15 - calefacción por suelo radiante
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INSTALACIONES-2DEPARTAMENTO DE CONSTRUCCIONES ARQUITECTÓNICAS
CU
RSO
11-12
Profesor: Dr. Julián Domene García
4º C
DISEÑO Y CÁLCULO DE LAS INSTALACIONES DE CALEFACCIÓN
POR SUELO RADIANTE
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CALEFACCIÓN POR RADIACIÓN
Norma UNE-EN-1264
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Para que no surjan graves inconvenientes demetabolismo en las personas que ocupen lavivienda, la temperatura de la superficieradiante debería mantenerse entre 20 y 27°centígrados.
Por lo tanto resulta de gran utilidad laconexión con fuentes energéticasalternativas, particularmente las bombas decalor y los colectores solares
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Los tubos de plástico han ido reemplazando alos de acero, sobre todo los fabricados conpolipropileno, polietileno reticulado,polietileno de alta densidad, etc. que soncapaces de soportar las deformacionesproducidas por los saltos térmicoscorrespondientes.
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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 unarmario 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 distanciaque deben ir los tubos en undeterminado circuito se denominamódulo de distribución.
En teoría pueden existir tantosmódulos como distancias entretubos, pero en la práctica se utilizanunos estandarizados.
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La importancia del módulo es primordial,pues la potencia calorífica quesuministra el suelo radiante está enproporción inversa a la separación queexiste entre los tubos de cada circuito.
El primer condicionante que nosencontramos en la práctica, será eldiámetro mínimo de curvatura del tubo
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Curvas guía
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Para los tubos de polipropileno, losdiámetros 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 exteriordel tubo.
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En la figura siguiente se puede observar los tres módulosestandarizados para el tubo 16-12 mm. En todos se respeta eldiámetro mínimo de curvatura que es de 24 cm:
Módulos
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Antes de entrar a decidir el módulo que debe iren un local determinado, es necesario conocerla potencia por metro cuadrado que se debeaportar.
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Ésta resulta de dividir la potencia dellocal por el número de metros cuadradosdel mismo.
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La potencia será la necesaria para compensarlas pérdidas térmicas que se produzcan en ellocal en el caso más desfavorable.
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La transmisión del calor del sueloradiante se realiza en parte porradiación y en parte porconvección.
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La cesión de esta energía dependeprincipalmente de la diferencia detemperaturas entre el suelo y elambiente del local, y viene dada porla 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 valorentre 9 y 12 W/m²K.
La temperatura ambiente se obtiene por:
ta = (t1 + t2)/2
t1 = Temperatura del aire del localt2 = Temperatura media de las paredes del local.
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De estas fórmulas se deduce que si latemperatura ambiente del localpermanece constante, por ejemplo 20 ºC, y el coeficiente de transmisióntambién constante, la potencia térmicacedida por el suelo radiante estáúnicamente en función de la temperaturasuperficial del suelo.
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Ésta a su vez depende de dosfactores:
1. La distancia entre tubos2. La temperatura del agua quecircula por ellos.
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La gráfica que vamos a ver acontinuación, relaciona estosparámetros y permite conocer lapotencia cedida por el suelo para unatemperatura del agua y un módulodeterminado.
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Esta gráfica es fundamental para el diseño de lainstalación:• conociendo las pérdidas que se producen en lahabitación• dividiéndolas por el número de m² de la misma• nos permite saber el módulo necesario para quenos produzca la energía necesaria a suministrar.
La temperatura media del agua nodebe sobrepasar los 55º C.
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POTENCIA SUMINISTRADA POR LOS DISTINTOS MÓDULOS
Módulo 30/30Módulo 30/20Módulo 30/6
Tubo de 20-16 mm
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Supongamos que tenemos tres habitaciones, con las necesidadesenergéticas 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.
EJEMPLO:
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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
Tubo de 20-16 mm
27º C
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Corresponde a potencia 120 W/m²
No deberíamos sobrepasar esta temperatura
Tubo de 20-16 mm
29º C
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Otra gráfica muy interesante que complementaa las anteriores, es la que se aplica cuando lashabitaciones poseen grandes ventanales.
La tabla siguiente, nos indica el número detubos que han de pasar a 8 cm de distanciaunos de otros, paralelos al muro donde seencuentra el ventanal, para equilibrar y hacermás uniforme el reparto del calor
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47NÚMERO DE TUBOS DE PASO A 8 CM, SEGÚN SUPERFICIE ACRISTALADA
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La tabla expuesta es para cristaleras con cristal doble que poseeel 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 %, elnúmero de tubos será:
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49NÚMERO DE TUBOS DE PASO A 8 CM, SEGÚN SUPERFICIE ACRISTALADA
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50
Necesitaremos 6 tubos a 8 cm de distancia entre ellos, si el cristal es doble, y 12 si es
sencillo
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