INSTALACIONES-2 DEPARTAMENTO DE CONSTRUCCIONES ARQUITECTÓNICAS
CURSO 11-12
DISEÑO Y CÁLCULO DE LAS INSTALACIONES DE CALEFACCIÓN POR SUELO RADIANTE
4º C Profesor: Dr. Julián Domene García
CALEFACCIÓN POR RADIACIÓN Norma UNE-EN-1264
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Para que no surjan graves inconvenientes de metabolismo en las personas que ocupen la vivienda, la temperatura de la superficie radiante debería mantenerse entre 20 y 27° centígrados. Por lo tanto resulta de gran utilidad la conexión con fuentes energéticas alternativas, particularmente las bombas de calor y los colectores solares
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Los tubos de plástico han ido reemplazando a los de acero, sobre todo los fabricados con polipropileno, polietileno reticulado, polietileno de alta densidad, etc. que son capaces de soportar las deformaciones producidas por los saltos térmicos correspondientes.
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SECCIÓN DE UN SUELO RADIANTE
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BANDA PERÍMETRAL INSTALADA
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DISTRIBUIDORES
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Detalle de la conexión de los distintos ramales
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Instalación en el interior de un armario empotrado
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COLOCACIÓN DEL DISTRIBUIDOR CON LAS TUBERÍAS GENERALES
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Distribución en caracol
Distribución en serpentín
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El parámetro que indica la distancia que deben ir los tubos en un determinado circuito se denomina módulo de distribución. En teoría pueden existir tantos módulos como distancias entre tubos, pero en la práctica se utilizan unos estandarizados.
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La importancia del módulo es primordial, pues la potencia calorífica que suministra el suelo radiante está en proporción inversa a la separación que existe entre los tubos de cada circuito. El primer condicionante que nos encontramos en la práctica, será el diámetro mínimo de curvatura del tubo
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Curvas guía
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Para los tubos de polipropileno, los diámetros mínimos de curvatura son: •24 cm. para los tubos de 16-12 •30 cm. para los tubos de 20-16 Es decir, 15 veces el diámetro exterior del tubo.
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En la figura siguiente se puede observar los tres módulos estandarizados para el tubo 16-12 mm. En todos se respeta el diámetro mínimo de curvatura que es de 24 cm:
Módulos
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Antes de entrar a decidir el módulo que debe ir en un local determinado, es necesario conocer la potencia por metro cuadrado que se debe aportar.
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Ésta resulta de dividir la potencia del local por el número de metros cuadrados del mismo.
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La potencia será la necesaria para compensar las pérdidas térmicas que se produzcan en el local en el caso más desfavorable.
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La transmisión del calor del suelo radiante se realiza en parte por radiación y en parte por convección.
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La cesión de esta energía depende principalmente de la diferencia de temperaturas entre el suelo y el ambiente del local, y viene dada por la siguiente expresión:
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P = α (Ts – Ta) Siendo: P = Potencia térmica cedida en vatios por m² Ts = Temperatura superficial del suelo Ta = Temperatura ambiente α = Coeficiente de transmisión térmica global del suelo en W/m²K
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El coeficiente de transmisión térmica α, resulta casi constante, oscilando su valor entre 9 y 12 W/m²K.
La temperatura ambiente se obtiene por: ta = (t1 + t2)/2 t1 = Temperatura del aire del local t2 = Temperatura media de las paredes del local.
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De estas fórmulas se deduce que si la temperatura ambiente del local permanece constante, por ejemplo 20 º C, y el coeficiente de transmisión también constante, la potencia térmica cedida por el suelo radiante está únicamente en función de la temperatura superficial del suelo.
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Ésta a su vez depende de dos factores: 1. La distancia entre tubos 2. La temperatura del agua que circula por ellos.
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La gráfica que vamos a ver a continuación, relaciona estos parámetros y permite conocer la potencia cedida por el suelo para una temperatura del agua y un módulo determinado.
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Esta gráfica es fundamental para el diseño de la instalación: • conociendo las pérdidas que se producen en la habitación • dividiéndolas por el número de m² de la misma • nos permite saber el módulo necesario para que nos produzca la energía necesaria a suministrar.
La temperatura media del agua no debe sobrepasar los 55º C.
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POTENCIA SUMINISTRADA POR LOS DISTINTOS MÓDULOS
Módulo 30/6
Módulo 30/20
Módulo 30/30
Tubo de 20-16 mm
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EJEMPLO:
Supongamos que tenemos tres habitaciones, con las necesidades energéticas calculadas: • Un salón con un gran ventanal, 72 w/m² necesidad energética • Cocina con 60 w/m² • Baño, 84 w/m²
Se preve una temperatura media del agua de 40º C.
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SALÓN
Módulo 30/20
72 W/m²
Tubo de 20-16 mm
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COCINA
Módulo 30/30
60 W/m²
Tubo de 20-16 mm
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BAÑO
Módulo 30/6
84 W/m²
27º C
Tubo de 20-16 mm
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Corresponde a potencia 120 W/m²
No deberíamos sobrepasar esta temperatura 29º C
Tubo de 20-16 mm
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Otra gráfica muy interesante que complementa a las anteriores, es la que se aplica cuando las habitaciones poseen grandes ventanales. La tabla siguiente, nos indica el número de tubos que han de pasar a 8 cm de distancia unos de otros, paralelos al muro donde se encuentra el ventanal, para equilibrar y hacer más uniforme el reparto del calor
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NÚMERO DE TUBOS DE PASO A 8 CM, SEGÚN SUPERFICIE ACRISTALADA
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La tabla expuesta es para cristaleras con cristal doble que posee el muro, si es cristal sencillo , el número de tubos de paso 8 cm, será el doble al indicado en ella
Ejemplo: Para un salón con una cristalera correspondiente al 50 %, el número de tubos será:
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NÚMERO DE TUBOS DE PASO A 8 CM, SEGÚN SUPERFICIE ACRISTALADA
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Necesitaremos 6 tubos a 8 cm de distancia entre ellos, si el cristal es doble, y 12 si es sencillo
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