luego se enfría lentamente, manteniendo así una temperatura elevada durante un período prolongado.

Estos modelos también incorporan un termostato que permite ajustar la temperatura deseada para la calefacción por suelo radiante. Una vez alcanzada la temperatura deseada, la caldera se apaga automáticamente, lo que favorece un consumo energético eficiente.

Las calderas están disponibles en diseños horizontales y verticales. El diseño vertical se recomienda para sistemas de calefacción por suelo radiante.

¡Es importante saberlo! Para calentar 15 litros de agua a 60 grados, necesitarás una resistencia de 1 kW, lo que tardará 1 hora. Un depósito de 100 litros alcanzará esta temperatura en 3 horas con una resistencia de 3 kW.

Cómo funciona un calentador de agua

Una caldera eléctrica funciona mezclando refrigerante frío y caliente. El agua caliente sube a la parte superior, mientras que el agua fría permanece en la parte inferior, donde se calienta.

El proceso de funcionamiento de un calentador de agua es el siguiente:

1. El depósito de almacenamiento se llena de agua a través de una conexión especial. La entrada está equipada con una válvula de seguridad que retiene el líquido e impide su reflujo.
2. La temperatura requerida se ajusta en el termostato, pero no debe superar los 80 grados.
3. La resistencia se enciende automáticamente y comienza el calentamiento del agua.
4. El líquido caliente asciende y se libera a través del tubo de entrada situado en la parte superior del depósito.
5. El refrigerante se desplaza a través del tubo de admisión hacia la tubería del piso.

¿Qué caldera debo elegir?

Un calentador de agua eléctrico de flujo continuo resulta prácticamente inadecuado para sistemas de calefacción por suelo radiante. Su principal inconveniente es su elevado consumo energético.

La única opción adecuada para la calefacción por suelo radiante es un calentador de agua con depósito. Al elegir el tipo de elemento calefactor, preste atención a la potencia del equipo, ya que esto determina la intensidad y la rapidez con que se calienta el refrigerante, así como su volumen.

¡Atención! Los dispositivos con una potencia de salida de 6 a 10 kW están diseñados específicamente para su instalación con sistemas de calefacción. Su principal inconveniente es su elevado consumo energético.

Al calcular la potencia de un aparato eléctrico, tenga en cuenta que calentar una superficie de 10 metros cuadrados requiere un calentador de agua de 1 kW, por lo que un modelo doméstico de calentador de agua para calefacción por suelo radiante no es adecuado. Solo es apto para espacios pequeños, como un baño o un aseo.

El segundo puntoUn factor importante a considerar al comprar un calentador de agua es la capacidad del tanque. Cuanto mayor sea el volumen de refrigerante caliente, con menos frecuencia será necesario encender el calentador, lo que permitirá ahorrar recursos.

Características de diseño de un suelo radiante conectado a una caldera.

Al diseñar un sistema de calefacción por suelo radiante a partir de una caldera, es necesario tener en cuenta:

• Cuanto mayor sea el tamaño de la tubería y el número de ramificaciones, más largo será el circuito y más lenta será la circulación del líquido;
• Potencia del elemento calefactor: si la temperatura mínima de la habitación coincide con la potencia de la caldera, con el tiempo la eficiencia del calentamiento del refrigerante puede disminuir. La solución es adquirir un calefactor con una reserva de potencia del 20 %.

Además, el sistema requiere mantenimiento constante, incluyendo la descalcificación periódica del depósito de almacenamiento y del elemento calefactor. Este procedimiento contribuirá a mantener en buen estado las tuberías de la calefacción por suelo radiante y a prolongar su vida útil.

Se recomienda conectar la caldera en un baño o habitación situada cerca de la habitación que se desea calentar.

Para aumentar el rendimiento del dispositivo, la estructura debe estar equipada con una bomba de circulación.

Siguiendo todos los puntos anteriores, podrá construir un sistema de calefacción por suelo radiante que proporcione calor a su apartamento.

Diagramas de cableado para calefacción por suelo radiante y calderas.

Existen varios sistemas para conectar la calefacción por suelo radiante a un calentador de agua indirecto. Veamos los más sencillos:

• Una válvula de tres vías es clave para conectar dos circuitos: el sistema de calefacción por suelo radiante y el calentador de agua. Esta válvula distribuye el refrigerante entre ambos y se controla automáticamente mediante un termostato en el calentador. Este sistema facilita el calentamiento rápido del agua en la caldera, permitiendo a la vez el cierre total del suministro de agua caliente a las tuberías del suelo radiante. Una vez alcanzada la temperatura deseada, la válvula se activa y se restablece el suministro. Este sistema de tuberías es adecuado para el uso continuo de la caldera.

• Con dos bombas de circulación forzada, esta opción se recomienda para uso intermitente y estacional. Una se instala en la tubería de suministro antes del calentador de agua y la otra en el circuito del piso.

Un termostato controla la bomba de circulación, por lo que esta solo se activa cuando la temperatura desciende por debajo del nivel normal. La calefacción se acelera y se activa la circulación forzada. Este sistema no dispone de una válvula de tres vías y la conexión se realiza mediante derivaciones en T.

