Cuando se trata de diseño de piso radiante, hay mucho que saber. No hay manera de que pueda cubrir un diseño radiante completo en esta columna o en toda esta revista para el caso. La mayoría de los manuales de diseño están en el rango de 200 a 300 páginas. Pero haré todo lo posible para llegar a los momentos más destacados y las cosas que evitar a toda costa.
Fui parte de una instalación radiante en el sótano como aprendiz en 1982. Fue la primera vez que sumergí mis dedos en una experiencia de suelo radiante. Mi trabajo era simple. Tuve que atar la correa del tubo lo más rápido posible humanamente a la malla de alambre de 6 pulgadas por 6 pulgadas. Entonces me di cuenta de que mi jefe y su instalador principal hicieron todo lo mal que puede estar.
¿Cómo lo supe?
Porque durante los próximos dos inviernos, pasé suficiente tiempo en esa casa para que calificara como mi dirección de casa. El sistema nunca funcionó. No en el inicio, ni una semana después, y ciertamente no un año y medio después, cuando me mudé a una empresa que optó por longitudes de bucle más cortas. Es ahí que empecé a investigar en libros de calefacción radiante para educarme en todas las cosas hidrónicas.
Esto es lo que recuerdo como los errores más significativos en ese primer trabajo:
1. Bucles de tubo de media pulgada, 1.000 pies de largo.
2. Tubería de polibutileno utilizada sin intercambiador de calor ni tubería y componentes no ferrosos.
3. Acoplamientos usados aleatoriamente en tubos retorcidos que debían ser incrustados en 4 pulgadas de concreto.
4. Se utilizó una caldera de hierro fundido sin protección contra bajas temperaturas de retorno del agua, como una válvula mezcladora de cuatro vías.
5. El tubo nunca se probó a presión antes del vertido.
6. No se utilizó aislamiento debajo de la tubería y la mitad del sótano era de la variedad de paro.
Esas seis cosas son más que suficientes para matar el panel radiante, la caldera y todos los demás componentes. No estoy seguro de cómo fue la demanda subsiguiente, pero South Barrington está en la cima de los suburbios de la alta sociedad de Chicago, así que sé que los propietarios no fueron amables en esa buena noche. Todavía recuerdo el nombre del dueño de la casa, y no puedo recordar lo que cené anoche. Así de épico fue este accidente de tren.
Mi objetivo es ayudarlo a evitar estas trampas y guiarlo en la dirección de un diseño e instalación exitosos de pisos radiantes en todo momento.
Proceso de diseño sistemático
Al igual que cualquier diseño hidrónico exitoso, debe haber un proceso paso a paso para asegurarse de que ha cubierto todo lo que necesita cubrir. Es mucho más fácil hacerlo bien la primera vez en lugar de tener que corregirlo después del hecho.
Y con calefacción por suelo radiante, después del hecho puede ser una pesadilla. La tubería rara vez es de fácil acceso, por lo que la corrección de longitudes de bucle, torceduras y fugas generalmente requiere demolición de algún tipo. Nadie va a estar contento con eso.
Los otros resultados de un diseño deficiente podrían incluir grietas costosas en piedra o baldosas, grietas en concreto, fallas en pisos de madera dura, ciclos cortos de calderas, ineficiencia de calderas debido a altas temperaturas de retorno del agua, fallas tempranas de la caldera, puntos fríos, falta de comodidad de una manera u otra y la necesidad de bombas de gran tamaño.
A continuación se muestra la forma en que algunas personas me enseñaron a diseñar sistemas de calefacción por suelo radiante mucho más inteligentes que yo. Voy a transmitir esta información porque funciona, y necesitamos que nuestros sistemas funcionen. Este método es rápido, preciso y te muestra cómo hacerlo a mano.
El software de diseño radiante es mejor debido a la rapidez con la que puede manipular los números y al hecho de que puede generar informes profesionales y listas de materiales a partir de ellos. Pero creo que vale la pena saber cómo funcionan los números.
* Realice un cálculo de la carga de pérdida de calor habitación por habitación. Las cargas de bloques generalmente no funcionan muy bien con el diseño de piso radiante porque es raro tener el mismo tipo de piso en todas partes. Puede tener dos habitaciones idénticas con pérdidas de calor idénticas, pero pueden requerir diferentes temperaturas de suministro de agua debido al piso terminado. El acolchado pesado y las alfombras gruesas requerirán temperaturas de agua más altas que una con baldosas o piedra.