• Utilizando un colector hidráulico, este método se recomienda para calderas con una capacidad de 200 litros o más y con múltiples circuitos de calefacción. Un sistema con colector hidráulico simplifica el diseño y elimina la necesidad de instalar bombas en cada circuito de planta. El colector hidráulico garantiza una presión de refrigerante uniforme en todos los circuitos. Sin embargo, la instalación de las tuberías de esta manera resulta compleja sin experiencia.

Instalación y conexión del suelo radiante a la caldera.

Para mayor claridad, veamos cómo instalar calefacción por suelo radiante a partir de un calentador de agua, utilizando una resistencia de 3 kW para calentar una superficie de 30 m2, con la instalación de una válvula de tres vías.

Necesitaremos una caldera de recirculación con salidas para conectar las mangueras de agua fría y caliente. El diámetro recomendado para las salidas es de 2,6 centímetros. Además, necesitará las herramientas necesarias para evitar contratiempos durante la instalación.

La secuencia de construcción de pisos hidráulicos a partir de un calentador de agua es la siguiente:

• Preparación del subsuelo: debe estar nivelado y libre de escombros.

• Instalación de la unidad colectora: debe fijarse a la pared o montarse en una caja metálica especialmente equipada.

• Cubrir el perímetro de la habitación con cinta amortiguadora ayudará a mantener la integridad del mortero de hormigón.

• Impermeabilización y aislamiento térmico: la película de polietileno puede utilizarse como material impermeabilizante. La variedad de materiales de aislamiento térmico es enorme, desde espuma plástica estándar hasta esteras de espuma de poliestireno con tacos.

• El circuito de agua puede instalarse con tuberías de cobre, polietileno o plástico resistente al calor. Los elementos calefactores se instalan según el diseño previsto y con la separación especificada. Las tuberías pueden fijarse a la malla de refuerzo colocada sobre el aislamiento térmico con abrazaderas de plástico, o bien entre las ranuras de las placas de poliestireno.

• Conecte el circuito al colector de distribución: un extremo a la toma de agua fría y el otro a la toma de agua caliente.

• La caldera está conectada a la unidad de distribución mediante tuberías metálicas.

• Instalación de una válvula de tres vías con cabezal térmico en el colector para regular la temperatura del suelo radiante de agua caliente.

• Conectar una bomba de circulación a un suelo radiante garantiza el caudal y la presión de agua necesarios en las tuberías del suelo.

• La instalación de un tanque de expansión es esencial para eliminar el exceso de agua del sistema de calefacción. Debe montarse en la tubería metálica fría cerca de la salida de la caldera. Un tubo de purga de aire debe instalarse aguas arriba del tanque.

• Se realiza una comprobación del rendimiento del sistema para identificar posibles fugas y fallos de funcionamiento. Se lleva a cabo una prueba de presión durante 24 horas bajo la presión de funcionamiento.

• Vertido de la solera: se rellena el contorno del suelo con hormigón. Este procedimiento se realiza a presión mediante tuberías. La capa de hormigón debe secarse completamente, lo que tardará aproximadamente un mes.

• Aplicación de la capa de acabado: esta se aplica únicamente sobre una base de hormigón completamente seca.

El sistema de agua solo debe encenderse una vez que la capa de mortero, así como el adhesivo para baldosas si se utilizaron baldosas cerámicas como revestimiento del suelo, se hayan secado. La temperatura debe aumentarse gradualmente hasta alcanzar la temperatura de funcionamiento durante varios días.

Este sistema funciona calentando agua en un depósito, que luego se descarga a través de un colector hacia el circuito del suelo. El refrigerante usado se devuelve a la línea de retorno mediante una unidad de distribución.

Si la temperatura del agua supera el nivel requerido, la válvula de tres vías corta automáticamente el suministro de agua caliente y abre el de agua fría. El proceso de mezcla se lleva a cabo en una cámara especial. Cuando el fluido calefactor alcanza la temperatura requerida, la válvula termostática cierra el suministro de agua fría.

El calentador y el colector están equipados con dispositivos de control automático de temperatura independientes. El dispositivo del colector controla el flujo de refrigerante en el sistema de calefacción por suelo radiante, mientras que el dispositivo del elemento calefactor controla la temperatura del agua.

Es posible instalar calefacción por suelo radiante con un calentador de agua tanto en casas como en apartamentos. La instalación es sencilla; lo principal es seguir las instrucciones y el proceso. Además, el bajo coste de instalación es fundamental, ya que un calentador de agua cuesta menos que una caldera eléctrica.

Sin embargo, cabe señalar que el funcionamiento de un sistema de calefacción de este tipo requiere un consumo energético considerable. Por lo tanto, la decisión de calentar su hogar con un radiador convencional o con calefacción por suelo radiante mediante una caldera depende totalmente de usted.

Video

Suelo radiante mediante caldera eléctrica.

Suelo radiante de agua caliente procedente de un calentador de agua acumulador.