* Determinar la temperatura del punto de ajuste del termostato de la habitación. Esto suele ser de 65 a 70 grados para sistemas de suelo radiante, siendo los 65 grados los más comunes.
• Determine los pies cuadrados de la habitación. La longitud multiplicada por la anchura es igual al área.
• Determine la BTU / hora necesaria por pie cuadrado por habitación. Simplemente divida la pérdida de calor de la habitación por el metro cuadrado de la habitación.
Por ejemplo
Punto de ajuste = 65 grados
BTU/hora/sf necesario = 20
Constante para suelos radiantes= 2
65 + 20/2 = 65 F + 10 F = temperatura de la superficie del piso de 75 grados
* Elija un método de instalación. Placas de aluminio extruido, tubos grapados o suspendidos (malas ideas), vertido de concreto de 4 pulgadas, terraplén de concreto de 1 1/2 pulgada y esteras con nudillos son solo algunos ejemplos.
* Elija el tipo y el tamaño del tubo. En lo que respecta al tipo de tubo, prefiero quedarme con PEX-a porque si accidentalmente tuerce el tubo, puede restaurarse a su forma original calentándolo suavemente. Las pistolas de calor están bien, las antorchas no. También soy un gran fan de PEX-Al-PEX. Una vez que formes la curva, se mantiene doblada sin temor a que regrese y te golpee en la cara. El método de instalación determinará el tamaño del tubo. Las aplicaciones de concreto suelen usar 1/2 pulgada y las placas extruidas pueden ser de 3/8 pulgada o 1/2 pulgada, según su preferencia. Es mucho más fácil trabajar con tubos de 3/8 de pulgada, pero las longitudes máximas de bucle son más cortas debido a una mayor pérdida de presión.
* Determinar el valor R del revestimiento del suelo. Los gráficos para estos valores están disponibles en los sitios web de los fabricantes de tubos, como REHAU, Uponor o Mr.PEX.
• Determine el delta T del diseño. Esta es la diferencia de temperatura objetivo entre la temperatura del agua de suministro y la temperatura del agua de retorno, típicamente 10 grados en aplicaciones residenciales.
• Determinar el espaciado de los tubos. La mayoría de las aplicaciones residenciales serán de 6 pulgadas, 8 pulgadas, 9 pulgadas o 12 pulgadas, dependiendo del tipo de habitación, las necesidades de BTU/hr de la habitación y el método de instalación. Así es como suelo atacar esto: Para los sótanos, casi siempre es de 12 pulgadas en el centro; las placas extruidas son invariablemente de 8 pulgadas. Los terraplenes de concreto varían entre 6 pulgadas, 9 pulgadas y 12 pulgadas, dependiendo de la pérdida de calor de la habitación y de lo baja que quiera que sea la temperatura del agua de suministro.
• Determinar longitudes de bucle activas y longitudes de líder. Las longitudes de bucle se calculan utilizando estos multiplicadores:
1. tubo central de 12 pulgadas x 1.0
2. tubo central de 9 pulgadas x 1.33
3. tubo central de 8 pulgadas x 1.5
4. 6 pulgadas en tubo central x 2.0
Las longitudes de líder o cola son la distancia justa entre la habitación y el colector por dos. Encontrarás algunas pequeñas diferencias en las longitudes de bucle recomendadas, pero estarás seguro con estas.
1. tubo de 3/8 de pulgada: 200 pies
2. tubo de 1/2 pulgada: 300 pies
* Determine el total de galones por minuto. Este también es fácil. GPM = pérdida de calor en BTU/(diseño delta T x 500). Ejemplo: 100.000 / (10 x 500) = 100.000/5.000 = 20 GPM. 500 es una constante que proviene de estos valores y ecuación:
1. Hay 8.33 libras en un galón de agua.
2. Hay 60 minutos en una hora.
3. Y 1 es el calor específico del agua.
4. 8,33 x 60 x 1 = 499,8 (redondeado a 500)
• Determinar GPM por bucle. GPM total / número de bucles = GPM por bucle
* Determinar la pérdida de presión o la pérdida de carga. Aquí es donde la mayoría de la gente puede sentirse abrumada un poco, pero no es necesario. Hay muchas calculadoras y herramientas para usar que te lo ponen fácil, pero mi favorita es la RadPad (ver Figuras 2 y 3).
El RadPad fue originalmente puesto a disposición por el EPR. Esta herramienta lo hace todo y si puedo averiguarlo, tú también puedes. En la parte trasera de esta calculadora de diapositivas, simplemente ajuste el flujo por tubo en la ventana de tamaño nominal del tubo y luego lea la pérdida de presión por encima de la longitud del circuito del tubo.
Un ejemplo rápido y quiero decir rápido, porque me llevó menos de 10 segundos obtener la respuesta: Si mi tubo de 1/2 de pulgada tiene un GPM de 0.6 y la longitud del circuito de mi tubo es de 265 pies, mi pérdida de presión es de aproximadamente 4.3 pies. Es así de fácil.
Obtenga la aplicación aquí: www.drakeip.com/RadPad/index.html
Veamos un diseño completo (ver Figura 4).
Esto es exactamente lo que describí anteriormente, aunque se muestra en un solo resumen de instantánea. Explica lo que necesita, la forma en que llega a esa necesidad y cómo llega al resultado.
Algo como esto te hace profundizar un poco más que usar software y te ayuda a entender mejor el proceso y las matemáticas. Sé que lo hizo por mí.
Cosas que debe saber y evitar
* Como mencioné anteriormente, los diferentes revestimientos de pisos a menudo requerirán diferentes temperaturas de suministro de agua. Dicho esto, haz todo lo posible para limitar la cantidad de diferentes temperaturas del agua que usarás en tu diseño. Las buenas válvulas mezcladoras y circuladores no son baratos. Si tengo temperaturas de agua de suministro de diseño de 10 a 15 grados entre sí, consideraré usar un número intermedio si no hay problemas previsibles.
• Eduque a sus clientes y comprenda sus expectativas.
1. Un sistema bien diseñado puede no producir pisos que siempre calienten los dedos de los pies. Asegúrate de que lo sepan.
2. Si tienen la intención de poner alfombras en los pisos radiantes con calefacción, necesitan saber que están bloqueando su único emisor de calor. Cuanto más grande y gruesa sea la alfombra, peor será.
* Haga su tarea en pisos de madera. Consulte con la Alianza de Profesionales Radiantes y la Asociación Nacional de Pisos de Madera.
* Si el revestimiento del piso es de baldosas o piedra, recomiendo que el contratista de pisos instale una membrana anti-grietas.
* Aísle debajo de su panel de suelo radiante, sin importar el tipo que elija. Tenga cuidado con el comprador: No todo el aislamiento funciona como se anuncia. Siga los estándares de la industria generalmente aceptados.
* Si las longitudes de los bucles no están dentro del 10 por ciento entre sí, asegúrese de usar colectores que permitan el equilibrio.
* Presurice siempre sus tubos y colectores a 60 psi tan pronto como estén instalados.
* Tenga en cuenta que si utiliza una mezcla de glicol / agua, necesitará más bomba. El calor específico del agua es 1.0. La mezcla de agua / glicol es al menos un 10 por ciento más alta.
* Al instalar tubos en la parte superior del subsuelo para un sobrepuerto de 1 1/2 pulgada, tenga cuidado de no colocar todos sus jonrones en el pasillo común. Si lo hace, la sala se sobrecalentará; probablemente es donde se encuentra su termostato. Prefiero perforar y colocarlos bajo el suelo. Si eso no es posible, aísle la mayoría, si no todos, los tubos. El cálculo de la carga habitación por habitación dictará cuánto aislar.
* Cuanto más cerca esté el espaciado de los tubos en el centro, más bajas serán las temperaturas de suministro de agua que necesitará.
* Maximice la eficiencia de su caldera de condensación de modulación consiguiendo que la temperatura de retorno del agua (RWT) sea lo más baja posible. Cuanto más bajo sea el RWT, más estará la caldera en modo de condensación. Cuanto más tiempo esté la caldera en modo de condensación, más eficiente será.
* No es necesario instalar tubos debajo de los gabinetes o electrodomésticos de la cocina, pero mantén los ojos bien abiertos para ver el nicho de escritorio de última hora agregado a los gabinetes. Querrás tubos allí. Pregúntame cómo lo sé. Fue un descuido mío en 1995, y me recordaban constantemente mi error de 2 pies por 2 pies.
No quiere estar en el extremo equivocado del litigio, por lo que si elige convertirse en un contratista radiante, hágalo todo. Lea, vaya a seminarios, haga preguntas, escuche y aprenda, y nunca tendrá que preocuparse por ello.